整数 について、次の命題を対偶を利用して証明せよ。
が の倍数ならば、 は の倍数である。
対偶を用いた命題の証明です。本単元で扱う代表的な証明法として、対偶を用いた証明と背理法を用いた証明があります。本問題は前者になります。
本来、証明で対偶を使うかどうかは自由ですが、この問題は元の命題を直接証明するより、対偶を使った方が圧倒的に楽です。
対偶をとったあとの証明自体は、中学校でも似た形を経験しているかもしれません。ただし、「対偶を作る」ことと「その対偶を証明する」ことがつながるので、ここはここで別の難しさがあります。
証明が苦手なのであれば、まずは対偶を用いた証明について、倍数系の証明の流れを1つ押さえておくだけでもよいと思います。
もう一つの代表的な証明法である背理法については、「 が無理数であることの証明」が最初に押さえたい典型問題です。
本問題では対偶をとると、「 は3の倍数ではない」という条件を扱うことになります。
このとき、
と表してもよいですが、
とまとめて表すこともできます。
左側の表記の方がなじみがあるかもしれません。右側は、余り を余り と見てまとめたものです。
少し慣れは必要ですが、2つの場合を一気に処理できるので便利です。本問題ではこの
という表し方を使って進めています。
元の命題
が の倍数 は の倍数
の対偶は、
は の倍数ではない は の倍数ではない
となる。
AI接続は次工程で実装予定です。
AIの回答には誤りが含まれる場合があります。ThinkingFlowの確認済み結果・最終解答と照合してください。
は の倍数ではないので、
と表せる。
したがって、
となる。
よって、 は で割ると 余るので、 の倍数ではない。
AI接続は次工程で実装予定です。
AIの回答には誤りが含まれる場合があります。ThinkingFlowの確認済み結果・最終解答と照合してください。
対偶が真であることを示したので、元の命題も真である。
したがって、
が の倍数ならば、 は の倍数である
ことが証明された。
AI接続は次工程で実装予定です。
AIの回答には誤りが含まれる場合があります。ThinkingFlowの確認済み結果・最終解答と照合してください。
対偶
は の倍数ではない は の倍数ではない
を証明する。
は の倍数ではないので、
と表せる。
このとき、
となるので、 は の倍数ではない。
したがって対偶は真であり、元の命題
が の倍数ならば、 は の倍数である
も真である。