数強塾MATH ATLAS

数学I / 集合と命題 / 対偶法

まず、この問題から。問題文整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。

対偶法

集合と命題で「対偶法」が問われ、必要・十分、反例、存在条件を分け、全場合を閉じる型。 最初の一手は「仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける」。答えを出したら、「場合分けの漏れと十分性未確認」という間違いがないかを確認します。

見抜き方
集合と命題で「対偶法」が問われ、必要・十分、反例、存在条件を分け、全場合を閉じる型。
最初の一手
仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける
求めるもの
条件範囲、証明、反例、存在の結論
典型的な罠
場合分けの漏れと十分性未確認
到達レベル
基礎〜教科書標準
記事状態
要点・例題・演習 公開済み
01 / QUICK ANSWER

30秒でわかる答え

仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける

集合と命題で「対偶法」が問われ、必要・十分、反例、存在条件を分け、全場合を閉じる型。 最初の一手は「仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける」。答えを出したら、「場合分けの漏れと十分性未確認」という間違いがないかを確認します。

「対偶法」または同じ条件が現れる成り立つことを示す条件・範囲・存在を決める
02 / WHY?

なぜそうなる?

WHY

対偶法では、なぜこの手順から始めるの?

一つの例が成り立っても、すべての場合の証明にはなりません。仮定と結論、必要と十分を分け、反例がないところまで確認して初めて結論が確定します。

03 / CORE POINTS

ここだけは押さえる4点

  1. 01

    集合と命題で「対偶法」が問われ、必要・十分、反例、存在条件を分け、全場合を閉じる型。

  2. 02

    最初にすること:仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける。

  3. 03

    目標:条件範囲、証明、反例、存在の結論まで、根拠をつないで示す。

  4. 04

    見直し:「場合分けの漏れと十分性未確認」という間違いがないか、元の条件へ戻って確かめる。

04 / WORKED EXAMPLES

考え方がつながる例題3

例題 1 / まず解く

集合と命題の入口問題

整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒントn=2k+1と置いたときのn²を調べます。

  1. 対偶は『nが奇数ならばn²は奇数である』。
  2. nが奇数なので、ある整数kを用いてn=2k+1と表せる。
  3. n²=2(2k²+2k)+1であり、2k²+2kは整数だからn²は奇数。よって対偶、したがって元の命題は真。

答え真。対偶『nが奇数ならn²は奇数』が成り立つため。

確かめ計算結果2(2k²+2k)+1は整数の2倍に1を足した形で、確かに奇数です。

例題 2 / 定義へ戻る

同じ問題を、定義から考える

【問題文をもう一度】整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。 この問題で使った「対偶法」の定義・性質を説明しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント答えの計算ではなく、なぜその手順を使えるかを言葉にします。

  1. 命題の仮定と結論を分ける。
  2. 対偶『nが奇数ならn²は奇数』を作る。
  3. 奇数を2k+1と表して計算する。

答え命題とその対偶は真偽が一致します。

確かめ定義と最初の一手「仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける」がつながっているか確認します。

例題 3 / 検算する

問題文の条件へ答えを戻す

【問題文をもう一度】整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。 得た答えが、問題文のすべての条件を満たすことを確かめなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント「場合分けの漏れと十分性未確認」が起きていないか、元の数・式・図へ戻します。

  1. 仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける
  2. nが奇数なので、ある整数kを用いてn=2k+1と表せる。
  3. n²=2(2k²+2k)+1であり、2k²+2kは整数だからn²は奇数。よって対偶、したがって元の命題は真。
  4. 答えを問題文の条件へ戻す

答え真。対偶『nが奇数ならn²は奇数』が成り立つため。

確かめ計算結果2(2k²+2k)+1は整数の2倍に1を足した形で、確かに奇数です。

05 / PRACTICE

基礎→標準→発展の3段階演習

Q1基礎

【問題文】整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。

答えと解説
真。対偶『nが奇数ならn²は奇数』が成り立つため。

n=2k+1と置いたときのn²を調べます。 計算結果2(2k²+2k)+1は整数の2倍に1を足した形で、確かに奇数です。

Q2標準

【同じ問題を説明する】整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。 計算前の判断を三つ、順番に書きなさい。

答えと解説
命題の仮定と結論を分ける。 → 対偶『nが奇数ならn²は奇数』を作る。 → 奇数を2k+1と表して計算する。

命題とその対偶は真偽が一致します。

Q3発展

【同じ問題を検算する】整数nについて命題『n²が偶数ならばnは偶数である』の真偽を、対偶を用いて示しなさい。 「対偶法」の定義と問題文の条件を使って、答えが正しい理由を説明しなさい。

答えと解説
真。対偶『nが奇数ならn²は奇数』が成り立つため。。計算結果2(2k²+2k)+1は整数の2倍に1を足した形で、確かに奇数です。

「場合分けの漏れと十分性未確認」を避け、答えを元の条件へ戻すところまでが解答です。

06 / ERROR CLINIC

間違いを、理由から直す

場合分けの漏れと十分性未確認

答えだけを消してやり直すのではなく、最初の一手「仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける」へ戻ります。条件を図・表・式へ書き直し、どの行で条件が失われたかを特定してください。

見直しの合言葉

入力の条件、途中の根拠、出力「条件範囲、証明、反例、存在の結論」の三つがつながっているかを確認します。

07 / QUESTIONS

よくある「なぜ?」

対偶法は何を覚えればよい?

答えの形だけでなく、「仮定と結論、必要条件と十分条件を分ける」という最初の判断と、その理由をセットで覚えます。

途中で分からなくなったら、どこへ戻る?

問題文の条件と、求めるものを分けて書きます。その後「「対偶法」または同じ条件が現れる」があるかを確認してください。

できたかどうかは、どう判断する?

初見の類題で初手を自分で選び、「場合分けの漏れと十分性未確認」を避けて理由まで説明できれば合格です。