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数理論理学 学習事項
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受講にあたって必要な復習事項を示す.
また,本講義で扱う学習事項を教科書の節番号と共に示す.

●復習しておくこと

・集合論 (集合,関係,順序,写像) の基本的な定義
・C言語プログラムの基本的な読み書き
・帰納的 (再帰的) 定義の方法

●数理論理学の基礎

授業概要の説明
数理論理学の導入

*第1回
        ・数理論理学の目的 (序章)
        ・形式化 (序章, 1-1)

●論理式と証明法

数学的主張の記号表現
数学の基本的な証明法(論理式の構造に沿った系統的な証明)

*第2回
        ・命題と述語  (1-1)
        ・論理結合子(¬,∨,∧,⇒,⇔)  (1-2)
        ・論理式  (1-2)
        ・真理表  (1-2)

*第3回
        ・論理式の真偽  (1-2)
        ・証明法:含意の直接証明  (2-1)
        ・含意の意味  (1-4)

*第4回
        ・証明法:含意の間接証明(対偶と背理法) (2-1)
        ・証明法:同値の証明(双方向の含意) (2-2)
        ・証明法:同値の証明(同値変形) (2-2)

*第5回
        ・量化子(∀,∃) (1-3)
        ・全称と存在 の基本表現 (1-3, 1-4)
        ・述語と集合 の対応 (1-4)

*第6回
        ・よく使う論理表現 (1-5)
        ・全称と存在 の否定 (1-7)

*第7回
        ・証明法:全称と存在 の証明 (2-3)
        ・証明法:論理法則の利用 (2-4)
        ・否定を使った言い換え (1-7)

*第8回
        ・証明法:否定の証明 と 反証 (2-4)
        ・集合と論理 (1-6)
        ・全称と存在 の併用 (1-8)

●自然演繹

記号操作で証明を進める論理の枠組み
自然演繹の形式体系

*第9回
        ・自然演繹の基礎 (序章,3-1)
        ・帰納的定義 (なし)

*第10回
        ・述語論理の構文論 (3-9)
        ・証明の形式化 (1-1, 3-9)
        ・命題論理の自然演繹 (3-2)

*第11回
        ・命題論理の自然演繹 (3-3, 3-4)

*第12回
        ・述語を扱う準備 (3-6)
        ・述語論理の自然演繹 (3-6, 3-7)

*第13回
        ・関数記号を使う自然演繹 (3-8)
        ・背理法を使う自然演繹 (3-5)

●述語論理の意味論

主張や推論の正しさを数学的に厳密に議論

*第14回
        ・形式体系の健全性と完全性 (3-10)
        ・構造による言語の意味付け (3-10)

*第15回
        ・恒真性と充足可能性 (3-10)

●応用

数理論理学の応用

*第15回 (時間があれば)
        ・論理による問題解決
        ・充足可能性判定 (SATソルバー)
        ・論理型プログラミング言語
        ・証明支援システム
        ・定理自動証明器
        ・ソフトウェアの正当性検証

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授業のホームページ

山田 俊行
https://www.cs.info.mie-u.ac.jp/~toshi/