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充足可能性とは?

じゅうそくかのうせい

充足可能性とは、ある論理式を真にする変数の値割り当てが少なくとも1つ存在するかどうかという論理学・計算理論上の概念です。

充足可能性(satisfiability)とは、命題論理述語論理において、ある論理式(命題式)に対して、それを「真(true)」にするような変数の値の組み合わせが存在するかを問う概念です。存在するならその式は「充足可能(satisfiable)」、いかなる値の組み合わせでも偽になるなら「充足不可能(unsatisfiable)」と呼びます。

命題論理での充足可能性問題(SAT問題)は、与えられた命題式を真にする変数への0または1の割り当てが存在するかを判定する問題です。例えば、変数AとBに対して「(A OR B) AND (NOT A OR B)」という式は、A=偽・B=真のとき真になるため充足可能です。

SAT問題は計算複雑性理論において非常に重要な位置を占めます。

  • 1971年にスティーブン・クックによってNP完全問題であることが証明された(クック-レビンの定理)
  • NP完全とは「解を検証することは多項式時間でできるが、解を見つけることが困難とされる問題クラス」に属することを意味する
  • P≠NP予想(未解決問題)と深く結びついている

現代では高性能なSATソルバーが開発されており、AI・形式検証・コンパイラ最適化・暗号解析などの実用分野で広く活用されています。充足可能性の概念は、コンピュータ科学の理論的基盤を形成する重要な概念のひとつです。

使い方・例文

論理学の授業や情報工学の研究で、「この命題式を満たす変数の組み合わせは存在するか」を問うときに「充足可能性を調べる」と表現します。

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