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同値とは?

どうち

同値とは、二つの命題や式が互いに同じ真偽・意味を持つ関係のことで、数学論理学では「AならばBかつBならばA」が成り立つときに使われます。

同値(どうち、英: equivalence)は、数学論理学で二つの命題条件が互いに過不足なく同じ内容を表している関係を指します。命題AとBが同値であるとは、「AならばB」かつ「BならばA」の両方が成り立つことを意味し、記号A⟺B(A if and only if B、略して A iff B)と表します。

同値は「必要十分条件」とも呼ばれ、AがBの必要条件であり同時に十分条件でもある状態です。日常的な言い方では「AはBと同じことである」「AとBは言い換えられる」に相当します。

数学における同値の具体例を見てみましょう。

  • 「整数nが偶数である」⟺「nが2で割り切れる」
  • 「三角形が正三角形である」⟺「三辺の長さがすべて等しい」
  • 「実数aの絶対値が1より小さい」⟺「-1未満かつ1より小さい」

また数学では、集合・代数・位相の分野で「同値関係」という概念も重要です。同値関係とは、反射律・対称律・推移律の三つの性質をすべて満たす関係のことで、集合を互いに重ならない部分集合(同値類)に分割します。この考え方は整数の合同・分数の等号・幾何学の合同など、数学全般に広く応用されています。

論理学・情報工学ではXNOR(同値ゲート)として回路設計にも使われ、理論から実装まで幅広い分野に関わる基礎概念です。

使い方・例文

「この二つの条件は同値だから、どちらを使って証明しても構わない」と、数学の証明場面でよく使われる表現です。

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