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存在量化子とは?

そんざいりょうかし

存在量化子とは、「少なくとも一つの対象が、ある性質を持つ」ことを表す述語論理記号で、∃(逆Eの字)で表されます。

存在量化子(そんざいりょうかし、英: existential quantifier)は、述語論理における量化子の一つです。「∃x P(x)」という式は「性質Pを持つxが少なくとも一つ存在する」という命題を意味します。記号∃は「there exists(存在する)」の頭文字Eを左右反転させた形です。

述語論理では、個々の対象について述べる述語(predicate)に加え、「すべての」「ある(少なくとも一つの)」といった量の概念を表す量化子が必要です。存在量化子∃と全称量化子∀(逆Aの字、「すべてについて」を意味する)は、この二種類の量化子の核心をなします。

具体的な使用例を挙げると次のようになります。

  • 「∃x(x は素数 かつ x は偶数)」→「偶数かつ素数の数が存在する」(2がその例)
  • 「∃x(x > 100)」→「100より大きい数が存在する」
  • 「∃x P(x)」の否定は「∀x ¬P(x)」(すべてのxがPを持たない)

存在量化子は数学の証明、プログラミング言語の型理論、データベースのクエリ論理など幅広い分野で活用されています。集合論・論理学の基礎として、「ある条件を満たす要素が存在することを証明する」存在証明はとりわけ重要です。存在量化子と全称量化子の組み合わせにより、複雑な命題を形式的・厳密に記述できます。

使い方・例文

数学の証明で「条件を満たす実数が少なくとも一つ存在する」ことを示す際に、∃(存在量化子)を使って式を形式化します。論理学やプログラミング言語の型システムの講義で頻繁に登場します。

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