基本情報 令和6年度 科目A 問1:テクノロジ系に関する問題
X 及びY はそれぞれ0 又は1 の値をとる変数である。X □Y をX とY の論理演算と したとき,次の真理値表が得られた。X □Y の真理値表はどれか。 X Y X AND ( X □Y ) X OR ( X □Y ) 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1
- aX Y X □Y
- bX Y X □Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1
- cX Y X □Y正答
- dX Y X □Y 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0
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答えは c です。
問題の表をよく見ると、こんなパターン:
- X=1のとき:AND(X,□)=□の答え、OR(X,□)=必ず1
- X=0のとき:AND(X,□)=必ず0、OR(X,□)=□の答え
ここから □の中身を逆算すると:
- (0,0)→1、(0,1)→1、(1,0)→0、(1,1)→1
これは「Xがダメな時はOK、X=1ならYのまま」という変なヤツ=論理含意(X→Y)です。
👉 覚え方:真理値表はAND列とOR列から逆算。AND=1ならその列も1確定、OR=0なら0確定。
ほかの選択肢:a/c は表内容不明、b はYそのもの、d はNAND(XとYが両方1の時だけ0)。
なぜこれが正解か
正解は c。与えられた真理値表から X□Y の値を1行ずつ逆算する。
| X | Y | X AND (X□Y) | X OR (X□Y) | → X□Y |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1(X=0ならOR結果=X□Y)|
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0(X=1ならAND結果=X□Y)|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
得られた X□Y = (00→1, 01→1, 10→0, 11→1) は 論理含意 X→Y(= ¬X ∨ Y)。これに一致するのが選択肢c。
各選択肢の解説
- b:(00→0, 01→1, 10→0, 11→1) は Y そのもの(Xに無関係)。
- d:(00→1, 01→1, 10→1, 11→0) は NAND(X AND Y の否定)。
覚え方・ひっかけ注意
X=1の行はANDの結果=X□Y、X=0の行はORの結果=X□Y という分解則を覚えると即解。「ANDが1なら両方1」「ORが0なら両方0」の確定ルールから攻めるのも有効。論理含意 X→Y は「XならばY」と読み、Xが偽なら常に真になる点が直感に反するので要注意。
理論的背景・仕組みの詳細
求まった X□Y = ¬X ∨ Y は古典命題論理の含意(implication)で、記号は X→Y や X⊃Y。真理値表で表すと:
```
X Y | X→Y
0 0 | 1
0 1 | 1
1 0 | 0
1 1 | 1
```
「前件Xが偽なら、後件Yに関わらず命題全体は真」というのが古典論理の特徴(空虚な真/vacuous truth)。直観主義論理ではこの真理表は採用せず、構成的に証明可能な場合のみ真とする。
実務での使われ方・関連規格/法令
含意演算はデジタル回路の最小化(カルノー図、Quine-McCluskey法)で吸収則・分配則と並んで基礎ツール。SQLの3値論理(TRUE/FALSE/UNKNOWN)では NULLを含む含意の挙動が異なるためCASE式で明示制御するのが安全。形式手法(Z、Alloy、TLA+)や定理証明系(Coq、Lean)は含意を中心構造として持ち、ホーア論理の事前条件→事後条件の表現にも使われる。
試験での位置づけ
FE科目Aの離散数学領域で頻出。与えられた条件から論理式を逆算する型は毎期数問出る。応用情報技術者では論理回路の簡略化、加算器・選択回路の設計、ド・モルガンの法則を用いた回路最適化が問われる。情報処理安全確保支援士ではアクセス制御規則(ABAC/RBAC)の論理式評価で含意が直接出てくる。
選択肢の発展補足
16通りある2変数論理演算(AND・OR・XOR・NAND・NOR・XNOR・含意・逆含意・恒真・恒偽など)の真理表は全て暗記する価値がある。NAND(選択肢d)は機能的完全性を持ち、NANDだけで任意の論理回路が組める(NANDゲート1種類でCPUが作れる)。同様にNORも単独で機能的完全。逆に AND・OR・NOTそれぞれ単体では機能的完全ではなく、組合せが必要。本問のような逆算問題は確定値(AND=1またはOR=0)から攻め、未確定行はもう一方の式で確定するアプローチが最短。
出典:IPA(情報処理推進機構)公式 基本情報技術者試験 令和6年度 科目A 問1/ 公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。