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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

問題

基本情報 | 令和6年度 科目A | 分野:テクノロジ系

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。 [真理値表] X=0,Y=0 のとき X AND ( X □Y ) = 0,X OR ( X □Y ) = 1 X=0,Y=1 のとき X AND ( X □Y ) = 0,X OR ( X □Y ) = 1 X=1,Y=0 のとき X AND ( X □Y ) = 0,X OR ( X □Y ) = 1 X=1,Y=1 のとき X AND ( X □Y ) = 1,X OR ( X □Y ) = 1 (選択肢は,(X, Y) → X □Y の値を表したもの)

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答え合わせ

正解は C
  • A
  • B
  • C
  • D

自信の3択

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解説

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。

XYX AND (X□Y)X OR (X□Y)→ X□Y
00011(X=0ならOR結果=X□Y)
01011
10010(X=1ならAND結果=X□Y)
11111

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。

この問題の根拠出典: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
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出典と作り方

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。解説は合格ナビ独自の3段階の解説(初級・標準・上級)です。