(1)命題「$x=8$ ならば $x^2-7x-8=0$」の真偽、命題「$x^2-7x-8=0$ ならば $x=8$」の真偽、および $x^2-7x-8=0$ が $x=8$ であるための条件を求める。 (2)集合 $P=\{x \mid -5 < x < 5\}$, $Q=\{x \mid x < 5\}$ について、$P$ と $Q$ の包含関係および $-5 < x < 5$ が $x < 5$ であるための条件を求める。

代数学命題集合必要条件十分条件二次方程式
2025/5/11

1. 問題の内容

(1)命題「x=8x=8 ならば x27x8=0x^2-7x-8=0」の真偽、命題「x27x8=0x^2-7x-8=0 ならば x=8x=8」の真偽、および x27x8=0x^2-7x-8=0x=8x=8 であるための条件を求める。
(2)集合 P={x5<x<5}P=\{x \mid -5 < x < 5\}, Q={xx<5}Q=\{x \mid x < 5\} について、PPQQ の包含関係および 5<x<5-5 < x < 5x<5x < 5 であるための条件を求める。

2. 解き方の手順

(1)
* 命題「x=8x=8 ならば x27x8=0x^2-7x-8=0」について:x=8x=8x27x8x^2-7x-8 に代入すると 827(8)8=64568=08^2 - 7(8) - 8 = 64 - 56 - 8 = 0 となるので、この命題は真である。
* 命題「x27x8=0x^2-7x-8=0 ならば x=8x=8」について:x27x8=(x8)(x+1)=0x^2 - 7x - 8 = (x-8)(x+1) = 0 より x=8x=8 または x=1x=-1 である。したがって、x=1x=-1 のとき x=8x=8 は成り立たないので、この命題は偽である。
* x27x8=0x^2-7x-8=0x=8x=8 であるための条件について:x=8x=8 ならば x27x8=0x^2-7x-8=0 は成り立つが、x27x8=0x^2-7x-8=0 ならば x=8x=8 とは限らないので、x27x8=0x^2-7x-8=0x=8x=8 であるための必要条件である。
(2)
* 集合 P={x5<x<5}P=\{x \mid -5 < x < 5\}Q={xx<5}Q=\{x \mid x < 5\} について:PP の要素はすべて QQ の要素であるので、PQP \subset Q である。
* 5<x<5-5 < x < 5x<5x < 5 であるための条件について:5<x<5-5 < x < 5 ならば x<5x < 5 は成り立つ。一方、x<5x < 5 であっても 5<x<5-5 < x < 5 とは限らない(例えば x=6x = -6)。したがって、5<x<5-5 < x < 5x<5x < 5 であるための十分条件である。

3. 最終的な答え

(1) 真
(2) 偽
(3) 必要
(4) \subset
(5) 十分

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