中学/高校数学 大学数学

【高校数学】証明の用語辞典(例文付き)

ゆえに、明らかに、

など証明独自の用語の意味を
数学科卒業生の私がまとめました。

適宜例文を添えて
わかりやすさを意識してます、

証明の勉強にご利用ください。

↓目次から読みたい所にジャンプできます。

基本用語

証明

正しさを示すこと。

定義

数学的対象の説明文。

二等辺三角形の定義は
「三辺の内の二辺が等しい三角形」である。

定理

仮定のもと結論が証明されているもの。

仮定

問題の設定。

結論

証明したい事。

直角三角形である事を仮定すれば
結論a2+b2=c2が証明される、これを三平方の定理と呼ぶ。

公理

定理の内、証明抜きで正しいと認められているもの。

互いに平行な2直線はどこまで伸ばしても交わらない。
(平行線の公理)

動詞

~を示す

証明すべき事を指す動詞。

これから余弦定理を示す。

~を満たす

条件が正しく成立していること。

1は自然数であることを満たす。

~とする(~とおく)

臨時で仮定をおく際の動詞。

線分ABの中点を点Cとする。

接続詞

~だから(~なので)

根拠を表す基本の接続詞。

~より

仮定や定理を援用する際の接続詞。

円周角の定理より∠Aと∠Bは等しい。

ゆえに~

=以上の理由より。

記号では

\( \therefore \)

と書きます。

逆に~(一方)

ここまでと反対の話をする際の接続詞。

ゆえに集合Aは集合Bに含まれる。
逆に集合Bが集合Aに含まれることを示そう。

ところで

どんな話にも繋げられる接続詞。

ゆえに集合Aは集合Bに含まれる。
ところで集合Cを考えてみよう。

修飾語

明らかに~(明らか、自明)

説明不要なくらい簡単なこと。

明らかに1+1=2である。

一般に~

広い範囲で成り立つこと。

一般に三角形であれば内角の和は180°である。

同様に~(また~)

先と似たような話を意味する修飾語。

1は自然数である。同様に2も自然数である。

特に~

とりわけ大事なものを指す修飾語。

特に0を掛けると答えはすべて0になる。

ただし~

条件を追加する修飾語。

2次関数は一般にax2+bx+cと書かれる、ただしa≠0とする。

論理

任意の~

=すべての。

任意の偶数は自然数である。

任意に~

=好きなように。(自由に)

任意に選んだ自然数nが2で割り切れたなら偶数である。

ポイント

任意とは自由な意思に任されていること。

ある~

存在を認めること。

ある直線ℓは線分ABを垂直に二等分する。

AかつB

AとBの両方が満たされていること。

AまたはB

AかBのどちらか一方か
AとBの両方が満たされている事。

一意

1通りだけなこと。

任意の自然数は一意に素因数分解される。
(素因数分解の一意性)

矛盾

同時には起こり得ない事が起きてしまう事。

命題

正しいか正しくないかが明確に決まるもの。

真である(真)

命題が正しいこと。

1+1=2は真である。

偽である(偽)

命題が誤っていること。

1+1=3は偽である。

反証

偽であることを示す証明。

AならばB(A⇒B)

Aが満たされている時、Bも満たされること。

aが自然数ならばa2も自然数である。

aが自然数⇒a2は自然数

十分である

A⇒BにおいてAが満たされている事。

a2が自然数であることを証明するには、
aが自然数であれば十分である。

必要である

A⇒BにおいてBが満たされなければ、ならないこと。

aが自然数であるためには
a2が自然数なことが必要である。

(Aを仮定すれば自動的にBが満たされるから)

AとBは同値である(同値)

A⇒BかつB⇒Aであること。

記号ではA⇔Bと書きます。

AとBが同値であれば

Aが真であることを証明したい時
代わりにBが真であることを証明しても良く

またBが真であることを証明したい時
代わりにAが真であることを証明しても良くなります。

(証明の対象を置き換えられます)

対偶

命題A⇒Bに対する
命題(Bでない)⇒(Aでない)のこと。

「偶数ならば2で割り切れる」の対偶は
「2で割り切れないなら偶数でない」

対偶の真偽は一致します。

(数学的)帰納法で示す

(数学的)帰納法で証明する際の始めの言葉。

帰納法の仮定より~なので

帰納法の仮定を用いる際の言葉。

次の場合に分けて示す(場合分け)

場合分けで証明する際の始めの言葉。

~の時(~の場合)

各場合について述べる際の言葉。

背理法で示す

背理法で証明する際の始めの言葉。

もし(仮に)~であれば(とすれば)

背理法において結論の否定を仮定する際の言葉。

よって矛盾

背理法の終わりの言葉。

反例を挙げて示す

反例を挙げて証明する際の始めの言葉。

反例

A⇒Bの反証においてAであるがBでない例。

A⇒Bが偽であること証明する際に用います。

(Aを満たしているがBを満たさないのでA⇒Bを否定できる)

対偶を示す(対偶法)

対偶法で証明する際の始めの言葉。

証明の結び

従い(従って)、以上より、よって、すなわち

~を得る、~が成り立つ、~が示された(証明された)

1と2の組合せで結びの言葉を作ります。

  • よって定理が示された。
  • 以上より定理を得る。
  • 従い定理が成り立つ。

などです。

題意は示された

=結論が示された。

あまり使われなくなった用語です。

証明の終わりを表す記号。

結びの言葉の右隅に書きます。

よって定理が示された。\( \quad \quad \quad \square \)

黒い四角形のこともあります。

よって定理が示された。\( \quad \quad \quad \blacksquare \)

Q.E.D.(QED)

=よって示された。

結びの言葉でありかつ四角形の代わりにもなります。

以上よりa2+b2=c2である。\( \mathrm{Q.E.D.} \)

-中学/高校数学, 大学数学