三分律と反対称律も成り立ちます.
◇三分律・反対称律◇
$x,y$ を整数とする.
- ① $x>0$,$x=0$,$x<0$ のうち1つだけが成り立つ.
- ② $x<y$,$x=y$,$x>y$ のうち1つだけが成り立つ [三分律]
- ③ $x≦y$,$x≧y$ のとき,$x=y$ [反対称律]
①は,整数が$0$より大きい整数,$0$,$0$より小さい整数の3つに分類できることを表します.少なくとも1つが成り立つこと,同時には成り立たないことに分けて,次のように証明できます.
$x≠0$ のとき,自然数 $n $を用いて $x=n$ または $x=-n$ と表される.
$x=n$ のとき,$n-0=n$ は自然数であるから $x>0$ である.
$x=-n$のとき,$0-(-n)=n$ は自然数であるから$ x<0$ である. よって,すべての整数 $x$ に対し,$x>0,x=0,x<0 $の少なくとも1つは成り立つ.
・$x>0$ かつ $x=0$ と仮定すると,$x-0=0$ は自然数
・$x<0$ かつ$ x=0$ と仮定すると,$0-x=0$ は自然数
・$x>0 $かつ $x<0$ と仮定すると,$x-0=x$ と $0-x=-x$ は
ともに自然数より,$x+(-x)=0$ は自然数
であるから,$0$ が自然数となり矛盾する.
よって,$x>0,x=0,x<0$ のうち2つが同時に成り立つことはない.
以上より,$x>0,x=0,x<0$ のうち1つだけが成り立つ.■
②は移項すると,$x-y<0$,$x-y=0$,$x-y>0$ のうち1つだけが成り立つことを表しますが,これは①から分かります.
①より,$x-y>0$,$x-y=0$,$x-y<0$ の1つだけが成り立つから,$x>y,x=y,x<y $のうち1つだけが成り立つ.■
③は②からすぐに得られますが,証明は練習問題とします.
練習問題
③を証明せよ.
解説
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