【診療画像情報学】ド・モルガンの法則がクソ苦手な人へ!式をシンプルにする「バー切断」例題5選

ド・モルガンの法則:基本ルールの復習

複雑な論理式を、選択肢にあるシンプルな式に変形するためのルールは、実質2つだけです。この「特設トレーニング場」で、頭よりも先に手を動かして慣れていきましょう!

  • ルール1:バーを切断し、符号を裏返す繋がっている長いバーをチョキンと切ると、その下にある + は ・ に、・ は + にひっくり返る。
  • ルール2:二重バーは消滅する文字の上にバーが2本重なったら、裏の裏は表ということで、2本とも綺麗に消し去る。

それでは、レベル1から順番に解きほぐしてみましょう。


例題1:基本のバー切断(NORの分解)

まずは基礎中の基礎です。A と B の全体にかかっている長いバーを、真ん中の + の上で切り離します。

【問題】

$$\overline{A + B}$$

【解説】

バーを真ん中で切断します。同時に、下にある + を ・ にひっくり返します。これで完了です。

【解答】

$$\overline{A} \cdot \overline{B}$$


例題2:二重バーの消去(国試の定番)

国家試験で頻繁に出現するパターンです。A には最初から短いバーが付いており、さらに全体に長いバーがかかっています。

【問題】

$$\overline{\overline{A} \cdot B}$$

【解説】

まずは一番上の長いバーを、真ん中の ・ の上で切り離します。・ は + にひっくり返ります。

$$= \overline{\overline{A}} + \overline{B}$$

ここで、A の上にはバーが2本重なった状態(二重バー)になります。ルール2を発動し、二重バーを消滅させます。

【解答】

$$A + \overline{B}$$


例題3:3つの変数の分解(チョキン、チョキン)

入力が A、B、C の3つに増えてもビビる必要はありません。長いバーを2箇所で切るだけです。

【問題】

$$\overline{A \cdot B \cdot C}$$

【解説】

A と B の間、B と C の間にある ・ の上で、それぞれバーを切断します。切られた下にある ・ は、すべて + にひっくり返ります。

【解答】

$$\overline{A} + \overline{B} + \overline{C}$$


例題4:括弧を含むパターンの分解(要注意!)

ここから少しレベルが上がります。式の中に括弧がある場合、括弧の中身は「一つの絶対的な塊」として扱います。

【問題】

$$\overline{A + (B \cdot C)}$$

【解説】

いきなり全部を切ろうとしてはいけません。まずは A と「括弧の塊」の間にある + の上で、一番上の長いバーを切断します。+ は ・ に変わります。

$$= \overline{A} \cdot \overline{B \cdot C}$$

次に、括弧の上に乗っているバーを、B と C の間にある ・ の上で切断します。・ は + に変わります。

【解答】

$$\overline{A} \cdot (\overline{B} + \overline{C})$$


例題5:国試本番レベル!入れ子になったバーの攻略

実際の国試で複雑な回路図から式を作ると、この「バーの下にバーがある」状態によく遭遇します。落ち着いて「一番上の長いバー」から処理しましょう。

【問題】

$$\overline{\overline{A + B} \cdot C}$$

【解説】

まずは、一番上の最も長いバーを、真ん中の ・ の上で切断します。・ は + に変わります。

$$= \overline{\overline{A + B}} + \overline{C}$$

すると、左側の A + B の固まりの上に、バーが2本重なった状態(二重バー)が出現します。この二重バーを丸ごと消滅させます。

$$= (A + B) + \overline{C}$$

括弧はもう不要なので外します。どんなに複雑に見えた式も、ここまでスッキリさせることができました。

【解答】

$$A + B + \overline{C}$$


まとめ:ド・モルガンは「上から順番に切る」だけ

この5つの例題がスラスラ解けるようになれば、国家試験の論理回路計算で怖いものはなくなります。「一番上の長いバーから切る」「二重バーは消す」という単純作業の繰り返しに過ぎないことを、ぜひ実感してください!

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