令和7年秋期試験問題 午前問1

A,B,C,Dを論理変数とするとき,次のカルノー図と等価な論理式はどれか。ここで,・は論理積,+は論理和,XはXの否定を表す。
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  • A・B・C・D+BD
  • ABCD+B・D
  • A・B・D+BD
  • ABD+B・D
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分野 :テクノロジ系
中分類:基礎理論
小分類:離散数学
解説
カルノー図は、行・列それぞれの論理変数の組合せの結果が"真"となる場合に"1"を、"偽"となる場合に"0"を、その該当セルに書きこむことで論理式を図式化したものです。論理回路を簡略化するために用いられます。

設問のカルノー図の"1"と"0"、4つの論理変数は下図のように対応します。
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カルノー図から論理式を導くには、図中の値が"1"のセルをグループ化して共通項を取り出すという手順を踏みます。このグループ化は次の4つのルールに従って行います。
  1. 値が"1"のセルすべてを長方形で囲むこと
  2. グループに含まれるセルの数は2n(1, 2, 4, 8, …)であること
  3. カルノー図の上下左右の端は連続していると考える
  4. 1つのセルが複数のグループに属してもよい
このルールに従って設問のカルノー図をグループ化すると、下図のように2つの長方形ですべての"1"を囲むことができます。
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次にグループごとに論理変数の組から共通項を取り出して、その論理積を作ります。
赤枠で囲ったグループ
論理変数の組は A B C DA B C D なので、共通項は A B D、論理積は ABD
青枠で囲ったグループ
論理変数の組は A B C D、A B C D、A B C D、A B C D なので、共通項はB D、論理積はB・D
最後に、グループごとの論理積同士を論理和でつなぐことで、図と等価な論理式が得られます。

赤枠グループの論理積は「ABD」、青枠グループの論理積は「B・D」であり、この2つを論理和(+)でつなぐと「ABD+B・D」になります。したがって「エ」が正解です。

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