電験三種 平成23年度(2011) 機械 問18(a) 過去問解説

問18(a) 《論理回路(NAND回路で表した論理式)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 次のカルノー図から得られた結果 $X$ は次式の論理式で示される。 $X = \overline{A} \cdot \overline{B} + \overline{B} \cdot D + \overline{A} \cdot C \cdot D + A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D}$ 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) $X$ の式をNAND回路及びNOT回路で実現する論理式として,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問18(a)の図
  1. (1) $X = \overline{\overline{(A \cdot B)} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
  2. (2) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(B \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
  3. (3) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
  4. (4) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot D)}}$
  5. (5) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
答えと解説を見る
正解は(5)
使う公式
ド・モルガンの法則 $\overline{P + Q} = \overline{P} \cdot \overline{Q}$ 二重否定 $\overline{\overline{P}} = P$
解説
【考え方】式全体に否定を2回かけ(もとと同じ)、内側の否定にド・モルガンの法則を使うと、NAND と NOT だけの形になります。 ■1 項に名前をつける 式が長いので、4つの項を P、Q、R、S と置きます。 $P = \overline{A}\cdot\overline{B}$、$Q = \overline{B}\cdot D$ $R = \overline{A}\cdot C\cdot D$ $S = A\cdot B\cdot\overline{C}\cdot\overline{D}$ すると $X = P + Q + R + S$ です。 ■2 否定を2回かける 否定を2回かけると、もとにもどります。 $X = \overline{\overline{P + Q + R + S}}$ ■3 ド・モルガンの法則を使う 内側の否定にド・モルガンの法則を使うと、「+」が「・」に変わり、それぞれの項に否定がつきます。 $\overline{P + Q + R + S} = \overline{P}\cdot\overline{Q}\cdot\overline{R}\cdot\overline{S}$ $X = \overline{\overline{P}\cdot\overline{Q}\cdot\overline{R}\cdot\overline{S}}$ $\overline{P}$ などは「かつ」の反対なので NAND、外側も NAND です。 ■4 選択肢とくらべる P、Q、R、S を元にもどすと、それぞれの項の中身が元の式とまったく同じなのは (5) です。 (1) は $A \cdot B$、(2) は $B \cdot D$、(3) は $A \cdot C \cdot D$、(4) は $\overline{C} \cdot D$ の所で、元の式とちがいます。 答えは(5)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問18(a)