電験三種 平成23年度(2011) 機械 問18(a) 過去問解説
(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。

- (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) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(B \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
- (3) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
- (4) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot D)}}$
- (5) $X = \overline{\overline{(\overline{A} \cdot \overline{B})} \cdot \overline{(\overline{B} \cdot D)} \cdot \overline{(\overline{A} \cdot C \cdot D)} \cdot \overline{(A \cdot B \cdot \overline{C} \cdot \overline{D})}}$
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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)