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モデルによる平行線公理証明可能性の否定的解決

ある本によると「ユークリッドの第五公理(平行線公理)が他の4公理から証明できるか?という問題はその4公理を満たし第五公理だけを満たさないモデルを作ることにより否定的に解決された。」と書いてあります。なぜそのような「モデル」の存在が他の公理からの証明不可能性という結論につながるのか、その論理が理解できません。また「証明された。」でなく「否定的に解決された。」となっていいるけど、この二つはどう違うのでしょうか?中学生にも理解できるよう教えてください。

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回答No.1

背理法を使います.もし4公理から平行線公理が導けると仮定します.モデルは4公理を満たします.したがって仮定よりモデルは平行線公理を満たします.が,これはモデルが平行線公理を満たさないことに矛盾します.よって4公理から平行線公理は導けません. 否定的に解決された,というのは数学の方言みたいなものです.この場合は 「平行線公理は4公理から導ける」 という命題は偽とわかったので「否定的に解決された」と表現されています.もし命題が真とわかれば「肯定的に解決された」,「証明された」と言われます. ## 気分としてはホラッこれが反例でしょ? と示しただけなので(その構成はきっと難しいのでしょうが)証明とは何となく呼びたくない感じですかね…強いていうなら「平行線公理は4公理から導けない」ことが証明された,と言うんでしょう.

Tempest2
質問者

お礼

背理法ですか。帰納法とか演繹法とかの一種でしょうか。なんとなく解るような気がするけどやはり中学生には難しいです。昔から大勢の大数学者が取り組んできた問題のようだから一朝一夕には理解できないのが当然なのかもしれません。やはりピタゴラスの定理の証明のようにはいきませんね。教えていただいてありがとうございました。

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