論理式 X = A・B + A・B+A・B を簡略化します。ここで、・は論理積(AND)、+は論理和(OR)、XはXの否定(NOT)を表します。
まず、論理積は両方の入力が1のときに1となります。論理和はどちらかの入力が1のときに1となります。否定は入力が1のときに0、0のときに1となります。
問題の論理式は、ブール代数の分配法則 (P + Q)・R = P・R + Q・R や、相補律 P + ¬P = 1、同一律 P + P = P などを適用することで簡略化できます。
具体的には、X = A・B + A・B + A・B という式ですが、A・B という項は A・B と A・B の両方で現れます。ブール代数の同一律により、同じ項が複数回現れても結果は変わりません。したがって、X = A・B + A・B となります。
ここで、A・B と A・B をよく見ると、A・B の方は A が否定されています。
この式をさらに簡略化するために、ブール代数のド・モルガンの法則 ¬(P・Q) = ¬P + ¬Q や、分配法則 A・(B + C) = A・B + A・C を考慮すると、選択肢の回路構成と照合することができます。
正解の選択肢アは、AとBの論理積の結果を否定した回路(NAND回路)と、AとBの否定の論理積の結果を否定した回路(NAND回路)を論理和で接続したものに相当します。
より具体的に、X = A・B + A・B となります。この式は、(A NAND B) OR (¬A NAND B) と解釈できます。
ここで、各選択肢の回路構成について検討します。選択肢アは、AとBの論理積の否定(A NAND B)と、Aの否定とBの論理積の否定(¬A NAND B)を論理和で接続した回路に相当します。
ド・モルガンの法則 ¬(P + Q) = ¬P・¬Q を適用すると、A・B + A・B は ¬(¬(A・B)・¬(A・B)) とも書けます。
ここで、¬(A・B) は A NAND B であり、¬(A・B) は ¬A NAND B となります。
したがって、選択肢アは、(A NAND B) OR (¬A NAND B) という回路構成であり、これが論理式 X = A・B + A・B と等価になります。