2026年版・1-3

論理演算・集合・論理回路の一問一答

基本情報技術者試験 科目A「基礎理論」から、論理演算・集合・論理回路に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。科目Aの本試験と同じく、4択で出題しています。

問11-3

8ビットのビット列 10110011 と 01101010 のビットごとの排他的論理和(XOR)をとった結果はどれか。

  • ①00100010
  • ②11111011
  • ③10011101
  • ④11011001
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正解 ④11011001
解説
排他的論理和(XOR)は、2つのビットが異なるときに1、同じときに0になる演算です。桁ごとに比べます。
 10110011
 01101010
→11011001
(1と0→1、0と1→1、1と1→0、1と0→1、0と1→1、0と0→0、1と1→0、1と0→1)

他の選択肢が不適切な理由
・00100010:両方が1のときだけ1になる論理積(AND)の結果です。
・11111011:どちらかが1なら1になる論理和(OR)の結果です。
・10011101:左から2桁目(0と1なので1)と6桁目(0と0なので0)の結果を逆にした誤りです。1桁ずつ「違えば1」を確かめましょう。

覚え方のポイント
「AND=両方1で1」「OR=どちらか1で1」「XOR=違えば1」。XORは「足して2で割った余り(桁上がりなし)」と考えることもできます。
問21-3

8ビットのデータの下位4ビットだけを取り出し、上位4ビットをすべて0にしたい。ビット列 00001111 との間でどの演算を行えばよいか。

  • ①排他的論理和(XOR)
  • ②論理和(OR)
  • ③論理積(AND)
  • ④否定論理和(NOR)
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正解 ③論理積(AND)
解説
論理積(AND)は、0とのANDをとると必ず0になり、1とのANDをとると元の値がそのまま残ります。そこで、残したい下位4ビットを1、消したい上位4ビットを0にしたビット列(マスク)00001111とANDをとれば、上位4ビットだけが0になり、下位4ビットはそのまま取り出せます。このような操作をマスク処理といいます。

他の選択肢が不適切な理由
・論理和(OR):1とORをとると1になるため、下位4ビットがすべて1になってしまいます。特定のビットを1にしたいときに使います。
・排他的論理和(XOR):1とXORをとるとビットが反転するため、下位4ビットが反転してしまいます。特定のビットを反転したいときに使います。
・否定論理和(NOR):ORの結果を反転するもので、この目的には使えません。

覚え方のポイント
「ANDで0にする(取り出す)」「ORで1にする(立てる)」「XORで反転する」。マスクの問題はこの3つの使い分けで解けます。
問31-3

ド・モルガンの法則により、NOT(A AND B)と等しくなる論理式はどれか。

  • ①(NOT A)AND(NOT B)
  • ②(NOT A)OR(NOT B)
  • ③A OR B
  • ④NOT(A OR B)
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正解 ②(NOT A)OR(NOT B)
解説
ド・モルガンの法則は、否定をかっこの中に入れると、ANDとORが入れ替わるという法則です。
NOT(A AND B)=(NOT A)OR(NOT B)
NOT(A OR B)=(NOT A)AND(NOT B)
「AかつBではない」は「Aでない、またはBでない」と同じ意味になる、と考えると理解しやすくなります。

他の選択肢が不適切な理由
・(NOT A)AND(NOT B):これは NOT(A OR B)と等しい式です。
・A OR B:否定がなくなっており、等しくありません。
・NOT(A OR B):ANDとORを入れ替えただけで、否定の位置が変わっていません。

覚え方のポイント
「否定を配ると、AND⇔ORがひっくり返る」。ベン図で塗りつぶしを確かめると、確実に判断できます。
問41-3

ある会社の社員100人に調査したところ、資格Aを持つ人が60人、資格Bを持つ人が45人、AとBの両方を持つ人が30人だった。AとBのどちらも持っていない人は何人か。

  • ①25人
  • ②15人
  • ③30人
  • ④40人
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正解 ①25人
解説
AまたはBを持っている人数(和集合)は、それぞれの人数を足して、重複して数えた両方を持つ人数を引いて求めます。
AまたはB = 60 + 45 − 30 = 75人
どちらも持っていない人は、全体からこれを引いて、
100 − 75 = 25人
です。

他の選択肢が不適切な理由
・15人:資格Bだけを持つ人(45−30)の人数です。
・30人:両方を持つ人の人数です(資格Aだけを持つ人も60−30=30人です)。
・40人:資格Aを持たない人(100−60)の人数で、資格Bだけを持つ15人も含まれています。

覚え方のポイント
「A∪Bの人数=A+B−A∩B」。重複部分を1回引くのを忘れないよう、ベン図を描いてから計算しましょう。
問51-3

1ビットの2進数AとBを加算する半加算器において、和(S)と桁上がり(C)を求める論理演算の組合せとして正しいものはどれか。

  • ①Sは排他的論理和、Cは論理積
  • ②Sは論理和、Cは論理積
  • ③Sは論理積、Cは論理和
  • ④Sは論理積、Cは排他的論理和
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正解 ①Sは排他的論理和、Cは論理積
解説
1ビットどうしの加算は、次の4通りです。
0+0=00、0+1=01、1+0=01、1+1=10(桁上がり1、和0)
和(S)は「AとBが異なるとき1」なので排他的論理和(XOR)、桁上がり(C)は「AとBが両方1のとき1」なので論理積(AND)です。半加算器はXOR回路とAND回路の組合せで作れます。

他の選択肢が不適切な理由
・Sは論理積、Cは論理和:1+0のとき和が0になってしまい、誤りです。
・Sは論理和、Cは論理積:1+1のとき和が1になってしまい、誤りです(正しくは0)。
・Sは論理積、Cは排他的論理和:和と桁上がりの両方が誤っています。

覚え方のポイント
「半加算器=XOR(和)+AND(桁上がり)」。下の桁からの桁上がりも加える全加算器は、半加算器2つとOR回路で作れます。
問61-3

次の論理回路の出力Xが0になる入力の組合せはどれか。
ABCX

  • ①A=1、B=1、C=1
  • ②A=0、B=0、C=0
  • ③A=1、B=0、C=0
  • ④A=0、B=1、C=1
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正解 ④A=0、B=1、C=1
解説
図の回路は、AとBを論理積(AND)回路に、Cを否定(NOT)回路に入力し、その2つの出力を論理和(OR)回路に入力しています。論理式で表すと、
X =(A AND B)OR(NOT C)
ORの出力が0になるのは、2つの入力がどちらも0のときだけです。つまり「A AND B=0」かつ「NOT C=0(C=1)」が必要です。
A=0、B=1、C=1 → A AND B=0、NOT C=0 → X=0

他の選択肢が不適切な理由
・A=1、B=1、C=1:A AND B=1 なので X=1 です。
・A=1、B=0、C=0:NOT C=1 なので X=1 です。
・A=0、B=0、C=0:NOT C=1 なので X=1 です。

覚え方のポイント
論理回路の問題は、まず回路を論理式に直し、出力を決める最後の回路(ここではOR)の条件から逆にたどると速く解けます。記号は「平らな左辺と半円=AND」「両側が曲線でとがった形=OR」「三角と小さな丸=NOT」です。
問71-3

命題「pならばqである」が真であるとき、必ず真となる命題はどれか。

  • ①qならばpである
  • ②pでないならばqでない
  • ③qでないならばpでない
  • ④pでないならばqである
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正解 ③qでないならばpでない
解説
「pならばq」に対して、「qでないならばpでない」を対偶といいます。元の命題と対偶は、真偽が必ず一致します。例えば「東京都の住民ならば日本の住民である」が真なら、対偶の「日本の住民でないならば東京都の住民でない」も必ず真です。

他の選択肢が不適切な理由
・qならばp:これは逆で、元の命題が真でも真とは限りません(日本の住民ならば東京都の住民、は偽)。
・pでないならばqでない:これは裏で、元の命題が真でも真とは限りません(東京都の住民でないならば日本の住民でない、は偽)。
・pでないならばq:元の命題から導けない命題です。

覚え方のポイント
「逆(入れ替え)」「裏(否定)」「対偶(入れ替えて否定)」のうち、元の命題と必ず真偽が一致するのは対偶だけです。
問81-3

次の真理値表で表される論理演算はどれか。

AB出力
000
011
101
110

  • ①論理和(OR)
  • ②排他的論理和(XOR)
  • ③論理積(AND)
  • ④否定論理積(NAND)
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正解 ②排他的論理和(XOR)
解説
真理値表を見ると、AとBの値が異なるとき(0と1、1と0)に出力が1、同じとき(0と0、1と1)に出力が0になっています。これは排他的論理和(XOR)の特徴です。

他の選択肢が不適切な理由
・論理和(OR):A=1、B=1のときの出力も1になります。
・論理積(AND):A=1、B=1のときだけ出力が1になり、他は0です。
・否定論理積(NAND):ANDの結果を反転したもので、A=0、B=0のときの出力が1になります(出力は1、1、1、0)。

覚え方のポイント
真理値表は「1、1」の行と「0、0」の行を見ると区別しやすくなります。1、1で0になるのはXORとNAND、0、0で1になるのはNANDとNOR、というように絞り込みましょう。
問91-3

論理式 A + A・B を簡単にしたものはどれか。ここで、+は論理和、・は論理積を表す。

  • ①B
  • ②A
  • ③A・B
  • ④A+B
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正解 ②A
解説
A + A・B は、Aでくくると次のように変形できます。
A + A・B = A・(1 + B)= A・1 = A
(1 + B は、Bの値に関係なく1になります)
これを吸収則といいます。真理値表で確かめても、Aが1なら結果は1、Aが0ならA・Bも0なので結果は0となり、Aと同じになります。

他の選択肢が不適切な理由
・B:A=1、B=0のとき、元の式は1ですがBは0なので一致しません。
・A・B:A=1、B=0のとき、元の式は1ですがA・Bは0なので一致しません。
・A+B:A=0、B=1のとき、元の式は0ですがA+Bは1なので一致しません。

覚え方のポイント
論理式の簡単化で迷ったら、選択肢に0と1を代入して元の式と比べるのが確実です。吸収則「A+A・B=A」「A・(A+B)=A」は覚えておくと速く解けます。
問101-3

あるデータXに、鍵Kとのビットごとの排他的論理和(XOR)をとり、その結果にもう一度同じ鍵Kとの排他的論理和をとった。最終的な結果はどれか。

  • ①元のデータXに戻る
  • ②すべてのビットが0になる
  • ③鍵Kと同じ値になる
  • ④Xのビットが反転した値になる
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正解 ①元のデータXに戻る
解説
XORには、同じ値と2回XORをとると元に戻るという性質があります。
(X XOR K)XOR K = X XOR(K XOR K)= X XOR 0 = X
同じ値どうしのXORは0になり(K XOR K=0)、0とのXORは元の値のまま(X XOR 0=X)だからです。この性質は、簡単な暗号化や、RAIDのパリティの計算などに利用されています。

他の選択肢が不適切な理由
・すべてのビットが0になる:同じ値どうしのXOR(X XOR X)の結果です。
・鍵Kと同じ値になる:XとKのXORをとった値に、さらにXとのXORをとった場合の結果です。
・Xのビットが反転した値になる:すべてのビットが1のビット列と1回だけXORをとった場合の結果です。

覚え方のポイント
「XORを2回かけると元に戻る」。1回目で暗号化、2回目で復号、という仕組みの基礎になる性質です。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

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