全体集合$U$の部分集合$A$, $B$について、$n(U) = 50$, $n(A) = 36$, $n(B) = 27$である。$n(A \cap B)$のとりうる値の最大値と最小値を求める。

離散数学集合集合の要素数最大値最小値ベン図
2025/6/26

1. 問題の内容

全体集合UUの部分集合AA, BBについて、n(U)=50n(U) = 50, n(A)=36n(A) = 36, n(B)=27n(B) = 27である。n(AB)n(A \cap B)のとりうる値の最大値と最小値を求める。

2. 解き方の手順

n(AB)n(A \cap B)が最大となるのは、BAB \subset Aのときである。このとき、n(AB)=n(B)=27n(A \cap B) = n(B) = 27となる。
一方、n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)である。また、ABUA \cup B \subset Uであるから、n(AB)n(U)n(A \cup B) \leq n(U)である。
したがって、n(A)+n(B)n(AB)n(U)n(A) + n(B) - n(A \cap B) \leq n(U)より、36+27n(AB)5036 + 27 - n(A \cap B) \leq 50となる。
これを整理すると、63n(AB)5063 - n(A \cap B) \leq 50より、n(AB)13n(A \cap B) \geq 13となる。
したがって、n(AB)n(A \cap B)の最小値は1313である。

3. 最終的な答え

最大値:27
最小値:13

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