全体集合 $J$ は60の正の約数の集合です。集合 $A$ は4の倍数の集合、集合 $B$ は5の倍数の集合です。このとき、$n(\overline{A \cup B})$ を求める問題です。

離散数学集合約数包除原理集合の要素数
2025/8/10

1. 問題の内容

全体集合 JJ は60の正の約数の集合です。集合 AA は4の倍数の集合、集合 BB は5の倍数の集合です。このとき、n(AB)n(\overline{A \cup B}) を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、60の約数を求めます。
60=22×3×560 = 2^2 \times 3 \times 5 なので、約数の個数は (2+1)(1+1)(1+1)=3×2×2=12(2+1)(1+1)(1+1) = 3 \times 2 \times 2 = 12 個です。
60の約数は J={1,2,3,4,5,6,10,12,15,20,30,60}J = \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60\} です。したがって、n(J)=12n(J) = 12 です。
次に、AA は4の倍数の集合なので、A={4,12,20,60}A = \{4, 12, 20, 60\} です。したがって、n(A)=4n(A) = 4 です。
次に、BB は5の倍数の集合なので、B={5,10,15,20,30,60}B = \{5, 10, 15, 20, 30, 60\} です。したがって、n(B)=6n(B) = 6 です。
次に、ABA \cap B は4の倍数かつ5の倍数、つまり20の倍数の集合なので、AB={20,60}A \cap B = \{20, 60\} です。したがって、n(AB)=2n(A \cap B) = 2 です。
ABA \cup B の要素の個数は、
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)=4+62=8n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B) = 4 + 6 - 2 = 8 です。
最後に、n(AB)n(\overline{A \cup B}) を求めます。これは、JJ の中で ABA \cup B に含まれない要素の個数です。
n(AB)=n(J)n(AB)=128=4n(\overline{A \cup B}) = n(J) - n(A \cup B) = 12 - 8 = 4 です。

3. 最終的な答え

4

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