実数全体を全体集合とし、その部分集合A, Bを $A=\{x | x < -2, 7 \le x\}$, $B=\{x | |x| < 3\}$とするとき、集合 $\overline{A \cup B}$ に属する整数は全部でいくつあるか求める問題です。ここで、$\overline{A \cup B}$ は $A \cup B$ の補集合を表します。問題文には、$\overline{A \cup B}$に属する整数は全部で34個であると書かれていますが、これは誤りであると思われます。正しく問題を解いてみます。

代数学集合集合演算補集合不等式整数
2025/4/8

1. 問題の内容

実数全体を全体集合とし、その部分集合A, Bを A={xx<2,7x}A=\{x | x < -2, 7 \le x\}, B={xx<3}B=\{x | |x| < 3\}とするとき、集合 AB\overline{A \cup B} に属する整数は全部でいくつあるか求める問題です。ここで、AB\overline{A \cup B}ABA \cup B の補集合を表します。問題文には、AB\overline{A \cup B}に属する整数は全部で34個であると書かれていますが、これは誤りであると思われます。正しく問題を解いてみます。

2. 解き方の手順

まず、AABB の具体的な要素を整数で考えます。
A={xx<2,7x}A=\{x | x < -2, 7 \le x\} なので、AA に含まれる整数は、3,4,5,-3, -4, -5, \dots7,8,9,7, 8, 9, \dots です。
B={xx<3}B=\{x | |x| < 3\} なので、x<3|x| < 33<x<3-3 < x < 3 と同値です。したがって、BB に含まれる整数は、2,1,0,1,2-2, -1, 0, 1, 2 です。
ABA \cup B は、AABB の少なくとも一方に含まれる要素の集合です。
AB={xx<2,7x}{x3<x<3}={xx<3,7x}A \cup B = \{x | x < -2, 7 \le x\} \cup \{x | -3 < x < 3\} = \{x | x < 3, 7 \le x \}
ここで、ABA \cup B に含まれる整数の集合を求めます。
ABA \cup B に含まれる整数は、,5,4,3\dots, -5, -4, -32,1,0,1,2-2, -1, 0, 1, 27,8,9,7, 8, 9, \dots です。
つまり、x<3x < 3 または 7x7 \le x である整数です。
AB\overline{A \cup B} は、ABA \cup B の補集合なので、全体集合から ABA \cup B の要素を取り除いたものです。
ABA \cup B の範囲を実数で考えると、全体集合が実数全体なので、 AB={x3x<7}\overline{A \cup B} = \{x | 3 \le x < 7 \} となります。
AB\overline{A \cup B} に含まれる整数は、3,4,5,63, 4, 5, 6 の4個です。

3. 最終的な答え

AB\overline{A \cup B} に属する整数は全部で4個です。

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