問題は、集合AとBが全体集合Uの部分集合であるとき、和集合と補集合の要素の個数に関する公式と、いくつかの集合の領域を図示する問題です。具体的には、$n(A \cup B)$, $n(\overline{A})$, $A \cup B$, $A \cap B$, $\overline{A} \cup B$, $\overline{A} \cap B$, $A \cap \overline{B}$ に対応する領域をベン図に斜線で示す問題です。また、100以下の自然数のうち、7の倍数、7の倍数でない数、5の倍数かつ7の倍数の個数を求める問題も含まれます。

離散数学集合ベン図集合の演算和集合補集合倍数
2025/4/22

1. 問題の内容

問題は、集合AとBが全体集合Uの部分集合であるとき、和集合と補集合の要素の個数に関する公式と、いくつかの集合の領域を図示する問題です。具体的には、n(AB)n(A \cup B), n(A)n(\overline{A}), ABA \cup B, ABA \cap B, AB\overline{A} \cup B, AB\overline{A} \cap B, ABA \cap \overline{B} に対応する領域をベン図に斜線で示す問題です。また、100以下の自然数のうち、7の倍数、7の倍数でない数、5の倍数かつ7の倍数の個数を求める問題も含まれます。

2. 解き方の手順

(1) 和集合と補集合の要素の個数
* n(AB)n(A \cup B) について: 和集合の要素の個数は、各集合の要素の個数の和から、共通部分の要素の個数を引いたものです。しかし、画像ではベン図が与えられているので、単純にn(A)+n(B)n(AB)n(A)+n(B)-n(A \cap B) を計算するのではなく、ベン図を見ながらn(U)n(U) に近い値(もし全集合Uに等しいなら、n(U)となる)を考える必要があります。画像では、斜線で示された領域はUU全体であるため、n(AB)=n(U)n(A \cup B)=n(U) となります。
* n(A)n(\overline{A}) について: 補集合の要素の個数は、全体集合の要素の個数から、その集合の要素の個数を引いたものです。つまり、n(A)=n(U)n(A)n(\overline{A}) = n(U) - n(A) です。この場合はUUからAAの領域を引いた部分なので、n(A)n(\overline{A}) となります。
(2) 集合の図示
* ABA \cup B: AとBの和集合なので、AまたはBに属する要素の領域に斜線を引きます。
* ABA \cap B: AとBの共通部分なので、AかつBに属する要素の領域に斜線を引きます。
* AB\overline{A} \cup B: Aの補集合とBの和集合なので、Aに属さない要素、またはBに属する要素の領域に斜線を引きます。
* AB\overline{A} \cap B: Aの補集合とBの共通部分なので、Aに属さず、かつBに属する要素の領域に斜線を引きます。
* ABA \cap \overline{B}: AとBの補集合の共通部分なので、Aに属し、かつBに属さない要素の領域に斜線を引きます。
(3) 100以下の自然数
* 7の倍数の個数: 100 ÷ 7 = 14.28... なので、14個です。
* 7の倍数でない数: 100 - 14 = 86個です。
* 5の倍数かつ7の倍数: 5と7の最小公倍数は35なので、35の倍数の個数を求めます。100 ÷ 35 = 2.85... なので、2個です。

3. 最終的な答え

* n(AB)=n(U)n(A \cup B) = n(U)
* n(A)=n(U)n(A)n(\overline{A}) = n(U) - n(A) (もしくは、ベン図の斜線部分の面積に対応する個数)
* ベン図の斜線部分は、既に画像に描かれている通り。
* 7の倍数の個数: 14
* 7の倍数でない数: 86
* 5の倍数かつ7の倍数: 2

「離散数学」の関連問題

OKAYAMAの7文字を1列に並べる場合の文字列について、以下の4つの問いに答える問題です。 (1) 文字列の総数 (2) O, K, Y, M がこの順に並ぶ文字列の数 (3) AとAが隣り合わない...

順列組み合わせ文字列
2025/7/27

OKAYAMAの7文字を並び替える問題です。 (1) 並び替えの総数 (2) O, K, Y, M がこの順に並ぶ並び替えの数 (3) A と A が隣り合わない並び替えの数 (4) O と K がこ...

順列組み合わせ場合の数重複順列
2025/7/27

9人の人を以下の方法でグループに分ける場合の数を求める問題です。 (1) 3人ずつ、A, B, C の3組に分ける。 (2) 3人ずつ3組に分ける。

組み合わせ場合の数順列分割
2025/7/27

問題は2つあります。 (1) $a, b, c, d$ の4種類のアルファベットから重複を許して3個を選び並べる方法は何通りあるか。 (2) $a, b, c, d$ の4種類のアルファベットから重複...

場合の数組み合わせ順列
2025/7/27

順列と階乗の計算問題です。 (1) $ _6P_2 $ (2) $ _7P_3 $ (3) $ _5P_1 $ (4) $ 5! $

順列階乗組み合わせ
2025/7/27

点Aを出発して、点B, C, D, Eをすべて回り、点Aに戻ってくる経路は何通りあるか。ただし、途中で点Aを通らないとする。

順列組み合わせグラフ理論経路探索
2025/7/27

V, W, X, Y, Zの5人が演習の発表順をくじで決めた。 以下の条件が与えられている。 * VはWの次である。 * XはYの2人後だが、最後ではない。 このとき、Zの順番を求める。

順列組み合わせ条件論理
2025/7/27

全体集合$U = \{x | x \text{は10以下の正の整数}\}$、 $A = \{x | x \text{は2の倍数}\}$、 $B = \{x | x \text{は3の倍数}\}$、 $...

集合集合演算ド・モルガンの法則
2025/7/26

9人の生徒をいくつかの組に分ける場合の数を求める問題です。具体的には、以下の4つの場合に分け方の総数を求めます。 (1) 9人を2つの組に分ける。ただし、どの組にも少なくとも1人は含まれるものとする。...

組み合わせ場合の数分割
2025/7/26

9人の生徒をいくつかの組に分ける場合の数を求める問題です。 (1) 9人を2つの組に分ける方法の総数を求めます(ただし、どの組にも少なくとも1人は含まれるものとします)。 (2) 9人を2人、3人、4...

組み合わせ場合の数分割
2025/7/26