全体集合$U$とその部分集合$A$, $B$について、以下の情報が与えられています。 * $n(U) = 40$ * $n(A) = 18$ * $n(B) = 25$ * $n(A \cap B) = 6$ これらの情報を使って、以下の値を求めます。 (1) $n(\overline{B})$ (2) $n(\overline{A \cup B})$ (3) $n(\overline{A} \cap \overline{B})$

離散数学集合補集合和集合ド・モルガンの法則
2025/4/22

1. 問題の内容

全体集合UUとその部分集合AA, BBについて、以下の情報が与えられています。
* n(U)=40n(U) = 40
* n(A)=18n(A) = 18
* n(B)=25n(B) = 25
* n(AB)=6n(A \cap B) = 6
これらの情報を使って、以下の値を求めます。
(1) n(B)n(\overline{B})
(2) n(AB)n(\overline{A \cup B})
(3) n(AB)n(\overline{A} \cap \overline{B})

2. 解き方の手順

(1) n(B)n(\overline{B})について
補集合の定義より、n(B)=n(U)n(B)n(\overline{B}) = n(U) - n(B)です。
与えられた値を代入すると、
n(B)=4025=15n(\overline{B}) = 40 - 25 = 15
(2) n(AB)n(\overline{A \cup B})について
まず、n(AB)n(A \cup B)を求めます。
和集合の要素の個数に関する公式より、n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)です。
与えられた値を代入すると、
n(AB)=18+256=37n(A \cup B) = 18 + 25 - 6 = 37
次に、補集合の定義より、n(AB)=n(U)n(AB)n(\overline{A \cup B}) = n(U) - n(A \cup B)です。
したがって、n(AB)=4037=3n(\overline{A \cup B}) = 40 - 37 = 3
(3) n(AB)n(\overline{A} \cap \overline{B})について
ド・モルガンの法則より、AB=AB\overline{A} \cap \overline{B} = \overline{A \cup B}が成り立ちます。
したがって、n(AB)=n(AB)n(\overline{A} \cap \overline{B}) = n(\overline{A \cup B})です。
(2)でn(AB)=3n(\overline{A \cup B}) = 3と求めたので、n(AB)=3n(\overline{A} \cap \overline{B}) = 3です。

3. 最終的な答え

(1) n(B)=15n(\overline{B}) = 15
(2) n(AB)=3n(\overline{A \cup B}) = 3
(3) n(AB)=3n(\overline{A} \cap \overline{B}) = 3

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