30以下の自然数の集合を全体集合とし、3の倍数の集合をA, 5の倍数の集合をBとするとき、$n(A \cup B)$を求める問題です。ここで、$n(X)$は集合Xの要素の個数を表し、$A \cup B$は集合Aと集合Bの和集合を表します。

算数集合倍数和集合包含と排除の原理
2025/5/4

1. 問題の内容

30以下の自然数の集合を全体集合とし、3の倍数の集合をA, 5の倍数の集合をBとするとき、n(AB)n(A \cup B)を求める問題です。ここで、n(X)n(X)は集合Xの要素の個数を表し、ABA \cup Bは集合Aと集合Bの和集合を表します。

2. 解き方の手順

まず、n(A)n(A)n(B)n(B)を求めます。
30以下の3の倍数は、3, 6, 9, ..., 30の10個なので、n(A)=10n(A) = 10です。
30以下の5の倍数は、5, 10, 15, ..., 30の6個なので、n(B)=6n(B) = 6です。
次に、ABA \cap Bを求めます。ABA \cap Bは、3の倍数かつ5の倍数、つまり15の倍数の集合です。
30以下の15の倍数は、15, 30の2個なので、n(AB)=2n(A \cap B) = 2です。
最後に、n(AB)n(A \cup B)を求めるために、包含と排除の原理を使います。
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)
この式に、n(A)=10n(A) = 10, n(B)=6n(B) = 6, n(AB)=2n(A \cap B) = 2を代入します。
n(AB)=10+62=14n(A \cup B) = 10 + 6 - 2 = 14

3. 最終的な答え

14