与えられた集合のすべての部分集合を求める問題です。具体的には、以下の3つの集合に対して部分集合を列挙します。 (1) $\{4, 5\}$ (2) $\{1, 2, 3\}$ (3) $\{a, b, c, d\}$

離散数学集合論部分集合集合の要素数組み合わせ
2025/5/6

1. 問題の内容

与えられた集合のすべての部分集合を求める問題です。具体的には、以下の3つの集合に対して部分集合を列挙します。
(1) {4,5}\{4, 5\}
(2) {1,2,3}\{1, 2, 3\}
(3) {a,b,c,d}\{a, b, c, d\}

2. 解き方の手順

集合の部分集合とは、その集合の要素からいくつか(0個も含むし、全部も含む)を取り出して作った集合のことです。
ある集合の部分集合の個数は、その集合の要素数を nn とすると、 2n2^n 個になります。
(1) {4,5}\{4, 5\} の場合:
要素数は2なので、部分集合の個数は 22=42^2 = 4 個です。
- 空集合:{}\{\}
- 要素4のみの集合:{4}\{4\}
- 要素5のみの集合:{5}\{5\}
- 全要素の集合:{4,5}\{4, 5\}
(2) {1,2,3}\{1, 2, 3\} の場合:
要素数は3なので、部分集合の個数は 23=82^3 = 8 個です。
- 空集合:{}\{\}
- {1}\{1\}
- {2}\{2\}
- {3}\{3\}
- {1,2}\{1, 2\}
- {1,3}\{1, 3\}
- {2,3}\{2, 3\}
- {1,2,3}\{1, 2, 3\}
(3) {a,b,c,d}\{a, b, c, d\} の場合:
要素数は4なので、部分集合の個数は 24=162^4 = 16 個です。
- 空集合:{}\{\}
- {a}\{a\}
- {b}\{b\}
- {c}\{c\}
- {d}\{d\}
- {a,b}\{a, b\}
- {a,c}\{a, c\}
- {a,d}\{a, d\}
- {b,c}\{b, c\}
- {b,d}\{b, d\}
- {c,d}\{c, d\}
- {a,b,c}\{a, b, c\}
- {a,b,d}\{a, b, d\}
- {a,c,d}\{a, c, d\}
- {b,c,d}\{b, c, d\}
- {a,b,c,d}\{a, b, c, d\}

3. 最終的な答え

(1) {4,5}\{4, 5\} の部分集合:{},{4},{5},{4,5}\{\}, \{4\}, \{5\}, \{4, 5\}
(2) {1,2,3}\{1, 2, 3\} の部分集合:{},{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}\{\}, \{1\}, \{2\}, \{3\}, \{1, 2\}, \{1, 3\}, \{2, 3\}, \{1, 2, 3\}
(3) {a,b,c,d}\{a, b, c, d\} の部分集合:{},{a},{b},{c},{d},{a,b},{a,c},{a,d},{b,c},{b,d},{c,d},{a,b,c},{a,b,d},{a,c,d},{b,c,d},{a,b,c,d}\{\}, \{a\}, \{b\}, \{c\}, \{d\}, \{a, b\}, \{a, c\}, \{a, d\}, \{b, c\}, \{b, d\}, \{c, d\}, \{a, b, c\}, \{a, b, d\}, \{a, c, d\}, \{b, c, d\}, \{a, b, c, d\}

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