集合 A, B, C が与えられたとき、和集合 $A \cup B \cup C$ の要素数 $n(A \cup B \cup C)$ を求めよ。

離散数学集合包除原理要素数
2025/5/7

1. 問題の内容

集合 A, B, C が与えられたとき、和集合 ABCA \cup B \cup C の要素数 n(ABC)n(A \cup B \cup C) を求めよ。

2. 解き方の手順

和集合の要素数の公式(包除原理)を用いる。3つの集合の場合、以下のようになる。
n(ABC)=n(A)+n(B)+n(C)n(AB)n(BC)n(CA)+n(ABC)n(A \cup B \cup C) = n(A) + n(B) + n(C) - n(A \cap B) - n(B \cap C) - n(C \cap A) + n(A \cap B \cap C)
各項の意味は以下の通り。
* n(A)n(A): 集合 A の要素数
* n(B)n(B): 集合 B の要素数
* n(C)n(C): 集合 C の要素数
* n(AB)n(A \cap B): 集合 A と B の共通部分の要素数
* n(BC)n(B \cap C): 集合 B と C の共通部分の要素数
* n(CA)n(C \cap A): 集合 C と A の共通部分の要素数
* n(ABC)n(A \cap B \cap C): 集合 A, B, C すべての共通部分の要素数

3. 最終的な答え

n(ABC)=n(A)+n(B)+n(C)n(AB)n(BC)n(CA)+n(ABC)n(A \cup B \cup C) = n(A) + n(B) + n(C) - n(A \cap B) - n(B \cap C) - n(C \cap A) + n(A \cap B \cap C)

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