ある大学の入学者のうち、他のa大学、b大学、c大学を受験した人全体の集合をそれぞれA, B, Cとする。 $n(A) = 64$, $n(B) = 52$, $n(A \cap B) = 18$, $n(C \cap A) = 14$, $n(B \cup C) = 102$, $n(C \cup A) = 113$, $n(A \cup B \cup C) = 139$のとき、次の問いに答えよ。 (1) c大学を受験した人は何人か。 (2) a大学、b大学、c大学のすべてを受験した人は何人か。 (3) a大学、b大学、c大学のどれか1大学のみを受験した人は何人か。

離散数学集合集合演算包除原理
2025/5/12

1. 問題の内容

ある大学の入学者のうち、他のa大学、b大学、c大学を受験した人全体の集合をそれぞれA, B, Cとする。
n(A)=64n(A) = 64, n(B)=52n(B) = 52, n(AB)=18n(A \cap B) = 18, n(CA)=14n(C \cap A) = 14, n(BC)=102n(B \cup C) = 102, n(CA)=113n(C \cup A) = 113, n(ABC)=139n(A \cup B \cup C) = 139のとき、次の問いに答えよ。
(1) c大学を受験した人は何人か。
(2) a大学、b大学、c大学のすべてを受験した人は何人か。
(3) a大学、b大学、c大学のどれか1大学のみを受験した人は何人か。

2. 解き方の手順

(1)
n(BC)=n(B)+n(C)n(BC)n(B \cup C) = n(B) + n(C) - n(B \cap C)より、
102=52+n(C)n(BC)102 = 52 + n(C) - n(B \cap C)
n(C)=50+n(BC)n(C) = 50 + n(B \cap C) ...(1)
n(CA)=n(C)+n(A)n(CA)n(C \cup A) = n(C) + n(A) - n(C \cap A)より、
113=n(C)+6414113 = n(C) + 64 - 14
n(C)=11364+14=63n(C) = 113 - 64 + 14 = 63 ...(2)
(2)より、c大学を受験した人は63人。
(2)
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)
139=64+52+6318n(BC)14+n(ABC)139 = 64 + 52 + 63 - 18 - n(B \cap C) - 14 + n(A \cap B \cap C)
139=147n(BC)+n(ABC)139 = 147 - n(B \cap C) + n(A \cap B \cap C)
n(BC)=147139+n(ABC)=8+n(ABC)n(B \cap C) = 147 - 139 + n(A \cap B \cap C) = 8 + n(A \cap B \cap C) ...(3)
(1)より、n(C)=63n(C) = 63
(1)より、n(C)=50+n(BC)n(C) = 50 + n(B \cap C)
63=50+n(BC)63 = 50 + n(B \cap C)
n(BC)=13n(B \cap C) = 13 ...(4)
(3), (4)より、
13=8+n(ABC)13 = 8 + n(A \cap B \cap C)
n(ABC)=5n(A \cap B \cap C) = 5
(3)
a大学のみ受験した人数:n(A)n(AB)n(AC)+n(ABC)n(A) - n(A \cap B) - n(A \cap C) + n(A \cap B \cap C) = 641814+5=3764 - 18 - 14 + 5 = 37
b大学のみ受験した人数:n(B)n(AB)n(BC)+n(ABC)n(B) - n(A \cap B) - n(B \cap C) + n(A \cap B \cap C) = 521813+5=2652 - 18 - 13 + 5 = 26
c大学のみ受験した人数:n(C)n(BC)n(AC)+n(ABC)n(C) - n(B \cap C) - n(A \cap C) + n(A \cap B \cap C) = 631314+5=4163 - 13 - 14 + 5 = 41
37 + 26 + 41 = 104

3. 最終的な答え

(1) 63人
(2) 5人
(3) 104人

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