1 から 100 までの整数のうち、3 の倍数全体の集合を A、4 の倍数全体の集合を B とするとき、3 と 4 の少なくとも一方で割り切れる数全体の集合 $A \cup B$ について、以下の値を求める問題です。 * A = {3 の倍数全体の集合} * B = {4 の倍数全体の集合} * n(A) = A の要素数 * n(B) = B の要素数 * $A \cap B$ = {3 の倍数かつ 4 の倍数の集合} = {12 の倍数全体の集合} * $n(A \cap B)$ = $A \cap B$ の要素数 * $n(A \cup B)$ = $n(A) + n(B) - n(A \cap B)$

算数集合倍数包含と排除の原理
2025/5/12

1. 問題の内容

1 から 100 までの整数のうち、3 の倍数全体の集合を A、4 の倍数全体の集合を B とするとき、3 と 4 の少なくとも一方で割り切れる数全体の集合 ABA \cup B について、以下の値を求める問題です。
* A = {3 の倍数全体の集合}
* B = {4 の倍数全体の集合}
* n(A) = A の要素数
* n(B) = B の要素数
* ABA \cap B = {3 の倍数かつ 4 の倍数の集合} = {12 の倍数全体の集合}
* n(AB)n(A \cap B) = ABA \cap B の要素数
* n(AB)n(A \cup B) = n(A)+n(B)n(AB)n(A) + n(B) - n(A \cap B)

2. 解き方の手順

* A(3 の倍数)の集合を求める。 100 ÷ 3 = 33.33... なので、A = {3, 6, 9, ..., 99}、n(A) = 33
* B(4 の倍数)の集合を求める。 100 ÷ 4 = 25 なので、B = {4, 8, 12, ..., 100}、n(B) = 25
* ABA \cap B (12 の倍数) の集合を求める。 100 ÷ 12 = 8.33... なので、ABA \cap B = {12, 24, 36, ..., 96}、 n(AB)n(A \cap B) = 8
* n(AB)n(A \cup B) = n(A)+n(B)n(AB)n(A) + n(B) - n(A \cap B) の公式を利用して、n(AB)n(A \cup B) を計算する。
n(AB)=33+258=50n(A \cup B) = 33 + 25 - 8 = 50

3. 最終的な答え

A = {3, 6, 9, ..., 99}
B = {4, 8, 12, ..., 100}
n(A) = 33
n(B) = 25
ABA \cap B = {12, 24, 36, ..., 96}
n(AB)n(A \cap B) = 8
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B) = 33 + 25 - 8 = 50
答え:50 個

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