全体集合$U$の部分集合$A$, $B$について、要素の個数が $n(U) = 25$, $n(A) = 15$, $n(B) = 8$, $n(A \cap B) = 3$ であるとき、以下の要素の個数を求める問題です。 1. $n(\overline{B})$

離散数学集合集合演算補集合和集合共通部分包除原理
2025/5/25

1. 問題の内容

全体集合UUの部分集合AA, BBについて、要素の個数が n(U)=25n(U) = 25, n(A)=15n(A) = 15, n(B)=8n(B) = 8, n(AB)=3n(A \cap B) = 3 であるとき、以下の要素の個数を求める問題です。

1. $n(\overline{B})$

2. $n(A \cup B)$

3. $n(A \cap \overline{B})$

4. $n(\overline{A \cap B})$

2. 解き方の手順

1. $n(\overline{B})$ について:

B\overline{B}BB の補集合なので、UU の要素のうち BB に含まれない要素の個数です。
n(B)=n(U)n(B)n(\overline{B}) = n(U) - n(B)
n(B)=258=17n(\overline{B}) = 25 - 8 = 17

2. $n(A \cup B)$ について:

ABA \cup BAA または BB に含まれる要素の個数です。包除原理を用いると、
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)
n(AB)=15+83=20n(A \cup B) = 15 + 8 - 3 = 20

3. $n(A \cap \overline{B})$ について:

ABA \cap \overline{B}AA に含まれていて、かつ BB に含まれない要素の個数です。
これは、AA の要素から、AABB の両方に含まれる要素を取り除いたものです。
n(AB)=n(A)n(AB)n(A \cap \overline{B}) = n(A) - n(A \cap B)
n(AB)=153=12n(A \cap \overline{B}) = 15 - 3 = 12

4. $n(\overline{A \cap B})$ について:

AB\overline{A \cap B}ABA \cap B の補集合なので、UU の要素のうち ABA \cap B に含まれない要素の個数です。
n(AB)=n(U)n(AB)n(\overline{A \cap B}) = n(U) - n(A \cap B)
n(AB)=253=22n(\overline{A \cap B}) = 25 - 3 = 22

3. 最終的な答え

1. $n(\overline{B}) = 17$

2. $n(A \cup B) = 20$

3. $n(A \cap \overline{B}) = 12$

4. $n(\overline{A \cap B}) = 22$

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