30以下の自然数のうち、3の倍数の集合をA、4の倍数の集合をBとするとき、$n(A \cup B)$を求める。

算数集合倍数包含と排除の原理
2025/5/28

1. 問題の内容

30以下の自然数のうち、3の倍数の集合をA、4の倍数の集合をBとするとき、n(AB)n(A \cup B)を求める。

2. 解き方の手順

まず、集合Aの要素数n(A)n(A)を求める。
30以下の3の倍数は、3, 6, 9, ..., 30の10個であるから、n(A)=10n(A) = 10である。
次に、集合Bの要素数n(B)n(B)を求める。
30以下の4の倍数は、4, 8, 12, ..., 28の7個であるから、n(B)=7n(B) = 7である。
次に、ABA \cap Bを求める。これは3の倍数かつ4の倍数、つまり12の倍数である。
30以下の12の倍数は、12, 24の2個であるから、n(AB)=2n(A \cap B) = 2である。
ABA \cup Bの要素数n(AB)n(A \cup B)は、包含と排除の原理により、
n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)
であるから、
n(AB)=10+72=15n(A \cup B) = 10 + 7 - 2 = 15

3. 最終的な答え

15