全体集合$U$、部分集合$A$, $B$について、要素の個数$n(U) = 40$, $n(A) = 25$, $n(B) = 21$, $n(A \cap B) = 7$が与えられている。 (1) $n(\overline{A})$, (2) $n(\overline{B})$, (3) $n(\overline{A \cap B})$, (4) $n(A \cup B)$, (5) $n(\overline{A \cap B})$, (6) $n(\overline{A \cup B})$をそれぞれ求める。

離散数学集合集合の要素数補集合和集合共通部分
2025/5/30

1. 問題の内容

全体集合UU、部分集合AA, BBについて、要素の個数n(U)=40n(U) = 40, n(A)=25n(A) = 25, n(B)=21n(B) = 21, n(AB)=7n(A \cap B) = 7が与えられている。
(1) n(A)n(\overline{A}), (2) n(B)n(\overline{B}), (3) n(AB)n(\overline{A \cap B}), (4) n(AB)n(A \cup B), (5) n(AB)n(\overline{A \cap B}), (6) n(AB)n(\overline{A \cup B})をそれぞれ求める。

2. 解き方の手順

(1) n(A)n(\overline{A})を求める。A\overline{A}AAの補集合なので、n(A)=n(U)n(A)n(\overline{A}) = n(U) - n(A)
n(A)=4025=15n(\overline{A}) = 40 - 25 = 15
(2) n(B)n(\overline{B})を求める。B\overline{B}BBの補集合なので、n(B)=n(U)n(B)n(\overline{B}) = n(U) - n(B)
n(B)=4021=19n(\overline{B}) = 40 - 21 = 19
(3) n(AB)n(\overline{A \cap B})を求める。AB\overline{A \cap B}ABA \cap Bの補集合なので、n(AB)=n(U)n(AB)n(\overline{A \cap B}) = n(U) - n(A \cap B)
n(AB)=407=33n(\overline{A \cap B}) = 40 - 7 = 33
(4) n(AB)n(A \cup B)を求める。和集合の要素の個数の公式n(AB)=n(A)+n(B)n(AB)n(A \cup B) = n(A) + n(B) - n(A \cap B)を使う。
n(AB)=25+217=39n(A \cup B) = 25 + 21 - 7 = 39
(5) 問題文にタイプミスがあると思われる。おそらく(3)と同じものを求めている。既にn(AB)=33n(\overline{A \cap B})=33と求めているため省略する。
(6) n(AB)n(\overline{A \cup B})を求める。AB\overline{A \cup B}ABA \cup Bの補集合なので、n(AB)=n(U)n(AB)n(\overline{A \cup B}) = n(U) - n(A \cup B)
n(AB)=4039=1n(\overline{A \cup B}) = 40 - 39 = 1

3. 最終的な答え

(1) n(A)=15n(\overline{A}) = 15
(2) n(B)=19n(\overline{B}) = 19
(3) n(AB)=33n(\overline{A \cap B}) = 33
(4) n(AB)=39n(A \cup B) = 39
(5) n(AB)=33n(\overline{A \cap B}) = 33 (重複)
(6) n(AB)=1n(\overline{A \cup B}) = 1

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