問題は、集合 A と B の和集合の要素数 $n(A \cup B)$ が与えられたときに、$A \cup B$ の補集合の要素数 $n(\overline{A \cup B})$ を求める問題です。ただし、$n(A \cup B) = 6$ であることがわかっています。

離散数学集合和集合補集合要素数
2025/6/13

1. 問題の内容

問題は、集合 A と B の和集合の要素数 n(AB)n(A \cup B) が与えられたときに、ABA \cup B の補集合の要素数 n(AB)n(\overline{A \cup B}) を求める問題です。ただし、n(AB)=6n(A \cup B) = 6 であることがわかっています。

2. 解き方の手順

n(AB)n(\overline{A \cup B}) を求めるためには、全体集合の要素数 n(U)n(U) が必要になります。問題文や図には全体集合の要素数に関する情報がないため、図から読み取る必要があります。
図を見ると、集合 A には 5 と 7 が含まれており、A と B の共通部分にも要素が存在する可能性があります。しかし、n(AB)=6n(A \cup B) = 6 と問題文に書かれているため、A と B の和集合には 6 個の要素が含まれていることがわかります。
写真の上部にある図から、A には少なくとも要素 5 と 7 が含まれていることが読み取れます。
また、n(AB)=6n(A \cup B) = 6であるという情報と、n(AB)n(\overline{A \cup B})を求める必要があることから、全体集合Uの要素数n(U)n(U)が図から読み取れる必要があります。
図全体を見ると、集合 A には 5 と 7 が含まれ、A と B の共通部分にも要素がある可能性があり、さらに ABA \cup B の外にも要素が存在する可能性があります。
図から、集合の外にある要素は存在しないと仮定すると、全体集合 U は A と B の和集合そのものであるということになります。ただし、n(AB)=6n(A \cup B) = 6 なので、ABA \cup B の外に要素が存在する可能性があります。
写真から、全体集合には要素 5, 7, と他にいくつかの要素があることが分かります。それらの要素の数が何であるかはっきりしません。問題文に図が添付されている場合、図の情報からn(U)n(U)が求められるはずです。
しかし、n(U)n(U)が分からなければ、n(AB)n(\overline{A \cup B})を求めることはできません。図からわかる要素は、Aに要素5と7が含まれるということです。n(AB)=6n(A \cup B) = 6という情報と組み合わせて考えると、全体集合Uの要素数が6より大きいことは確かです。
しかし、図から全体集合の要素数を読み取ることは難しいので、n(U)n(U) が与えられていないため、n(AB)n(\overline{A \cup B}) を特定することは不可能です。
問題の解釈としては、図の外に要素がないと考えるのが自然です。この場合、n(AB)=n(U)n(AB)n(\overline{A \cup B})= n(U) - n(A \cup B) を計算します。もし、n(U)=10n(U) = 10だと仮定すると、n(AB)=106=4n(\overline{A \cup B})=10-6=4となります。しかし、n(U)n(U)が不明なので、具体的な値は計算できません。
もし問題文に「全体集合の要素数 n(U)n(U) は 10 である」といった情報があれば、簡単に解くことができます。
今回は、n(U)n(U)が与えられていないため、答えは「n(U)n(U)に依存する」となります。しかし、この問題の意図としては、n(U)n(U)は図から読み取れるはずなので、図に描かれていない領域の要素数を0と仮定します。つまり、全体集合はABA \cup Bに等しいと考えられます。しかし、ABA \cup Bの補集合は空集合となり、n(AB)=0n(\overline{A \cup B})=0となります。

3. 最終的な答え

n(AB)=0n(\overline{A \cup B}) = 0

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