集合の要素の個数

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場合の数と確率

集合

集合…範囲がはっきりしたものの集まり

要素…集合を構成しているひとつひとつ

例 $5$ 以下の自然数全体の集合 $A$

$A$ の要素は $1,2,3,4,5$

集合 $A$ を以下のように表す

$A=\{1,2,3,4,5\}$

$\{ \}$ の中に要素を書くと、その要素が集まった集合を表す

共通部分

\(A \cap B\) ($A$ かつ $B$)… $A$ と$B$ の共通部分

$A$ と $B$ の両方に属する集合

和集合

\(A \cup B\)($A$ または $B$)… $A$ と $B$ の和集合

$A$ と $B$ の少なくとも一方に属する集合

補集合

\(\overline{A}\) … 集合 $A$ の補集合

$U$ は全体集合

詳しい解説はこれ↓

集合
集合の基本である 共通部分(かつ)・和集合(または)・補集合 を理解していますか? 集合は図で考えるのが基本! よく問題で出題される集合をまとめました!

集合の要素の個数の表し方

$n(A)$ … 集合 $A$ の要素の個数

例 $5$ 以下の自然数全体の集合 $A$

$n(A)=5$(集合 $A$ の個数は $5$ 個)

$n( )$ の $n$ は「個数」という意味の「number」の頭文字と覚えておこう!

和集合の要素の個数

和集合 $A \cup B$ の要素の個数は以下のように表せる

和集合の要素の個数
$n(A \cup B)=n(A)+n(B)-n(A \cap B)$

$n(A)=a$,$n(B)=b$,$n(A \cap B)=c$ とすると

$n(A \cup B)=(a-c)+(b-c)+c$

      $=a+b-c$

      $=n(A)+n(B)-n(A \cap B)$

$n(A)+n(B)$ だと共通部分である $n(A \cap B)$ を2回足していることになるから,$n(A \cap B)$ を引くんだね!

補集合の要素の個数

補集合の要素の個数
$n(\overline{A})=n(U)-n(A)$

全体集合 $U$ の要素の個数から集合 $A$ の要素の個数を引く

まとめ

● 集合

\(A \cap B\) ($A$ かつ $B$)… $A$ と$B$ の共通部分

\(A \cup B\)($A$ または $B$)… $A$ と $B$ の和集合

\(\overline{A}\) … 集合 $A$ の補集合

● 要素の個数

$n(A)$ … 集合 $A$ の要素の個数

● 和集合 \(A \cap B\) の要素の個数

$n(A \cup B)=n(A)+n(B)-n(A \cap B)$

● 補集合の要素の個数

$n(\overline{A})=n(U)-n(A)$

問題

全体集合 $U$ の部分集合 $A$,$B$ について,
$n(U)=50$,$n(A)=30$,$n(B)=25$,$n(A \cap B)=15$
であるとき,次の要素の個数を求めよ。
(1) $A \cup B$
(2) $\overline{A}$
(3) $A \cap \overline{B}$
(4) $\overline{A \cup B}$
(5) $\overline{A} \cap \overline{B}$

(1) $A \cup B$

$n(A \cup B)=n(A)+n(B)-n(A \cap B)$

      $=30+25-15$

      $=40$

(2) $\overline{A}$

$n(\overline{A})=n(U)-n(A)$

   $=50-30$

   $=20$

(3) $A \cap \overline{B}$($A$ の中 かつ $B$ の外)

$n(A \cap \overline{B})=n(A)-n(A \cap B)$

      $=30-15$

      $=15$

(4) $\overline{A \cup B}$

$n(\overline{A \cup B})=n(U)-n(A \cup B)$

      $=50-40$

      $=10$

(5) $\overline{A} \cap \overline{B}$

ド・モルガンの法則より

$\overline{A} \cap \overline{B}=\overline{A \cup B}$

よって $n(\overline{A} \cap \overline{B})=n(\overline{A \cup B})=10$

ド・モルガンの法則はこれ↓

ド・モルガンの法則
ド・モルガンの法則を理解していますか? 『ド・モルガンの法則がなぜその式になるのか』 集合を使ってわかりやすく説明します! 式を覚えているだけはNG! どんな場面で使えばいいのか? と悩んでいる人もこの投稿で解決します!

図を描いてみることが大切!

ド・モルガンの法則も使えるように!

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