全体集合S内に異なる部分集合AとBがあるとき,A̅∩B̅に等しいものはどれか。
ここで,A∪BはAとBの和集合,A∩BはAとBの積集合,A̅はSにおけるAの補集合,A−BはAからBを除いた差集合を表す。
正答1
解説
正解は1です。
補集合どうしの積集合は、ド・モルガンの法則でA̅∩B̅=S−(A∪B)と書き換えられます。
つまり「AにもBにも属さない要素の集合」と等しいものを選ぶ問題です。
【選択肢別解説】
1:○ A̅−Bは、Aに属さない要素からさらにBの要素を除いた集合です。
AにもBにも属さない要素だけが残るので、A̅∩B̅と一致します。
2:× A̅∪B̅は、ド・モルガンの法則でS−(A∩B)に等しく、もともとA∩Bを含みません。
そのためA∩Bを除いてもA̅∪B̅のままであり、A̅∩B̅ではありません。
3:× S−AはA̅、S−BはB̅なので、この式はA̅∪B̅を表します。
求めるのは和集合ではなく積集合のA̅∩B̅です。
4:× S−(A∩B)は、ド・モルガンの法則でA̅∪B̅に等しい集合です。
AとBの片方だけに属する要素も含むため、A̅∩B̅とは異なります。
【ポイント】
ド・モルガンの法則は、A̅∩B̅=S−(A∪B)とA̅∪B̅=S−(A∩B)の2式です。
差集合X−Yは、X∩Y̅と書き換えると比較しやすくなります。
ベン図を描いて塗る領域を確かめると確実です。