Soru

Zorluk: ZorKümelerde Kesişim ve Birleşim İşlemleri
AA ve BB boş kümeden farklı iki küme olmak üzere,
s(AB)=5s(AB)s(A \cup B) = 5 \cdot s(A \cap B)
s(AB)=3s(BA)s(A \setminus B) = 3 \cdot s(B \setminus A)
eşitlikleri verilmiştir.
CC kümesi, ABA \cup B kümesinin bir alt kümesidir.
s(AC)=s(BC)=s(ABC)+4s(A \cap C) = s(B \cap C) = s(A \cap B \cap C) + 4
s((AB)C)=23s((A \cup B) \setminus C) = 23
olduğuna göre, CC kümesinin eleman sayısı kaçtır?

Cevap: 12

Cevap

C kümesinin eleman sayısı 12'dir.
Verilen oranlar ve fark kümesi denklemleri çözüldüğünde 5ks(ABC)=315k - s(A \cap B \cap C) = 31 bağıntısına ulaşılır. s(ABC)ks(A \cap B \cap C) \le k olması gerektiğinden kk tam sayısı yalnızca 7 olabilir. Buradan ortak kesişim bölgesinin eleman sayısı 4, CC kümesinin toplam eleman sayısı ise 12 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Birleşim ve fark kümelerinin eleman sayıları arasındaki oranları kullanarak bölgeleri tek bir değişken cinsinden yazmak.
s(AB)=ks(A \cap B) = k dersek, s(AB)=5ks(A \cup B) = 5k, s(BA)=ks(B \setminus A) = k ve s(AB)=3ks(A \setminus B) = 3k elde edilir.
Kümelerin alt bölgelerinin büyüklüklerini birbiriyle ilişkilendirebilmek için.
2
CC kümesinin AA ve BB ile olan kesişim bölgelerinin eleman sayılarını analiz etmek.
s((AC)B)=4s((A \cap C) \setminus B) = 4 ve s((BC)A)=4s((B \cap C) \setminus A) = 4 bulunur. Buradan s(C)=8+s(ABC)s(C) = 8 + s(A \cap B \cap C) eşitliği yazılır.
C(AB)C \subset (A \cup B) koşuluna göre CC kümesinin eleman sayısını üçlü kesişim bölgesi cinsinden ifade etmek için.
3
(AB)C(A \cup B) \setminus C fark kümesinin eleman sayısını kk ve s(ABC)s(A \cap B \cap C) cinsinden ifade edip 23'e eşitlemek.
5k8s(ABC)=23    5ks(ABC)=315k - 8 - s(A \cap B \cap C) = 23 \implies 5k - s(A \cap B \cap C) = 31 denklemi elde edilir.
Soruda verilen eleman sayısı bilgisini kullanarak bilinmeyenler arasında doğrusal bir bağıntı kurmak için.
4
Kesişim kümesinin alt küme olma özelliğinden gelen eşitsizliği kullanarak kk ve s(ABC)s(A \cap B \cap C) değerlerini belirlemek.
05k31k    6.2k7.750 \le 5k - 31 \le k \implies 6.2 \le k \le 7.75 aralığından k=7k = 7 tam sayısı bulunur. Buradan s(ABC)=4s(A \cap B \cap C) = 4 ve s(C)=8+4=12s(C) = 8 + 4 = 12 elde edilir.
Eleman sayılarının pozitif tam sayı olması ve alt küme kapsama sınırlılıklarını değerlendirerek tekil çözüme ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Kümelerde birleşim, kesişim ve fark işlemlerinin eleman sayıları arasındaki ilişkiler ile alt küme özelliklerinin kullanımı.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla