1.1 Zbiór. Działania na zbiorach
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (4 pkt)
Wyznacz zbiory \(A \cup B\), \(A \cap B\), \(A - B\) oraz \(B - A\), jeśli:
a) \(A = \{1, 3, 4, 6, 7\}\), \(B = \{3, 5, 7\}\)
b) \(A = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\)
c) \(A = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A\) – zbiór cyfr, \(B = \{0, 3, 6, 9, 12\}\)
a) \(A = \{1, 3, 4, 6, 7\}\), \(B = \{3, 5, 7\}\)
b) \(A = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\)
c) \(A = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A\) – zbiór cyfr, \(B = \{0, 3, 6, 9, 12\}\)
a) \(A \cup B = \{1, 3, 4, 5, 6, 7\}\), \(A \cap B = \{3, 7\}\), \(A - B = \{1, 4, 6\}\), \(B - A = \{5\}\)
b) \(A \cup B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\), \(A \cap B = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{2, 6, 10, \dots, 42\}\)
c) \(A \cup B = \{1, 2, 3, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B - A = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12\}\), \(A \cap B = \{0, 3, 6, 9\}\), \(A - B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8\}\), \(B - A = \{12\}\)
b) \(A \cup B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\), \(A \cap B = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{2, 6, 10, \dots, 42\}\)
c) \(A \cup B = \{1, 2, 3, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B - A = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12\}\), \(A \cap B = \{0, 3, 6, 9\}\), \(A - B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8\}\), \(B - A = \{12\}\)
Wskazówki:
- Suma zbiorów (\(A \cup B\)): zbiór złożony ze wszystkich elementów, które należą do zbioru \(A\) lub do zbioru \(B\) (zapisujemy każdy element bez powtórzeń).
- Iloczyn / część wspólna (\(A \cap B\)): zbiór złożony wyłącznie z elementów należących jednocześnie do obu zbiorów.
- Różnica zbiorów (\(A - B\)): zbiór elementów należących do zbioru \(A\), z którego usuwamy wszystkie elementy będące w zbiorze \(B\).
- Różnica zbiorów (\(B - A\)): zbiór elementów należących do zbioru \(B\), z którego usuwamy wszystkie elementy będące w zbiorze \(A\).
- Pamiętaj, że zbiór cyfr w systemie dziesiętnym to \(\{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}\). Liczby od \(10\) w górę składają się z cyfr, ale same cyframi nie są.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Wyznaczenie działań dla podpunktu a):
Dane są zbiory: \(A = \{1, 3, 4, 6, 7\}\) oraz \(B = \{3, 5, 7\}\).
- Część wspólna (\(A \cap B\)): Szukamy elementów, które występują w obu zbiorach jednocześnie. Są to liczby \(3\) i \(7\): $$A \cap B = \{3, 7\}$$ - Suma zbiorów (\(A \cup B\)): Łączymy wszystkie elementy z obu zbiorów bez powtarzania: $$A \cup B = \{1, 3, 4, 5, 6, 7\}$$ - Różnica \(A - B\): Ze zbioru \(A\) zabieramy elementy należące do \(B\) (czyli \(3\) i \(7\)): $$A - B = \{1, 4, 6\}$$ - Różnica \(B - A\): Ze zbioru \(B\) zabieramy elementy należące do \(A\) (czyli \(3\) i \(7\)): $$B - A = \{5\}$$ -
Wyznaczenie działań dla podpunktu b):
Analizujemy zbiory zadane za pomocą reguły:
Zbiór \(A = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\) to zbiór dodatnich wielokrotności liczby \(4\) nie większych niż \(40\).
Zbiór \(B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\) to zbiór dodatnich liczb parzystych (czyli wielokrotności liczby \(2\)) nie większych niż \(42\).
Ponieważ każda wielokrotność liczby \(4\) jest również liczbą parzystą, każdy element zbioru \(A\) należy do zbioru \(B\). Zachodzi więc relacja zawierania: $$A \subset B$$ Z własności inkluzji zbiorów otrzymujemy:
- Suma zbiorów: $$A \cup B = B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}$$ - Część wspólna: $$A \cap B = A = \{4, 8, 12, \dots, 40\}$$ - Różnica \(A - B\): Skoro wszystkie elementy \(A\) należą do \(B\), po ich odjęciu nie zostaje żaden element: $$A - B = \emptyset$$ - Różnica \(B - A\): Są to liczby parzyste ze zbioru \(B\), które nie są podzielne przez \(4\) (czyli liczby dające resztę \(2\) przy dzieleniu przez \(4\)): $$B - A = \{2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42\} = \{2, 6, 10, \dots, 42\}$$ -
Wyznaczenie działań dla podpunktu c):
Zbiór \(A = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\) to zbiór dodatnich liczb nieparzystych mniejszych od \(50\).
Zbiór \(B = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\) to zbiór dodatnich liczb parzystych nie większych od \(50\).
Żadna liczba całkowita nie może być jednocześnie parzysta i nieparzysta, więc zbiory \(A\) i \(B\) są rozłączne:
- Część wspólna: $$A \cap B = \emptyset$$ - Suma zbiorów: Połączenie liczb nieparzystych i parzystych tworzy zbiór wszystkich kolejnych liczb naturalnych od \(1\) do \(50\): $$A \cup B = \{1, 2, 3, 4, \dots, 50\}$$ - Różnica \(A - B\): Ponieważ zbiory nie mają wspólnych elementów, odejmując zbiór \(B\), nie usuwamy nic ze zbioru \(A\): $$A - B = A = \{1, 3, 5, \dots, 49\}$$ - Różnica \(B - A\): Podobnie, odejmując zbiór \(A\), nie usuwamy nic ze zbioru \(B\): $$B - A = B = \{2, 4, 6, \dots, 50\}$$ -
Wyznaczenie działań dla podpunktu d):
Zbiór cyfr w zapisie dziesiętnym to: $$A = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}$$ Drugi zbiór to \(B = \{0, 3, 6, 9, 12\}\).
Zauważmy, że liczba \(12\) jest liczbą dwucyfrową, więc \(12 \notin A\).
- Część wspólna (\(A \cap B\)): Elementy ze zbioru \(B\), które są jednocyfrowe (należą do \(A\)): $$A \cap B = \{0, 3, 6, 9\}$$ - Suma zbiorów (\(A \cup B\)): Wszystkie cyfry oraz dodatkowo liczba \(12\): $$A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12\}$$ - Różnica \(A - B\): Wszystkie cyfry poza \(0, 3, 6, 9\): $$A - B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8\}$$ - Różnica \(B - A\): Ze zbioru \(B\) usuwamy cyfry, zostaje tylko liczba dwucyfrowa \(12\): $$B - A = \{12\}$$
Odpowiedź:
a) \(A \cup B = \{1, 3, 4, 5, 6, 7\}\), \(A \cap B = \{3, 7\}\), \(A - B = \{1, 4, 6\}\), \(B - A = \{5\}\)
b) \(A \cup B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\), \(A \cap B = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{2, 6, 10, \dots, 42\}\)
c) \(A \cup B = \{1, 2, 3, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B - A = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12\}\), \(A \cap B = \{0, 3, 6, 9\}\), \(A - B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8\}\), \(B - A = \{12\}\)
a) \(A \cup B = \{1, 3, 4, 5, 6, 7\}\), \(A \cap B = \{3, 7\}\), \(A - B = \{1, 4, 6\}\), \(B - A = \{5\}\)
b) \(A \cup B = \{2, 4, 6, \dots, 42\}\), \(A \cap B = \{4, 8, 12, \dots, 40\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{2, 6, 10, \dots, 42\}\)
c) \(A \cup B = \{1, 2, 3, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{1, 3, 5, \dots, 49\}\), \(B - A = \{2, 4, 6, \dots, 50\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12\}\), \(A \cap B = \{0, 3, 6, 9\}\), \(A - B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8\}\), \(B - A = \{12\}\)
Zadanie 2 (3 pkt)
Przyjmijmy następujące oznaczenia:
\(T\) – zbiór trapezów
\(R\) – zbiór równoległoboków
\(B\) – zbiór rombów
\(K\) – zbiór kwadratów
\(R\) – zbiór równoległoboków
\(B\) – zbiór rombów
\(K\) – zbiór kwadratów
Które z poniższych zdań są fałszywe?
a) \(B \cap K = B\)
b) \(B \cup R = R\)
c) \(B \subset T\)
d) \(B - R = B\)
e) \(K \cap B = K\)
f) \(T - R = \emptyset\)
Zdania fałszywe to: a), d), f).
Wskazówki:
- Przypomnij sobie relacje zawierania między czworokątami: każdy kwadrat jest rombem, każdy romb jest równoległobokiem, a każdy równoległobok jest trapezem (\(K \subset B \subset R \subset T\)).
- Dla dowolnych dwóch zbiorów, jeżeli \(X \subset Y\), to ich iloczyn (część wspólna) daje zbiór mniejszy \(X \cap Y = X\), ich suma daje zbiór większy \(X \cup Y = Y\), a ich różnica \(X - Y\) jest zbiorem pustym \(\emptyset\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Ustalenie hierarchii i relacji zawierania (inkluzji) między zbiorami czworokątów:
Analizujemy definicje poszczególnych figur geometrycznych:
– Kwadrat ma wszystkie boki równe oraz wszystkie kąty proste, zatem w szczególności jest rombem, czyli \(K \subset B\).
– Romb ma przeciwległe boki równoległe, więc jest równoległobokiem o wszystkich bokach równej długości, co oznacza, że \(B \subset R\).
– Równoległobok posiada dwie pary boków równoległych, zatem ma co najmniej jedną parę boków równoległych, co czyni go trapezem: \(R \subset T\).
Otrzymujemy następujący łańcuch zawierania: $$K \subset B \subset R \subset T$$ -
Ocena zdań a), b) oraz c):
a) \(B \cap K = B\): Ponieważ \(K \subset B\), iloczyn zbioru rombów i kwadratów jest równy zbiorowi mniejszemu, czyli \(B \cap K = K\). Równość \(B \cap K = B\) zachodziłaby tylko wtedy, gdyby każdy romb był kwadratem, co nie jest prawdą (istnieją romby bez kątów prostych). Zdanie jest fałszywe.
b) \(B \cup R = R\): Ponieważ każdy romb jest równoległobokiem (\(B \subset R\)), dodanie zbioru \(B\) do zbioru \(R\) nie wprowadza nowych elementów, więc \(B \cup R = R\). Zdanie jest prawdziwe.
c) \(B \subset T\): Z faktu, że \(B \subset R\) oraz \(R \subset T\), na mocy przechodniości inkluzji wynika, że każdy romb jest trapezem. Zdanie jest prawdziwe. -
Ocena zdań d), e) oraz f):
d) \(B - R = B\): Różnica \(B - R\) to zbiór rombów, które nie są równoległobokami. Ponieważ każdy romb jest równoległobokiem (\(B \subset R\)), odejmując zbiór \(R\), usuwamy wszystkie elementy zbioru \(B\). W rezultacie \(B - R = \emptyset\). Zdanie jest fałszywe.
e) \(K \cap B = K\): Ponieważ każdy kwadrat jest rombem (\(K \subset B\)), ich częścią wspólną jest cały zbiór kwadratów. Zdanie jest prawdziwe.
f) \(T - R = \emptyset\): Równość ta byłaby prawdziwa tylko wtedy, gdyby każdy trapez był równoległobokiem (\(T \subset R\)). Istnieją jednak trapezy o dokładnie jednej parze boków równoległych (np. trapezy różnoboczne czy prostokątne), które nie są równoległobokami. Zatem \(T - R \neq \emptyset\). Zdanie jest fałszywe.
Odpowiedź: Zdania fałszywe to: a), d), f).
Zadanie 3 (3 pkt)
Na kołach reprezentujących zbiory \(A\), \(B\) oraz \(C\) wykonano pewne operacje i zacieniowano otrzymane figury. Używając symboli: \(\cap\), \(\cup\), \(\setminus\) oraz liter \(A, B, C\), zapisz te działania dla każdego z podpunktów od a) do f).
a) \(((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)) \setminus (A \cap B \cap C)\)
b) \((A \cup B \cup C) \setminus ((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C))\)
c) \(A \cup (B \cap C)\)
d) \((A \cup B) \setminus (C \cup (A \cap B))\)
e) \((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)\)
f) \((A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B)\)
b) \((A \cup B \cup C) \setminus ((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C))\)
c) \(A \cup (B \cap C)\)
d) \((A \cup B) \setminus (C \cup (A \cap B))\)
e) \((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)\)
f) \((A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B)\)
Wskazówki:
- Gdy zacieniowane są obszary styku, warto sprawdzić podwójne iloczyny: \(A \cap B\), \(B \cap C\) oraz \(A \cap C\).
- Biała „dziura” wewnątrz zamalowanej figury zazwyczaj oznacza odjęcie (\(\setminus\)) jakiegoś mniejszego podzbioru.
- Zamalowanie całego jednego koła wraz z fragmentem obok można złożyć z sumy (\(\cup\)) tego koła i odpowiedniego przekroju pozostałych kół.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Analiza podpunktu a) – elementy należące do dokładnie dwóch zbiorów:
Zamalowano części wspólne każdej pary kół (\(A \cap B\), \(B \cap C\), \(A \cap C\)), lecz z samego środka wycięto obszar należący jednocześnie do wszystkich trzech kół (\(A \cap B \cap C\)). $$((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)) \setminus (A \cap B \cap C)$$ -
Analiza podpunktu b) – elementy należące wyłącznie do jednego zbioru:
Zamalowano zewnętrzne „płatki” każdego ze zbiorów, co odpowiada sumie wszystkich kół (\(A \cup B \cup C\)) z usunięciem wszelkich obszarów styku dwóch lub trzech zbiorów. $$(A \cup B \cup C) \setminus ((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C))$$ -
Analiza podpunktu c) – całe koło i pojedynczy styk:
Zacieniowano w całości koło \(A\) oraz dodatkowo fragment wspólny pozostałych dwóch kół \(B\) i \(C\). Zapisujemy to jako sumę koła \(A\) i iloczynu \(B \cap C\). $$A \cup (B \cap C)$$ -
Analiza podpunktu d) – różnica symetryczna bez trzeciego zbioru:
Zamalowano wyłącznie fragmenty należące tylko do \(A\) lub tylko do \(B\), z wycięciem koła \(C\) oraz ich wzajemnego przecięcia. $$(A \cup B) \setminus (C \cup (A \cap B))$$ -
Analiza podpunktu e) – elementy należące do co najmniej dwóch zbiorów:
Zamalowano cały wewnętrzny rdzeń tworzony przez przecięcia par kół, włącznie ze środkiem potrójnym. Jest to suma wszystkich dwuelementowych iloczynów. $$(A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)$$ -
Analiza podpunktu f) – suma z wyciętym pojedynczym stykiem:
Zamalowano wszystkie trzy zbiory w całości, za wyjątkiem górnego obszaru wspólnego kół \(A\) i \(B\). $$(A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B)$$
Odpowiedź: a) \(((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)) \setminus (A \cap B \cap C)\), b) \((A \cup B \cup C) \setminus ((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C))\), c) \(A \cup (B \cap C)\), d) \((A \cup B) \setminus (C \cup (A \cap B))\), e) \((A \cap B) \cup (B \cap C) \cup (A \cap C)\), f) \((A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B)\)
Zadanie 4 (3 pkt)
W 32-osobowej klasie każdy uczeń trenuje siatkówkę lub koszykówkę. Wiedząc, że siatkówkę trenuje 20 uczniów, a koszykówkę 18 uczniów, oblicz, ilu uczniów tej klasy trenuje obie te dyscypliny sportowe.
\(6\)
Wskazówki:
- Wprowadź niewiadomą \(x\) oznaczającą liczbę uczniów uprawiających obie dyscypliny i przedstaw liczbę trenujących tylko jedną dyscyplinę na diagramie Venna.
- Możesz również skorzystać bezpośrednio ze wzoru na moc sumy dwóch zbiorów (zasada włączeń i wyłączeń): \(|S \cup K| = |S| + |K| - |S \cap K|\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Sposób I – Rozwiązanie za pomocą diagramu Venna i niewiadomej \(x\):
Oznaczmy przez \(x\) liczbę uczniów, którzy trenują jednocześnie siatkówkę i koszykówkę (część wspólna obu kół).
Wiedząc, że siatkówkę trenuje łącznie 20 uczniów, liczba osób trenujących wyłącznie siatkówkę wynosi: $$20 - x$$ Podobnie, skoro koszykówkę trenuje 18 osób, liczba uczniów grających wyłącznie w koszykówkę jest równa: $$18 - x$$ Poniższy diagram Venna ilustruje ten podział:Ponieważ każdy z 32 uczniów uprawia co najmniej jeden sport, suma uczniów we wszystkich trzech rozłącznych częściach diagramu musi być równa liczebności całej klasy: $$(20 - x) + x + (18 - x) = 32$$ Redukujemy wyrazy podobne: $$20 + 18 - x = 32$$ $$38 - x = 32$$ $$x = 38 - 32 = 6$$ Zatem obie dyscypliny uprawia \(6\) uczniów. -
Sposób II – Rozwiązanie za pomocą rachunku zbiorów (zasada włączeń i wyłączeń):
Oznaczmy:- \(S\) — zbiór uczniów trenujących siatkówkę,
- \(K\) — zbiór uczniów trenujących koszykówkę.
-
Podsumowanie i sprawdzenie:
Obie metody prowadzą do tego samego wyniku. Możemy zweryfikować liczbę uczniów w poszczególnych grupach:- Tylko siatkówka: \(20 - 6 = 14\) uczniów,
- Tylko koszykówka: \(18 - 6 = 12\) uczniów,
- Obie dyscypliny: \(6\) uczniów.
Odpowiedź: \(6\)
Zadanie 5 (3 pkt)
W 35-osobowej klasie muzycznej: 19 uczniów gra na gitarze, 16 gra na pianinie, a 12 gra na perkusji. Wiadomo również, że 9 uczniów gra na gitarze i na pianinie, 6 uczniów gra na gitarze i na perkusji, a 5 uczniów gra na pianinie i na perkusji. Trzech uczniów gra na wszystkich trzech wymienionych instrumentach.
a) Ilu uczniów w tej klasie nie gra na żadnym z tych instrumentów?
b) Ilu uczniów gra wyłącznie na gitarze?
c) Ilu uczniów gra tylko na pianinie i na perkusji?
a) Ilu uczniów w tej klasie nie gra na żadnym z tych instrumentów?
b) Ilu uczniów gra wyłącznie na gitarze?
c) Ilu uczniów gra tylko na pianinie i na perkusji?
a) \(5\)
b) \(7\)
c) \(2\)
b) \(7\)
c) \(2\)
Wskazówki:
- W metodzie z diagramem Venna uzupełnianie pól zawsze rozpoczynaj od samego środka, czyli od części wspólnej wszystkich trzech zbiorów, a następnie odejmuj tę wartość od podwójnych przecięć.
- W metodzie formalnej wykorzystaj zasadę włączeń i wyłączeń dla trzech zbiorów, aby obliczyć liczebność sumy, a następnie dopełnienie do liczby wszystkich uczniów.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Sposób I – Rozwiązanie na podstawie diagramu Venna (od środka do zewnątrz):
Rysujemy trzy przecinające się koła reprezentujące zbiory: \(G\) (grający na gitarze), \(P\) (grający na pianinie) oraz \(K\) (grający na perkusji). Wypełniamy poszczególne rozłączne obszary diagramu w następującej kolejności:- Środek (wszystkie 3 instrumenty): Wpisujemy bezpośrednio daną z zadania: \(3\).
- Tylko dwa instrumenty: Od liczebności par odejmujemy środek:
- Tylko gitara i pianino: \(9 - 3 = 6\)
- Tylko gitara i perkusja: \(6 - 3 = 3\)
- Tylko pianino i perkusja: \(5 - 3 = 2\)
- Tylko jeden instrument: Od całkowitej liczby uczniów grających na danym instrumencie odejmujemy trzy pozostałe części jego koła:
- Tylko gitara: \(19 - (6 + 3 + 3) = 19 - 12 = 7\)
- Tylko pianino: \(16 - (6 + 3 + 2) = 16 - 11 = 5\)
- Tylko perkusja: \(12 - (3 + 3 + 2) = 12 - 8 = 4\)
- Żaden instrument (poza kołami): Sumujemy wszystkich uczniów grających na co najmniej jednym instrumencie: $$7 + 5 + 4 + 6 + 3 + 2 + 3 = 30$$ Od liczby wszystkich osób w klasie odejmujemy tę sumę: $$35 - 30 = 5$$
Odczytujemy bezpośrednio z diagramu:- a) Żadnego instrumentu nie uprawia \(5\) osób.
- b) Tylko na gitarze gra \(7\) osób.
- c) Tylko na pianinie i perkusji grają \(2\) osoby.
-
Sposób II – Rozwiązanie formalne za pomocą rachunku zbiorów:
Oznaczmy:- \(U\) — przestrzeń wszystkich uczniów klasy (\(|U| = 35\)),
- \(G, P, K\) — odpowiednio zbiory osób grających na gitarze, pianinie i perkusji.
Podpunkt a) Liczba osób niegrających na żadnym instrumencie:
Wyznaczamy moc sumy trzech zbiorów ze wzoru włączeń i wyłączeń: $$|G \cup P \cup K| = |G| + |P| + |K| - (|G \cap P| + |G \cap K| + |P \cap K|) + |G \cap P \cap K|$$ Podstawiamy liczby: $$|G \cup P \cup K| = 19 + 16 + 12 - (9 + 6 + 5) + 3 = 47 - 20 + 3 = 30$$ Liczba osób niegrających na żadnym instrumencie to moc dopełnienia tej sumy: $$|(G \cup P \cup K)'| = |U| - |G \cup P \cup K| = 35 - 30 = 5$$
Podpunkt b) Liczba osób grających wyłącznie na gitarze:
Wyznaczamy moc różnicy zbioru \(G\) i sumy pozostałych dwóch zbiorów \(P \cup K\): $$|G \setminus (P \cup K)| = |G| - |G \cap P| - |G \cap K| + |G \cap P \cap K|$$ Podstawiamy wartości: $$|G \setminus (P \cup K)| = 19 - 9 - 6 + 3 = 7$$
Podpunkt c) Liczba osób grających tylko na pianinie i na perkusji:
Odejmujemy od iloczynu zbiorów \(P\) i \(K\) tych uczniów, którzy grają także na gitarze: $$|(P \cap K) \setminus G| = |P \cap K| - |G \cap P \cap K| = 5 - 3 = 2$$
Odpowiedź: a) \(5\), b) \(7\), c) \(2\)
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Wyznacz zbiory \(A \cup B\), \(A \cap B\), \(A - B\) oraz \(B - A\), jeśli:
a) \(A = \{2, 4, 5, 7, 9\}\), \(B = \{1, 2, 7, 8\}\)
b) \(A = \{10, 20, 30, \dots, 100\}\), \(B = \{5, 10, 15, \dots, 105\}\)
c) \(A = \{10, 12, 14, \dots, 50\}\), \(B = \{11, 13, 15, \dots, 49\}\)
d) \(A\) – zbiór cyfr, \(B = \{1, 3, 5, 7, 9, 11, 13\}\)
a) \(A = \{2, 4, 5, 7, 9\}\), \(B = \{1, 2, 7, 8\}\)
b) \(A = \{10, 20, 30, \dots, 100\}\), \(B = \{5, 10, 15, \dots, 105\}\)
c) \(A = \{10, 12, 14, \dots, 50\}\), \(B = \{11, 13, 15, \dots, 49\}\)
d) \(A\) – zbiór cyfr, \(B = \{1, 3, 5, 7, 9, 11, 13\}\)
a) \(A \cup B = \{1, 2, 4, 5, 7, 8, 9\}\), \(A \cap B = \{2, 7\}\), \(A - B = \{4, 5, 9\}\), \(B - A = \{1, 8\}\)
b) \(A \cup B = \{5, 10, 15, \dots, 105\}\), \(A \cap B = \{10, 20, 30, \dots, 100\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{5, 15, 25, \dots, 105\}\)
c) \(A \cup B = \{10, 11, 12, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{10, 12, 14, \dots, 50\}\), \(B - A = \{11, 13, 15, \dots, 49\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13\}\), \(A \cap B = \{1, 3, 5, 7, 9\}\), \(A - B = \{0, 2, 4, 6, 8\}\), \(B - A = \{11, 13\}\)
b) \(A \cup B = \{5, 10, 15, \dots, 105\}\), \(A \cap B = \{10, 20, 30, \dots, 100\}\), \(A - B = \emptyset\), \(B - A = \{5, 15, 25, \dots, 105\}\)
c) \(A \cup B = \{10, 11, 12, \dots, 50\}\), \(A \cap B = \emptyset\), \(A - B = \{10, 12, 14, \dots, 50\}\), \(B - A = \{11, 13, 15, \dots, 49\}\)
d) \(A \cup B = \{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 13\}\), \(A \cap B = \{1, 3, 5, 7, 9\}\), \(A - B = \{0, 2, 4, 6, 8\}\), \(B - A = \{11, 13\}\)
Zadanie 2 (3 pkt)
Przyjmijmy następujące oznaczenia:
\(T\) – zbiór wszystkich trójkątów
\(R\) – zbiór trójkątów równoramiennych
\(B\) – zbiór trójkątów równobocznych
\(P\) – zbiór trójkątów prostokątnych
\(R\) – zbiór trójkątów równoramiennych
\(B\) – zbiór trójkątów równobocznych
\(P\) – zbiór trójkątów prostokątnych
Które z poniższych zdań są fałszywe?
a) \(B \cap R = B\)
b) \(B \cap P = \emptyset\)
c) \(R \cup B = B\)
d) \(P - T = P\)
e) \(B \subset T\)
f) \(T \subset R\)
Zdania fałszywe to: c), d), f).
Zadanie 3 (3 pkt)
Na poniższych diagramach Venna zilustrowano nietypowe konfiguracje działań na zbiorach \(A\), \(B\) i \(C\). Zapisz operacje prowadzące do zacieniowanych zbiorów za pomocą symboli: \(\cap\), \(\cup\), \(\setminus\) oraz oznaczeń \(A, B, C\).
a) \(C \cup ((A \cup B) \setminus (A \cap B))\)
b) \((A \cap (B \cup C)) \setminus (B \cap C)\)
c) \((A \cup B) \setminus ((A \cap B) \cup C)\)
d) \((A \cap B) \cup C\)
e) \((A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B \cap C)\)
f) \((A \cup C) \setminus B\)
b) \((A \cap (B \cup C)) \setminus (B \cap C)\)
c) \((A \cup B) \setminus ((A \cap B) \cup C)\)
d) \((A \cap B) \cup C\)
e) \((A \cup B \cup C) \setminus (A \cap B \cap C)\)
f) \((A \cup C) \setminus B\)
Zadanie 4 (3 pkt)
Na półce w bibliotece znajduje się 40 książek i każda z nich to kryminał lub książka w twardej oprawie. Wiadomo, że kryminałów jest 28, a książek w twardej oprawie jest 25. Oblicz, ile kryminałów w twardej oprawie stoi na tej półce.
\(13\)
Zadanie 5 (3 pkt)
W 40-osobowym klubie czytelniczym: 25 osób czyta powieści kryminalne, 18 osób czyta literaturę fantastyczną, a 15 osób czyta książki historyczne. Wiadomo również, że 10 osób czyta kryminały i fantastykę, 8 osób czyta kryminały i książki historyczne, a 6 osób czyta fantastykę i książki historyczne. Cztery osoby z tego klubu czytają książki ze wszystkich trzech wymienionych gatunków.
a) Ile osób w klubie nie czyta książek z żadnego z tych trzech gatunków?
b) Ile osób czyta wyłącznie powieści kryminalne?
c) Ile osób czyta tylko literaturę fantastyczną i książki historyczne?
a) Ile osób w klubie nie czyta książek z żadnego z tych trzech gatunków?
b) Ile osób czyta wyłącznie powieści kryminalne?
c) Ile osób czyta tylko literaturę fantastyczną i książki historyczne?
a) \(2\)
b) \(11\)
c) \(2\)
b) \(11\)
c) \(2\)
