(A ∪ B) ∩ (A ∪ B) と等価な集合はどれか。ここで、∪ は和集合、∩ は積集合、X は X の補集合を表す。
ア (A ∪ B) ∩ (A ∪ B)
イ (A ∪ B) ∩ (A ∪ B)
ウ (A ∩ B) ∪ (A ∩ B)
エ (A ∩ B) ∩ (A ∪ B)
ア
ド・モルガンの法則により
A ∩ B = A ∪ B や A ∪ B = A ∩ B であることを活用する。
(A ∪ B) ∩ (A ∪ B)
= (A ∪ B) ∪ (A ∪ B)
= (A ∩ B) ∪ (A ∩ B)
= (A ∩ B) ∪ (A ∩ B)
ここで、(A ∩ B) を X とおくと、分配法則より
= (A ∩ B) ∪ X
= (A ∪ X) ∩ (B ∪ X)
= (A ∪ (A ∩ B)) ∩(B ∪ (A ∩ B))
= ((A ∪ A) ∩ (A ∪ B)) ∩ ((B ∪ A) ∩ (B ∪ B))
= (A ∪ B) ∩ (B ∪ A)
= (A ∪ B) ∩ (A ∪ B)
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