اصل شمول و عدم شمول (تعریف)

آخرین ویرایش: 06 اسفند 1402
دسته‌بندی: ترکیبیات (ابزارهای شمارشی)
امتیاز:

اصل شمول و عدم شمول برای دو مجموعه

اگر A یک مجموعه متناهی باشد، تعداد عضوهای مجموعه A را با A یا nA نشان می‌دهیم.

با توجه به نمودار ون نتیجه می‌گیریم، اگر A1 و A2 دو مجموعه متناهی باشند، رابطه زیر برقرار می‌باشد:

اصل شمول و عدم شمول - پیمان گردلو

A1∪A2=A1+A2−A1∩A2

تذکر

در شمارش اعضای A1∪A2 ابتدا همه اعضای A1 و A2 را به‌حساب می‌آوریم .(اصل شمول) 

اما در این‌صورت اعضای A1∩A2 دو بار به‌حساب می‌آیند که آنها را یک بار از شمارش خارج می‌کنیم. (عدم شمول) 

قضیه

تعداد اعضایی از S که نه به A1 و نه به A2 متعلق هستند، از فرمول زیر به‌دست می‌آید:  

A¯1∩A¯2=S−A1+A2−A1∩A2

اثبات

A1∪A2¯=A¯1∩A¯2A1∪A2¯=S−(A1∪A2)

A¯1∩A¯2=S−A1∪A2

A¯1∩A¯2=A1∪A2¯=S−A1∪A2=S−A1+A2−A1∩A2

نکته

A−B=A∩B¯=A−A∩B

B−A=B∩A¯=B−A∩B

تمرین

از دانش آموزان دو كلاس روی هم 72 نفر در درس رياضی، 67 نفر در درس فیزیک و 65 نفر در هر دو درس قبول شده‌اند، اگر 5 نفر در هر دو درس مردود شده باشند، دو كلاس روی هم چند دانش آموز دارد؟

:A مجموعه دانش آموزان  قبول شده در درس ریاضی


:B مجموعه دانش آموزان  قبول شده در درس فیزیک


:A∩Bمجموعه دانش آموزان  قبول شده در هر دو درس


:A¯∩B¯ مجموعه دانش آموزانی که در هر دو درس مردود شده‌اند


A=72B=67A∩B=65A¯∩B¯=5


A∪B=A+B−A∩B=72+67-65=74


S را مجموعه دانش آموزان دو كلاس می‌ناميم، بنابراين:

S=A∪B+A∪B¯=A∪B+A¯∩B¯=74+5=79

دریافت مثال

اصل شمول و عدم شمول برای سه مجموعه

اصل شمول و عدم شمول در مورد سه مجموعه متناهی A3  ,  A2  ,  A1 با توجه به نمودار ون به‌صورت زیر است:

اصل شمول و عدم شمول - پیمان گردلو

A1∪A2∪A3=A1+A2+A3−A1∩A2−A1∩A3                                         −A2∩A3+A1∩A2∩A3

نکته

تعداد اعضایی از S که نه به A1 و نه به A2 و نه به A3  متعلق هستند، از فرمول زیر به‌دست می‌آید:  

A¯1∩A¯2∩A¯3=A1∪A2∪A3¯=S−A1∪A2∪A3

=S−A1−A2−A3+A1∩A2+A1∩A3+A2∩A3−A1∩A2∩A3

تمرین

مطلوب است تعداد اعداد كمتر از 100 كه بر 2 یا 3 یا 5 بخش پذيرند.

A1∪A2∪A3

=A1+A2+A3−A1∩A2−A1∩A3−A2∩A3+A1∩A2∩A3

=992+993+995−993×2−992×5−993×5+992×3×5

دریافت مثال

اصل شمول و عدم شمول برایnمجموعه 

اصل شمول و عدم شمول در مورد n مجموعه متناهی An, .... ,  A2  ,  A1 به‌صورت زیر است:

A1∪A2∪⋯∪An

=A1+A2+⋯+An−A1∩A2+⋯+An−1∩An

       +A1∩A2∩A3+⋯+An−2∩An−1∩An

                                         ⋮                                         ⋮

+-1n+1A1∩A2∩⋯∩An

  • تعداد جملات پرانتز اول n1، تعداد جملات پرانتز دوم n2 و .... و تعداد جملات nام nn می‌باشد.
  • به زبان ساده‌تر اگر فرض کنیم Sk به‌معنی مجموع تعداد اعضای تمام اشتراک‌های k تایی از بین An  ,  ...  ,  A2  ,  A1 باشد، آن‌گاه:

A1∪A2∪⋯∪An=S1−S2+⋯+(−1)k+1Sk+⋯+(−1)nSn

نکته

صورت کاربردی اصل شمول و عدم شمول برای n مجموعه

فرض کنید A مجموعه‌ای متناهی و دلخواه باشد و An  ,  ...  ,  A2  ,  A1 به‌ترتیب شامل آن اعضایی از A باشند که دارای خاصیت mn  ,  ..  ,  m1 باشد.   

mn  ,  ..  ,  m1 خاصیت‌هایی در مورد اعضای A هستند و اگر A¯i نشان دهنده اعضایی از A است که خاصیت mi را ندارند، در این‌صورت:  

A¯1∩A¯2∩⋯∩An¯=A−S1+S2+⋯+(−1)kSk+⋯+(−1)nSn

دریافت مثال

خرید پاسخ‌ها

اصل شمول و عدم شمول (تعریف)

9,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید