۱- با توجه به نمودار مقابل، دلیل درستی یا نادرستی عبارتهای زیر را مشخص کنید:
$A \not\subseteq C$ , $B \subseteq A$ , $C \not\subseteq A$ , $A \subseteq B$ , $B \subseteq C$ , $\emptyset \subseteq A$
پاسخ تشریحی:
نمودار ون نشان میدهد که مجموعهی A به طور کامل درون مجموعهی B، و مجموعهی B به طور کامل درون مجموعهی C قرار دارد. این یعنی هر عضو A عضوی از B هم هست ($A \subseteq B$) و هر عضو B عضوی از C هم هست ($B \subseteq C$). در نتیجه، هر عضو A عضوی از C نیز میباشد ($A \subseteq C$).
* **$A \subseteq B$ (درست):** زیرا دایرهی A کاملاً داخل دایرهی B است.
* **$B \subseteq C$ (درست):** زیرا دایرهی B کاملاً داخل دایرهی C است.
* **$B \subseteq A$ (نادرست):** زیرا دایرهی B بزرگتر از A است و شامل آن میشود، اما داخل آن نیست. قسمتهایی از B وجود دارد که در A نیست.
* **$A \not\subseteq C$ (نادرست):** این عبارت ادعا میکند A زیرمجموعه C نیست. اما چون A داخل B و B داخل C است، پس A کاملاً داخل C قرار دارد. بنابراین $A \subseteq C$ درست است.
* **$C \not\subseteq A$ (درست):** زیرا دایرهی C بزرگترین دایره است و A را در بر میگیرد. قسمتهای زیادی از C وجود دارد که در A نیست.
* **$\emptyset \subseteq A$ (درست):** این یک قانون کلی در ریاضیات است. مجموعهی تهی ($ \emptyset $) زیرمجموعهی هر مجموعهای محسوب میشود.
۲- مجموعههای A و B و C را در نظر بگیرید؛ سپس درستی یا نادرستی عبارتهای زیر را مشخص کنید (با ذکر دلیل):
$A = \{۱,۳,۴,۶\}$ , $B = \{۵,۱,۳\}$ , $C = \{۲,۵,۱,۳,۶\}$
$B \not\subseteq A$ , $۳ \subseteq B$ , $A \subseteq B$ , $B \subseteq C$ , $A \not\subseteq C$ , $۲ \in A$
$\{۱,۴\} \in A$ , $۶ \notin A$ , $\{۵,۶\} \subseteq C$ , $۵ \in C$ , $\emptyset \subseteq A$
پاسخ تشریحی:
برای بررسی هر عبارت، از تعاریف «عضو بودن» ($ \in $) و «زیرمجموعه بودن» ($ \subseteq $) استفاده میکنیم.
* **$۲ \in A$ (نادرست):** عدد ۲ در فهرست اعضای مجموعهی A وجود ندارد.
* **$A \not\subseteq C$ (درست):** یعنی A زیرمجموعهی C نیست. این درست است، زیرا عضو ۴ در A هست ولی در C نیست.
* **$B \subseteq C$ (درست):** تمام اعضای B ($۱, ۳, ۵$) در مجموعهی C نیز وجود دارند.
* **$A \subseteq B$ (نادرست):** اعضای ۴ و ۶ در A هستند ولی در B نیستند.
* **$۳ \subseteq B$ (نادرست):** این یک خطای نوشتاری است. نماد $ \subseteq $ برای مقایسهی دو مجموعه به کار میرود. ۳ یک عدد (عضو) است، نه یک مجموعه. عبارت درست میتوانست $۳ \in B$ یا $ \{۳\} \subseteq B $ باشد.
* **$B \not\subseteq A$ (درست):** یعنی B زیرمجموعهی A نیست. این درست است، زیرا عضو ۵ در B هست ولی در A نیست.
* **$۵ \in C$ (درست):** عدد ۵ در فهرست اعضای مجموعهی C وجود دارد.
* **$\{۵,۶\} \subseteq C$ (درست):** هم عضو ۵ و هم عضو ۶ در مجموعهی C وجود دارند.
* **$۶ \notin A$ (نادرست):** یعنی ۶ عضو A نیست. این نادرست است، زیرا عدد ۶ در فهرست اعضای A وجود دارد.
* **$\{۱,۴\} \in A$ (نادرست):** این عبارت یعنی «مجموعهی $ \{۱,۴\} $» خودش یکی از اعضای A است. اعضای A اعداد هستند، نه مجموعه. عبارت درست $ \{۱,۴\} \subseteq A $ است.
* **$\emptyset \subseteq A$ (درست):** مجموعهی تهی زیرمجموعهی تمام مجموعهها است.
۳- همهی زیرمجموعههای $A = \{a,b,c\}$ در زیر نوشته شده است :
$\emptyset, \{a\}, \{b\}, \{c\}, \{a,b\}, \{a,c\}, \{b,c\}, \{a,b,c\}$
مانند نمونه، تمام زیرمجموعههای هر یک از مجموعههای زیر را بنویسید :
الف) مجموعهی عددهای طبیعی بین ۹ و ۱۲
ب) $\{a,b,c,d\}$
پاسخ تشریحی:
یک قانون مهم: اگر یک مجموعه $n$ عضو داشته باشد، تعداد کل زیرمجموعههای آن برابر با $2^n$ است.
**الف) مجموعهی عددهای طبیعی بین ۹ و ۱۲**
ابتدا خود مجموعه را مشخص میکنیم. اعداد طبیعی بین ۹ و ۱۲ شامل ۱۰ و ۱۱ هستند. پس مجموعه ما $ M = \{10, 11\} $ است.
این مجموعه ۲ عضو دارد ($n=2$)، پس باید $2^2 = 4$ زیرمجموعه داشته باشد.
زیرمجموعهها عبارتند از:
* زیرمجموعهی صفرعضوی (تهی): $ \emptyset $
* زیرمجموعههای یکعضوی: $ \{10\} $, $ \{11\} $
* زیرمجموعهی دوعضوی (خود مجموعه): $ \{10, 11\} $
لیست کامل: $ \emptyset, \{10\}, \{11\}, \{10, 11\} $
**ب) $ \{a,b,c,d\} $**
این مجموعه ۴ عضو دارد ($n=4$)، پس باید $2^4 = 16$ زیرمجموعه داشته باشد. برای اینکه چیزی از قلم نیفتد، آنها را بر اساس تعداد اعضا مینویسیم:
* **زیرمجموعهی صفرعضوی (۱ عدد):**
$ \emptyset $
* **زیرمجموعههای یکعضوی (۴ عدد):**
$ \{a\}, \{b\}, \{c\}, \{d\} $
* **زیرمجموعههای دوعضوی (۶ عدد):**
$ \{a,b\}, \{a,c\}, \{a,d\}, \{b,c\}, \{b,d\}, \{c,d\} $
* **زیرمجموعههای سهعضوی (۴ عدد):**
$ \{a,b,c\}, \{a,b,d\}, \{a,c,d\}, \{b,c,d\} $
* **زیرمجموعهی چهارعضوی (۱ عدد):**
$ \{a,b,c,d\} $