やっぱ、ジェットコースターっしょ！【ベン図より便利!!「3つの集合」問題をカルノー図でサクッと解く】

2022年8月30日2023年1月31日SPI能力検査（非言語分野）,集合と論理3つの集合問題をカルノー図で解く,SPI能力検査(非言語分野)

「3つの集合問題は」カルノー図しか勝たん！

ベン図を用いて「3つの集合」問題を解くのは結構大変。
なぜなら、円形の集合が重なることによって、部分集合が8つもできるからです。
そこで、横3本、縦5本の線を引いて作る「カルノー図」での解法を提案します。
立式まで覚えてしまえば、ベン図よりかなり楽にサクサク解けるようになりますよ。

カルノー図？なにそれ？という方に

問題それぞれでは、集合とカルノー図との関係をあまり詳しく書いていません。
まずはこちらの記事をお読みになって、カルノー図が3つの集合をいかに簡単に整理しているかを体感してください。

解法

全体集合(調査人数)を集合\( \ \mathrm{U} \ \),
『条件\( \ \mathrm{X} \ \)(ジェットコースター)』を集合\( \ \mathrm{X} \ \),
『条件\( \ \mathrm{Y} \ \)(コーヒーカップ)』を集合\( \ \mathrm{Y} \ \),
『条件\( \ \mathrm{Z} \ \)(メリーゴーランド)』を集合\( \ \mathrm{Z} \ \)とする.

3つの集合をベン図で表すと以下の図のとおり。
横3本,縦5本の線で以下のような「カルノー図」を作成する.
（ベン図とカルノー図に示す記号\( \ a \ \)〜\( \ h \ \)は、それぞれ対応している）


ジェットコースターだけを選んだ人を\( \ x \ \)人とする。

	$$\mathrm{XY}$$	$$\mathrm{X}\overline{\mathrm{Y}}$$	$$\overline{\mathrm{X}}\mathrm{Y}$$	$$\overline{\mathrm{XY}}$$
$$\mathrm{Z}$$	\( \ a \ \)	\( \ b \ \)	\( \ c \ \)	\( \ d \ \)
	$$1$$	$$3$$	$$4$$
$$\overline{\mathrm{Z}}$$	\( \ e \ \)	\( \ f \ \)	\( \ g \ \)	\( \ h \ \)
		$$x$$		$$0$$

\begin{eqnarray} \left\{ \begin{array}{l} \mathrm{U} = 40\\ \mathrm{X} =20 \\\mathrm{Y} = 13\\\mathrm{Z} =18 \end{array} \right. \end{eqnarray}

\begin{eqnarray} \left\{ \begin{array}{l} \mathrm{X}+\mathrm{Y}+\mathrm{Z} =3a+2\left( b+c+e\right)+\left( d+f+g\right)=51 \\ \mathrm{X}\cup\mathrm{Y}\cup\mathrm{Z}=a+\left( b+c+e\right) + \left( d+f+g\right) =40 \end{array} \right. \end{eqnarray}

特に, \( \ \alpha=b+c+e \ \), \( \ \beta=d+f+g \ \) とする.
\begin{eqnarray} \left\{ \begin{array}{l} 3a+2\alpha+\beta =51 \quad \cdots \ ① \\ a+\alpha+\beta =40 \quad \cdots \ ② \end{array} \right. \end{eqnarray} ①-②より
$$\begin{align}2a+\alpha=&11 \\\\ 2+\alpha=&11 \\\\ \alpha=&11 \end{align}$$
$$\begin{align}\alpha=&b+c+e=9 \\\\ &3+4+e=9 \\\\ e=&2 \end{align}$$ さらに
$$\begin{align}\mathrm{X}=&a+b+e+f=20 \\\\ &1+3+2+x=20 \\\\ x=&14 \end{align}$$

こたえ

\( \ 14 \ \)人

ほかの問題にもチャレンジ！

2022年現在、「3つの集合」問題は、全部で16問あります。
以下の一覧ページから、ほかの問題ページに飛んで、軽々解けるようになるまで練習してみてください。

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この記事のタイトルは『やっぱ、ジェットコースターっしょ！』です。