به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
476 بازدید
در دبیرستان توسط Sina_salehi (9 امتیاز) 1 نشانه گذاری شده
ویرایش شده توسط AmirHosein

برای هر سه مجموعهٔ دلخواه و ناتهیِ $A$ و $B$ و $C$، رابطه زیر را اثبات کنید. $$A-(B-C)=(A-B)-C\Rightarrow A\cap C=\emptyset$$

مرجع: فصل اول کتاب آمار و احتمال پایهٔ یازدهم
توسط حسن کفاش امیری (3,252 امتیاز)
به نظرم نمودار ون سه مجموعه دلخواه بهترین است چون اختلاف دو طرف تساوی در A اشتراک C  می باشه که سمت چپ تساوی بدون هاشور و سمت راست با هاشور است واضح است که در حالت کلی تساوی بر قرار نیست به جزء اینکه اشتراک تهی باشه.

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط AmirHosein (19,733 امتیاز)

با فرض خلف اثبات می‌کنیم. فرض کنید رابطهٔ سمت چپ برقرار است ولی $A\cap C\neq\emptyset$. پس باید عضوی در این اشتراک وجود داشته باشد. آن را $a$ بنامید. داریم $a\in A$ و $a\in C$. نشان می‌دهیم که این با رابطهٔ سمت چپ در تناقض است. رابطهٔ سمت چپ چه می‌گوید؟ می‌گوید مجموعهٔ $A-(B-C)$ با مجموعهٔ $(A-B)-C$ یکسان است. پس هر عضوی در یکی، باید در دیگری هم باشد. عضوهای $B-C$ چیزهایی هستند که همزمان در دو شرط صدق کنند، یکی $x\in B$ و دیگری $x\not\in C$. ولی چون $a\in C$ بود پس در شرط‌های عضویت برای $B-C$ صدق نمی‌کند (شرط دومش) و در نتیجه در آن نیست. عضوهای $A-(B-C)$ چیزهایی هستند که در $A$ باشند ولی در $B-C$ نباشند. خب $a$ در $A$ بود و نشان دادیم که در $B-C$ نیست، پس ثابت شد که $a\in A-(B-C)$. اما به روش مشابه می‌توانید نشان دهید که $a\not\in (A-B)-C$. چرا؟ خیلی ساده، چون عضوهای $(A-B)-C$ باید در دو شرط صدق کنند یعنی عضو $A-B$ باشند ولی عضو $C$ نباشند. بدون نیاز به بررسیِ اینکه آیا $a$ به $A-B$ تعلق دارد یا خیر، چون در $C$ بود پس در شرط دوم صدق نمی‌کند و این عضو نبودنش را نشان می‌دهد. پس نشان دادیم که ناتهی‌بودنِ $A\cap C$ باعث می‌شود که بتوان عضو یا عضوهایی در $A-(B-C)$ بتوان یافت که در $(A-B)-C$ نباشند و این در تضاد با برابریِ این دو مجموعه است. پس فرض خلف باطل و از آنجا حکم اصلی ثابت می‌شود.

برای خواننده‌های علاقه‌مندتر؛ ما در اینجا ثابت کردیم که تمامِ $A\cap C$ در واقع در داخلِ تفاضلِ

$$\Big(A-(B-C)\Big)-\Big((A-B)-C\Big)$$

است. دو مجموعه زمانی برابر هستند که تفاضلشان از هر دو سمت برابر با تهی شود. مجموعهٔ تهی نیز نمی‌تواند زیرمجموعه‌ای ناتهی داشته‌باشد.

یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...