المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24

التمييز بين الأسهم و حصص التأسيس
30-9-2018
الإنذار والتبشير في القران
2023-08-24
حذف Elimination
6-11-2015
Elliptic Pseudoprime
23-1-2021
من فضائل علي عليه السلام عزل به جماعة.
8-5-2022
الحقوق في العصور القديمة وإعلانات الحقوق
22-10-2015

THE ALGEBRA OF SETS-The number of elements in a set  
  
827   02:21 مساءً   date: 12-1-2017
Author : J. ELDON WHITESITT
Book or Source : BOOLEAN ALGEBRA AND ITS APPLICATIONS
Page and Part : 20-24

A number of applications of the algebra of sets, particularly in probability theory, depend upon the number of elements in a set. We will denote the number of elements in a set X by n(X).

Suppose that for two sets A and B we know that n(A) = 50 and n(B) = 100. What can be said concerning n(A + B) and n(AB)? It is apparent that if A and B have no elements in common, n(A + B) = 150 and n(AB) = 0. In the general case, we can say only that 100 ≦ n(A + B) ≦150, where n(A + B) = 100 if and only if A ⊆B. Like- wise, 0≦n(AB) ≦ 50, where n(AB) = 50 only in the case A ⊆ B.

In general, if X and Y have no elements in common, we say that X and Y are disjoint sets and the formula n(A + B) = n(A) + n(B) holds. In all cases the following theorem holds.

THEOREM 1. If X and Y are any two sets, then

                                n(X + Y) = n(X) + n(Y) - n(XY).

Proof. Since XY and XY' are disjoint sets and X = XY+ XY', it follows that n(X) = n(XY) + n(XY'). Similarly, n(Y) = n(XY) + n(X'Y). Adding these two equations, we obtain n(X) +n(Y) = n(XY')  + n(X'Y) + 2n(XY), or n(XY') + n(X'Y) = n(X) +n(Y) - 2n(XY).

Next we note that XY', X'Y, and XY are disjoint sets, and

X+Y=X(Y+Y')+Y(X+X') =XY+XY'-' XY+X'Y = XY+XY'+X'Y.

Hence n(X + Y) = n(XY) + n(XY') + n(X'Y) and, substituting from above, n(X + Y) = n(X) + n(Y) - n(XY), which completes the proof.

COROLLARY.

n(X + Y + Z) = n(X) + n(Y) + n(Z) - n(XY) - n(XZ) - n(YZ) + n(XYZ)

for any three sets X, Y, and Z.

The results of the theorem and corollary could be extended to include the case of four or more sets, but the resulting formulas become increase ingly unwieldy. As an exercise, the student should attempt to write the general formula which holds for m sets. This formula is not often used,  although the generalization of the method used in the first line of the proof of Theorem 1 is of considerable use in probability, as we shall see. This generalization is given in the following theorem:

THEOREM 2. If Y1, Y2, ... , Ym are arbitrary sets which are mutually

disjoint and have the property that Y1 + Y2 + ……..+ Ym = 1, then for any set X, n(X) = n(XY1) + n(XY2) + …….+ n(XYm).

Proof. X=X(1)=X(YI+Y2+...+Ym) =XY1+XY2+...+ X Ym where the sets XY1, XY2, ... , X Ym are mutually disjoint.

From this the theorem follows.

ExAMPLE 1. (Taken from the Joint Associateship Examination for Actuaries,  1935, Part 5, question 9B.) Certain data obtained from a study of a group of 1000 employees in a cotton mill, as to their race, sex, and marital status, were unofficially reported as follows: 525 colored lives; 312 male lives; 470 married lives; 42 colored males; 147 married colored; 86 married males; 25 married colored males. Test this classification to determine whether the numbers reported in the various groups are consistent.

Solution. Let C be colored lives, Al be male lives, M' be married lives. Then

n(C + M + W) = n(C) + n(M) + n(W) - n(CM) - n(MW) - n(CW) + n(CMW)

                         = 525 + 312 + 470 - 42 - 86 - 147 + 25

                              = 1057.

The conclusion is that the data are inconsistent, since the data referred to only 1000 employees.

Of course, in this example, it is possible that this check might have given a number less than 1000 even though the data were inconsistent.

(See Problem 3 below.) In such a case, and in fact in any problem where the number of elements in two or more sets and their intersections are of interest, it is helpful to draw an appropriate Venn diagram and fill in the number of elements in each of the disjoint sets represented in the diagram.

EXAMPLE 2. The following information is given concerning the number of elements in the subsets A, B, C of a certain set with 200 elements: n(A) = 70,

n(B) = 120, n(C) = 90, n(AB) = 50, n(AC) = 30, n(BC) = 40, and n(ABC)  = 20. Find (a) n(A + B), (b) n(A + B + C), (c) n(A'BC), and (d) n(AB'C').

FiG. 1-1. Numbered Venn diagrams for Example 2.

Solution. The appropriate Venn diagram is given in Fig. 1-1. First, each of the regions in the diagram is labeled appropriately. Next, beginning with region

ABC, the correct number of elements is filled in. Here the number is given as 20.

Now the fact that n(ABC') = 30 is determined by subtracting n(ABC) from n(AB), since n(AB) = n(ABC) + n(ABC'). By continuing in this way, the number in each region is easily determined. If the data are inconsistent, the computed number of elements in some region will be negative, indicating that the given figures cannot be correct. If no inconsistency is present, any problem related to the diagram can be solved by inspection. The answers required in this example are: (a) 140, (b) 180, (c) 20, and (d) 10.

 

 




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.