Vennovy diagramy pro 2 množiny

Vennovy diagramy pro 2 množiny

Ve třídě je 28 žáků. Na fotbal chodí 15 z nich, na plavání 12 a do obou kroužků 5. Kolik žáků nechodí do žádného?

Když sečteš 15 + 12, vyjde 27. Zdá se, že jen jeden žák nechodí nikam. Ale to je špatně! Pět žáků chodí do obou kroužků, a tak jsme je započítali dvakrát. Právě tady pomůže obrázek, který v 19. století vymyslel anglický matematik John Venn.


Obsah


Jak vypadá Vennův diagram

  • Obdélník představuje základní množinu U — všechno, o čem mluvíme (například všechny žáky třídy).
  • Každá množina je kruh uvnitř obdélníku.
  • Kruhy se překrývají. V překryvu jsou prvky, které patří do obou množin.

Čtyři části diagramu

Dva kruhy rozdělí obdélník na čtyři části:

Vennův diagram pro dvě množiny s očíslovanými částmi 1 až 4
ČástKdo v ní jeZápis
1jen v AA − B
2v A i v BA ∩ B
3jen v BB − A
4ani v A, ani v B(A ∪ B)′

Každý prvek základní množiny leží v právě jedné z těchto čtyř částí. To je celé tajemství Vennových diagramů.


Operace v diagramu

Každou operaci umíme ukázat vybarvením některých částí:

MnožinaVybarvené části
A1, 2
A ∩ B2
A ∪ B1, 2, 3
A − B1
A′3, 4
(A ∪ B)′4
(A ∩ B)′1, 3, 4

Jak vybarvit složený výraz

U složeného výrazu nehádej tvar. Projdi všechny čtyři části a u každé se zeptej, zda do množiny patří.

Řešený příklad 1

Vybarvi množinu A′ ∩ B.

  1. A′ ∩ B tvoří prvky, které nejsou v A a jsou v B.
  2. Část 1 (jen A): je v A → nepatří.
  3. Část 2 (A i B): je v A → nepatří.
  4. Část 3 (jen B): není v A a je v B → patří.
  5. Část 4 (mimo): není v B → nepatří.
  6. Vybarvíme jen část 3. A′ ∩ B je totéž co B − A.

Počet prvků sjednocení

Počet prvků množiny A zapisujeme |A|. Pro dvě množiny platí:

|A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|

Proč minus? Prvky průniku jsou započítané v |A| i v |B|, tedy dvakrát. Jednou je proto odečteme.


Slovní úlohy krok za krokem

Vraťme se k úloze ze začátku: 28 žáků, fotbal 15, plavání 12, obojí 5.

Postup: vyplňuj diagram od středu.
  1. Střed (obojí): 5 žáků.
  2. Jen fotbal: 15 − 5 = 10. (Z 15 fotbalistů je 5 i plavců.)
  3. Jen plavání: 12 − 5 = 7.
  4. Alespoň jeden kroužek: 10 + 5 + 7 = 22. Stejně podle vzorce: 15 + 12 − 5 = 22.
  5. Žádný kroužek: 28 − 22 = 6 žáků.
Vennův diagram s počty žáků: jen fotbal 10, oba kroužky 5, jen plavání 7, mimo 6

💡 Kontrola: všechna čtyři čísla v diagramu musí dát dohromady počet všech žáků. 10 + 5 + 7 + 6 = 28 ✓.

Řešený příklad 2

V anketě odpovědělo 40 rodin. Psa má 18 rodin, kočku 14 rodin a 15 rodin nemá ani psa, ani kočku. Kolik rodin má psa i kočku?

  1. Alespoň jedno zvíře má 40 − 15 = 25 rodin. To je |A ∪ B|.
  2. Podle vzorce 25 = 18 + 14 − |A ∩ B|.
  3. |A ∩ B| = 18 + 14 − 25 = 7 rodin.
  4. Kontrola: jen pes 18 − 7 = 11, jen kočka 14 − 7 = 7, obojí 7, nic 15. Celkem 11 + 7 + 7 + 15 = 40 ✓.

Nejčastější chyby

  • Sčítání bez odečtení průniku: 15 + 12 není počet žáků v kroužcích, průnik je tam dvakrát.
  • „15 na fotbal“ jako „jen fotbal“: číslo 15 zahrnuje i ty, kdo chodí také na plavání.
  • Zapomenutá část mimo kruhy: ne každý prvek U musí být v některé množině.
  • Vyplňování zvenku: začni vždy průnikem, potom „jen A“ a „jen B“.

Ve zkratce

  • Obdélník = základní množina U, kruhy = množiny.
  • Dva kruhy tvoří 4 části: jen A, A i B, jen B, mimo.
  • Při vybarvování projdi každou část a rozhodni, zda patří do množiny.
  • |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|.
  • Slovní úlohy: vyplňuj od středu, nakonec zkontroluj součet.

Zkus si sám

  1. Které části (1–4) vybarvíš pro množinu A ∪ B′?
  2. |A| = 20, |B| = 13, |A ∩ B| = 6. Kolik je |A ∪ B|?
  3. Ve třídě je 30 žáků. Angličtinu se učí 24, němčinu 11 a oba jazyky 8. Kolik žáků se neučí ani jeden z těchto jazyků?
  4. Na výletě bylo 35 žáků. Zmrzlinu si koupilo 20, limonádu 18 a nic z toho si nekoupilo 5. Kolik žáků si koupilo zmrzlinu i limonádu?

Řešení

  1. Části 1, 2 (jsou v A) a část 4 (není v B). Celkem části 1, 2, 4 — všechno kromě „jen B“.
  2. |A ∪ B| = 20 + 13 − 6 = 27.
  3. Alespoň jeden jazyk: 24 + 11 − 8 = 27. Žádný: 30 − 27 = 3 žáci.
  4. Alespoň jedno: 35 − 5 = 30. Obojí: 20 + 18 − 30 = 8 žáků.

Procvič si

👉 Další článek: Vennovy diagramy pro 3 množiny