Mengendiagramme mit drei Mengen

Mengendiagramme mit drei Mengen

In einem Jahrgang lernen die Schülerinnen und Schüler Englisch, Französisch und Spanisch. Manche lernen eine Sprache, manche zwei und manche alle drei. Die Lehrerin möchte wissen, wie viele keine davon lernen. Bei drei Mengen kommt man schnell durcheinander. Ein Mengendiagramm hilft dir, alles so zu ordnen, dass niemand doppelt gezählt wird.


Inhalt


Die acht Teile des Diagramms

Drei Kreise teilen das Rechteck U in acht Teile:

Mengendiagramm für drei Mengen A, B, C mit nummerierten Teilen 1 bis 8
TeilWer liegt darin
1nur in A
2nur in B
4nur in C
3in A und B, aber nicht in C
5in A und C, aber nicht in B
6in B und C, aber nicht in A
7in allen drei — A ∩ B ∩ C
8außerhalb aller Kreise

💡 Warum genau acht? Jedes Element „entscheidet“ dreimal: In A oder nicht? In B? In C? Das sind 2 · 2 · 2 = 8 Möglichkeiten. Bei zwei Mengen waren es 2 · 2 = 4.


Ausdrücke färben

Das Vorgehen ist wie bei zwei Mengen: Geh alle acht Teile durch und entscheide bei jedem, ob er zur Menge gehört.

Beispiel 1

Färbe die Menge A ∖ (B ∪ C).

  1. Der Ausdruck bedeutet: Elemente von A, die weder in B noch in C liegen.
  2. Von den Teilen des Kreises A (1, 3, 5, 7) werfen wir die hinaus, die auch in B oder C liegen (3, 5, 7).
  3. Übrig bleibt nur Teil 1.
Mengendiagramm: Nur der Teil von Kreis A außerhalb der Kreise B und C ist gefärbt

Beispiel 2

Färbe die Menge (A ∩ B) ∪ C.

  1. A ∩ B: Teile 3 und 7.
  2. C: Teile 4, 5, 6, 7.
  3. Vereinigung: Teile 3, 4, 5, 6, 7.
Mengendiagramm: Der ganze Kreis C und der gemeinsame Teil von A und B sind gefärbt

Die Schnittmenge aller drei, A ∩ B ∩ C, ist nur der mittlere Teil 7:

Mengendiagramm: Nur die Mitte, wo sich alle drei Kreise überlappen, ist gefärbt

Anzahlen aus dem Diagramm ablesen

Manchmal steht in jedem Teil, wie viele Elemente darin liegen. Dann musst du nur die richtigen Teile addieren.

Im Diagramm unten steht im Teil „nur A“ die 9, in der Mitte die 4 und so weiter.

Mengendiagramm mit Anzahlen: nur A 9, nur B 6, nur C 7, A und B 5, A und C 3, B und C 2, Mitte 4, außerhalb 4
  • |A| = 9 + 5 + 3 + 4 = 21 (alle Teile des Kreises A),
  • |A ∩ B| = 5 + 4 = 9 (Teile 3 und 7),
  • in genau einer Menge: 9 + 6 + 7 = 22,
  • in mindestens zwei Mengen: 5 + 3 + 2 + 4 = 14.

⚠️ „A ∩ B“ enthält auch die Mitte. Elemente, die in allen drei Mengen liegen, liegen ja auch in A und in B.


Textaufgabe: von der Mitte aus füllen

Im Jahrgang sind 40 Schülerinnen und Schüler. 21 lernen Englisch, 17 Französisch, 16 Spanisch. Englisch und Französisch lernen 9, Englisch und Spanisch 7, Französisch und Spanisch 6 und alle drei Sprachen 4. Wie viele lernen keine dieser Sprachen?

Goldene Regel: Fang in der Mitte an und arbeite dich nach außen. Die Zahlen „Englisch und Französisch“ enthalten nämlich auch alle, die drei Sprachen lernen.
  1. Mitte: alle drei Sprachen — 4.
  2. Paare ohne Mitte:

- Englisch und Französisch, aber nicht Spanisch: 9 − 4 = 5,

- Englisch und Spanisch, aber nicht Französisch: 7 − 4 = 3,

- Französisch und Spanisch, aber nicht Englisch: 6 − 4 = 2.

  1. Nur eine Sprache:

- nur Englisch: 21 − 5 − 3 − 4 = 9,

- nur Französisch: 17 − 5 − 2 − 4 = 6,

- nur Spanisch: 16 − 3 − 2 − 4 = 7.

  1. Mindestens eine Sprache: 4 + 5 + 3 + 2 + 9 + 6 + 7 = 36.
  2. Keine Sprache: 40 − 36 = 4.

Das Ergebnis ist genau das Diagramm oben. 💡 Probe: Die Summe aller acht Zahlen ist 40 ✓.

Für Fortgeschrittene: Die Anzahl der Elemente der Vereinigung von drei Mengen kann man auch mit einer Formel berechnen:

|A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|

21 + 17 + 16 − 9 − 7 − 6 + 4 = 36 ✓. Die Mitte wurde in den ersten drei Zahlen dreimal gezählt und dann dreimal abgezogen. Deshalb müssen wir sie einmal wieder dazuzählen. Das Füllen von der Mitte aus ist aber sicherer und leichter zu überprüfen.


Häufige Fehler

  • Von außen füllen: „nur Englisch = 21“ ist falsch — die 21 enthält auch alle, die noch eine Sprache lernen.
  • Mitte bei den Paaren vergessen: „Englisch und Französisch = 9“ enthält auch die 4, die alle drei Sprachen lernen.
  • Mitte zweimal abgezogen: Bei „nur A“ ziehst du die Paare ohne Mitte ab und die Mitte einmal.
  • Keine Probe: Die Summe der acht Teile muss die Gesamtzahl ergeben.

Kurz gesagt

  • Drei Kreise bilden 8 Teile (2 · 2 · 2).
  • Beim Färben alle acht Teile durchgehen.
  • Bei Anzahlen alle Teile addieren, die zur Menge gehören — auch die Mitte.
  • Textaufgaben: Mitte → Paare (minus Mitte) → „nur eine“ → außerhalb. Am Ende die Summe prüfen.

Probier es selbst

  1. Welche Teile (1–8) bilden die Menge (A ∪ B) ∖ C?
  2. Welche Teile bilden B ∩ Cᶜ?
  3. Wie viele Elemente hat B ∪ C im Diagramm mit Anzahlen oben?
  4. Ein Sportverein hat 50 Mitglieder. 25 laufen, 20 fahren Rad, 18 schwimmen. Laufen und Radfahren 8, Laufen und Schwimmen 6, Radfahren und Schwimmen 5, alle drei Sportarten 3. Wie viele machen keine dieser Sportarten? Wie viele gehen nur laufen?

Lösungen

  1. A ∪ B: Teile 1, 2, 3, 5, 6, 7. Ohne C (5, 6, 7 fallen weg): Teile 1, 2, 3.
  2. B: Teile 2, 3, 6, 7. Ohne C: Teile 2, 3.
  3. B ∪ C = alles in den Kreisen B und C: 6 + 5 + 2 + 4 + 7 + 3 = 27.
  4. Mitte 3. Paare ohne Mitte: 8 − 3 = 5, 6 − 3 = 3, 5 − 3 = 2. Nur Laufen: 25 − 5 − 3 − 3 = 14. Nur Radfahren: 20 − 5 − 2 − 3 = 10. Nur Schwimmen: 18 − 3 − 2 − 3 = 10. Mindestens eine Sportart: 3 + 5 + 3 + 2 + 14 + 10 + 10 = 47. Keine Sportart: 3 Mitglieder. Nur Laufen: 14 Mitglieder.

Übe weiter

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