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直積集合(ちょくせきしゅうごう)

直積集合とは、複数の集合のそれぞれから要素を取り出すとき、
取り出された要素で組を作り、その組自体を要素とした新たな集合のことです。
直積集合は単に、直積とも言います。

例えば、集合A、Bがあるとき、AとBの直積集合は、A×Bと表します。



AとBの直積集合を条件を示す方法で表すと、



では、具体的な直積集合の例として、A={0、1、2} B={a, b, c, d}とすると、
直積集合 A×Bの各要素は、下記の通りです。

A×B={(0, a), (0, b), (0, c), (0, d),
      (1, a), (1, b), (1, c), (1, d),
      (2, a), (2, b), (2, c), (2, d)}


(0, a)(a, 0)ではありません。

参考までに、BとAの直積集合は、B×Aと表し、これは、A×Bとは異なるものです。
直積集合 B×Aの各要素は、下記の通りです。

B×A={(a, 0), (a, 1), (a, 2),
      (b, 0), (b, 1), (b, 2),
      (c, 0), (c, 1), (c, 2),
      (d, 0), (d, 1), (d, 2),

当然、直積は、さらに複数の集合についても考えることができます。





A={a1、a2、a3} B={b1, b2, b3} C={c1, c2, c3}とすると、

A×B×C={(a1, b1, c1), (a1, b1, c2), (a1, b1, c3),
        (a1, b2, c1), (a1, b2, c2), (a1, b2, c3),
        (a1, b3, c1), (a1, b3, c2), (a1, b3, c3),
        (a2, b1, c1), (a2, b1, c2), (a2, b1, c3),
        (a2, b2, c1), (a2, b2, c2), (a2, b2, c3),
        (a2, b3, c1), (a2, b3, c2), (a2, b3, c3),

        (a3, b1, c1), (a3, b1, c2), (a3, b1, c3),
        (a3, b2, c1), (a3, b2, c2), (a3, b2, c3),
        (a3, b3, c1), (a3, b3, c2), (a3, b3, c3)}

集合‐例題5


解答
(1)
A×B={(0, 3), (0, 4), (1, 3), (1, 4),(2, 3), (2, 4)}

(2)
B×A={(3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 0), (3, 1), (3, 2)}

(3)
A×C={(0, 5), (0, 6), (0, 7), (0, 8),
      (1, 5), (1, 6), (1, 7), (1, 8),
      (2, 5), (2, 6), (2, 7), (2, 8)}

(4)
C×B={(5, 3), (5, 4), (6, 3), (6, 4), (7, 3), (7, 4), (8, 3), (8, 4)}

(5)
A×B×C={(0, 3, 5), (0, 3, 6), (0, 3, 7), (0, 3, 8),
        (0, 4, 5), (0, 4, 6), (0, 4, 7), (0, 4, 8),
        (1, 3, 5), (1, 3, 6), (1, 3, 7), (1, 3, 8),
        (1, 4, 5), (1, 4, 6), (1, 4, 7), (1, 4, 8),
        (2, 3, 5), (2, 3, 6), (2, 3, 7), (2, 3, 8),
        (2, 4, 5), (2, 4, 6), (2, 4, 7), (2, 4, 8)}

(6)
B×C×A={(3, 5, 0), (3, 5, 1), (3, 5, 2),
        (3, 6, 0), (3, 6, 1), (3, 6, 2),
        (3, 7, 0), (3, 7, 1), (3, 7, 2),
        (3, 8, 0), (3, 8, 1), (3, 8, 2),
        (4, 5, 0), (4, 5, 1), (4, 5, 2),
        (4, 6, 0), (4, 6, 1), (4, 6, 2),
        (4, 7, 0), (4, 7, 1), (4, 7, 2),
        (4, 8, 0), (4, 8, 1), (4, 8, 2)}

集合‐例題6



集合‐例題6 解説(1)
(8, 3)の8は、Cの要素、3はAの要素、従って、(8, 3)はC×Aの要素となる。
答え:(エ)

集合‐例題6
 解説(2)
(3, 6)の3は、Aの要素、6はCの要素、従って、(3, 6)はA×Cの要素となる。
答え:(ウ)

集合‐例題6
 解説(3)
(5, 7)の5は、Bの要素、7はCの要素、従って、(5, 7)はB×Cの要素となる。
答え:(オ)

集合‐例題6
 解説(4)
(0, 4)の0は、Aの要素、4はBの要素、従って、(0, 4)はA×Bの要素となる。
答え:(ア)

集合‐例題6
 解説(5)
(5, 1)の5は、Bの要素、1はAの要素、従って、(5, 1)はB×Aの要素となる。
答え:(イ)

集合‐例題6
 解説(6)
(6, 4)の6は、Cの要素、4はBの要素、従って、(6, 4)はC×Bの要素となる。
答え:(カ)

集合‐例題6
 解説(7)
(4, 7, 2)の4は、Bの要素、7はCの要素、2はAの要素、従って、(4, 7, 2)はB×C×Aの要素となる。
答え:(ク)

集合‐例題6
 解説(8)
(0, 7, 5)の0は、Aの要素、7はCの要素、5はBの要素、従って、(0, 7, 5)はA×C×Bの要素となる。
答え:(サ)

集合‐例題6
 解説(9)
(8, 3, 5)の8は、Cの要素、3はAの要素、5はBの要素、従って、(8, 3, 5)はC×A×Bの要素となる。
答え:(ケ)


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