集合と位相の問題
, とする。 のべき集合( の部分集合全体の集合)を 、 から への単射全体の集合を とする。直積集合
の濃度 を求めよ。
この問題で使うもの
- 写像・単射の個数と集合の濃度(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(6 技能)
読み込み中…
右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「べき集合の濃度 」「単射の個数 」「直積の濃度 」の 3 つを組み合わせて使います。
ヒント 2
です。, を公式に代入しましょう。
ヒント 3
です。あとは を計算して掛け合わせます。
答えと解説
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解説を読む
直積の濃度の公式 を使うために、 と をそれぞれ求める。
1. べき集合の濃度
なので、 の各元 について「部分集合 に入れる・入れない」の 通りずつを選ぶと考えて
2. 単射の個数
単射 では、 が互いに異なる の元になる。 の選び方は 通り、 は 以外の 通り、 は残りの 通りなので
3. 直積の濃度
と は互いに無関係に選べるので、積の法則(直積の濃度の公式)により
よって である。
別解
。 から への単射の個数は ( は 4 通り、 は残り 3 通り、 は残り 2 通り)。直積の濃度は積なので 。検算: で一致する。