下列关系成立的是().A. (AB) cup (Aoverline(B)) = emptyset;B. overline(A)B = A cup B;C. overline(A) cup overline(B) = S - AB;D. (A cup B)C = overline(ABC).
下列关系成立的是(). A. $(AB) \cup (A\overline{B}) = \emptyset$; B. $\overline{A}B = A \cup B$; C. $\overline{A} \cup \overline{B} = S - AB$; D. $(A \cup B)C = \overline{ABC}$.
题目解答
答案
我们来逐项分析这道集合论题目,判断哪一个选项中的关系是成立的。
题目中涉及的符号说明如下:
- $ A, B, C $:集合;
- $ \overline{A} $:表示集合 $ A $ 的补集(相对于全集 $ S $);
- $ AB $:表示 $ A \cap B $,即交集;
- $ A \cup B $:并集;
- $ \emptyset $:空集;
- $ S $:全集。
选项 A:
$(AB) \cup (A\overline{B}) = \emptyset$
我们来分析左边的表达式:
- $ AB = A \cap B $
- $ \overline{B} $ 是 $ B $ 的补集,所以 $ A\overline{B} = A \cap \overline{B} $,即属于 $ A $ 但不属于 $ B $ 的元素。
- 所以:
$(A \cap B) \cup (A \cap \overline{B}) = A \cap (B \cup \overline{B}) = A \cap S = A$
(这里用到了分配律:$ A \cap (B \cup \overline{B}) = (A \cap B) \cup (A \cap \overline{B}) $)
所以左边实际上是 $ A $,而右边是空集。
除非 $ A = \emptyset $,否则这个等式不成立。但题目没有限定 $ A $ 为空集,所以这个等式不恒成立。
✅ A 错误
选项 B:
$\overline{A}B = A \cup B$
左边:$ \overline{A}B = \overline{A} \cap B $,即属于 $ B $ 但不属于 $ A $ 的元素(也就是 $ B - A $)。
右边:$ A \cup B $,是 $ A $ 和 $ B $ 的所有元素。
显然,$ B - A \subseteq A \cup B $,但一般不等于,除非 $ A = \emptyset $ 且 $ B = S $,但这不是普遍成立的。
举个反例:
设全集 $ S = \{1,2,3\} $,$ A = \{1\} $,$ B = \{2\} $
- $ \overline{A} = \{2,3\} $
- $ \overline{A} \cap B = \{2\} \cap \{2\} = \{2\} $
- $ A \cup B = \{1,2\} $
显然 $ \{2\} \ne \{1,2\} $
✅ B 错误
选项 C:
$\overline{A} \cup \overline{B} = S - AB$
我们来分析两边。
左边:$ \overline{A} \cup \overline{B} $
根据德摩根律(De Morgan's Law):
$\overline{A} \cup \overline{B} = \overline{A \cap B}$
右边:$ S - AB = S - (A \cap B) = \overline{A \cap B} $(因为补集就是全集减去该集合)
所以:
$\overline{A} \cup \overline{B} = \overline{A \cap B} = S - (A \cap B)$
因此,左边等于右边。
✅ C 正确
选项 D:
$(A \cup B)C = \overline{ABC}$
左边:$ (A \cup B) \cap C = (A \cap C) \cup (B \cap C) $
右边:$ \overline{ABC} = \overline{A \cap B \cap C} $,即不属于 $ A \cap B \cap C $ 的所有元素。
左边是一个集合(通常是 $ C $ 的子集),而右边是全集减去 $ A \cap B \cap C $,范围大得多。
举个反例:
设 $ A = B = C = S $,非空。
- 左边:$ (S \cup S) \cap S = S $
- 右边:$ \overline{S \cap S \cap S} = \overline{S} = \emptyset $
$ S \ne \emptyset $,所以不相等。
✅ D 错误
✅ 正确答案是:
$\boxed{\text{C}}$