化简:(1) (AB cup C)(AC);(2) (A cup B)(A cup overline(B)).
化简: (1) $(AB \cup C)(AC)$; (2) $(A \cup B)(A \cup \overline{B})$.
题目解答
答案
我们来逐题化简集合表达式,使用集合运算的基本性质(如分配律、结合律、交并运算的性质等)进行推导。以下是详细的解题过程。
第(1)题: $(AB \cup C)(AC)$
首先,这里的集合运算中:
- $AB$ 表示 $A \cap B$(集合 $A$ 与 $B$ 的交集),
- $AC$ 表示 $A \cap C$,
- 并且两个集合相乘(如 $(X)(Y)$)通常表示集合的交集,即 $X \cap Y$。
所以原式可以写成:
$(AB \cup C)(AC) = (A \cap B \cup C) \cap (A \cap C)$
即:
$((A \cap B) \cup C) \cap (A \cap C)$
我们来化简这个表达式。
记:
- $X = (A \cap B) \cup C$
- $Y = A \cap C$
则原式为 $X \cap Y = [(A \cap B) \cup C] \cap (A \cap C)$
利用交集对并集的分配律,我们可以展开:
$[(A \cap B) \cup C] \cap (A \cap C) = \left[(A \cap B) \cap (A \cap C)\right] \cup \left[C \cap (A \cap C)\right]$
我们分别化简两个部分:
-
$(A \cap B) \cap (A \cap C) = A \cap B \cap A \cap C = A \cap B \cap C$(因为 $A \cap A = A$)
-
$C \cap (A \cap C) = A \cap C \cap C = A \cap C$(因为 $C \cap C = C$)
所以整体变为:
$(A \cap B \cap C) \cup (A \cap C)$
注意到:$A \cap C$ 包含了 $A \cap B \cap C$(因为加上 $B$ 的限制只会让集合更小),所以:
$(A \cap B \cap C) \cup (A \cap C) = A \cap C$
结论:
$(AB \cup C)(AC) = A \cap C = AC$
第(2)题: $(A \cup B)(A \cup \overline{B})$
同样,这里的乘法表示交集,$\overline{B}$ 表示 $B$ 的补集。
所以原式为:
$(A \cup B) \cap (A \cup \overline{B})$
我们使用分配律的逆用(或并交分配律):
$(A \cup B) \cap (A \cup \overline{B}) = A \cup (B \cap \overline{B})$
因为这是一个标准的分配形式:
$(X \cup Y) \cap (X \cup Z) = X \cup (Y \cap Z)$
这里 $X = A$,$Y = B$,$Z = \overline{B}$
而 $B \cap \overline{B} = \varnothing$(空集)
所以:
$A \cup \varnothing = A$
结论:
$(A \cup B)(A \cup \overline{B}) = A$
最终答案:
(1) $(AB \cup C)(AC) = \boxed{AC}$
(2) $(A \cup B)(A \cup \overline{B}) = \boxed{A}$
解析
考查要点:本题主要考查集合运算的基本性质,包括分配律、结合律、吸收律等,以及补集的性质应用。
解题思路:
- 第(1)题:通过分配律展开表达式,结合交集对并集的分配律,化简后利用集合的包含关系(即$A \cap C$包含$A \cap B \cap C$)得出结果。
- 第(2)题:利用分配律的逆用将两个并集的交集转化为并集与交集的组合,结合补集的性质($B \cap \overline{B} = \varnothing$)直接化简。
第(1)题:$(AB \cup C)(AC)$
符号转换
原式可写为:
$(A \cap B \cup C) \cap (A \cap C)$
分配律展开
根据分配律:
$[(A \cap B) \cup C] \cap (A \cap C) = \left[(A \cap B) \cap (A \cap C)\right] \cup \left[C \cap (A \cap C)\right]$
化简各部分
- 第一部分:
$(A \cap B) \cap (A \cap C) = A \cap B \cap C$
(交集的结合律) - 第二部分:
$C \cap (A \cap C) = A \cap C$
($C \cap C = C$,且交集满足交换律)
合并结果
$A \cap B \cap C \cup A \cap C = A \cap C$
(因为$A \cap C$包含$A \cap B \cap C$)
第(2)题:$(A \cup B)(A \cup \overline{B})$
分配律逆用
根据分配律公式:
$(A \cup B) \cap (A \cup \overline{B}) = A \cup (B \cap \overline{B})$
补集性质
$B \cap \overline{B} = \varnothing$
(任何集合与其补集的交集为空集)
最终化简
$A \cup \varnothing = A$