Для того чтобы 4 элемента оказались распределены между двумя множествами так, чтобы в каждом из них было по 3 элемента, необходимо учесть, что элементы могут быть общими для обоих множеств. Это возможно благодаря свойству пересечения множеств.
Обозначим элементы как ( A, B, C, D ), а множества как ( M_1 ) и ( M_2 ). Требуется, чтобы:
- Множество ( M_1 ) содержало 3 элемента.
- Множество ( M_2 ) также содержало 3 элемента.
При этом общее количество элементов, доступных для распределения, равно 4.
Решение:
Для выполнения условия, нам нужно ввести понятие пересечения множеств. Пересечение (( M_1 \cap M_2 )) — это набор элементов, которые одновременно принадлежат обоим множествам. Если элементы будут общими для обоих множеств, то это позволит одному элементу "участвовать" сразу в двух множествах.
Пусть:
- ( M_1 = {A, B, C} ),
- ( M_2 = {B, C, D} ).
Здесь:
- Элементы ( B ) и ( C ) находятся одновременно в обоих множествах (( M_1 \cap M_2 = {B, C} )).
- ( M_1 ) содержит ( A, B, C ), то есть 3 элемента.
- ( M_2 ) содержит ( B, C, D ), то есть также 3 элемента.
Таким образом, условие выполнено.
Обобщение:
В общем случае, чтобы распределить ( n ) элементов между двумя множествами ( M_1 ) и ( M_2 ), чтобы в каждом было одинаковое количество элементов (( k )), необходимо учитывать пересечение множеств. Если ( |M_1 \cap M_2| = p ), то:
- ( |M_1| = k ),
- ( |M_2| = k ),
- Общее количество элементов ( n = |M_1 \cup M_2| = |M_1| + |M_2| - |M_1 \cap M_2| ).
Для нашего примера (( n = 4, k = 3 )):
[
4 = 3 + 3 - p,
]
где ( p = 2 ) — количество общих элементов (( B ) и ( C )).
Итог:
Возможное распределение 4 элементов в двух множествах так, чтобы каждое множество содержало по 3 элемента:
[
M_1 = {A, B, C}, \quad M_2 = {B, C, D}.
]