Câu 20:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề một cách chi tiết.
Mệnh đề A: \( A \cap \emptyset = A \)
- Giao của một tập hợp \( A \) với tập rỗng \( \emptyset \) luôn là tập rỗng \( \emptyset \). Do đó, \( A \cap \emptyset = \emptyset \), không phải là \( A \). Mệnh đề này sai.
Mệnh đề B: \( A \cap A = A \)
- Giao của một tập hợp \( A \) với chính nó luôn là chính tập hợp đó. Do đó, \( A \cap A = A \). Mệnh đề này đúng.
Mệnh đề C: \( \emptyset \cap \emptyset = 0 \)
- Giao của hai tập rỗng luôn là tập rỗng \( \emptyset \). Do đó, \( \emptyset \cap \emptyset = \emptyset \), không phải là 0. Mệnh đề này sai.
Mệnh đề D: \( \emptyset \cap A = \emptyset \)
- Giao của một tập rỗng với bất kỳ tập hợp nào cũng là tập rỗng. Do đó, \( \emptyset \cap A = \emptyset \). Mệnh đề này đúng.
Từ các lập luận trên, chúng ta thấy rằng các mệnh đề sai là:
- Mệnh đề A: \( A \cap \emptyset = A \)
- Mệnh đề C: \( \emptyset \cap \emptyset = 0 \)
Do đó, đáp án là:
\( \boxed{A} \)
Câu 21:
Để tìm giao của hai tập hợp \( A \) và \( B \), ta cần xác định các phần tử chung của cả hai tập hợp này.
Tập hợp \( A \) là:
\[ A = \{a; b; c; d; m\} \]
Tập hợp \( B \) là:
\[ B = \{c; d; m; k; l\} \]
Ta lần lượt kiểm tra từng phần tử trong tập hợp \( A \) xem có nằm trong tập hợp \( B \) hay không:
- Phần tử \( a \) không nằm trong \( B \).
- Phần tử \( b \) không nằm trong \( B \).
- Phần tử \( c \) nằm trong \( B \).
- Phần tử \( d \) nằm trong \( B \).
- Phần tử \( m \) nằm trong \( B \).
Như vậy, các phần tử chung của \( A \) và \( B \) là \( c, d, m \).
Do đó, giao của hai tập hợp \( A \) và \( B \) là:
\[ A \cap B = \{c; d; m\} \]
Đáp án đúng là:
\[ D.~A \cap B = \{c; d; m\} \]
Câu 22:
Để xác định phần gạch sọc trong hình vẽ là tập hợp nào, ta cần phân tích từng đáp án:
1. \( (A \cup B) \setminus C \):
- \( A \cup B \) là phần hợp của hai tập \( A \) và \( B \), bao gồm tất cả các phần tử thuộc \( A \) hoặc \( B \).
- \( (A \cup B) \setminus C \) là phần của \( A \cup B \) không thuộc \( C \). Phần này bao gồm cả phần gạch sọc và các phần khác của \( A \) và \( B \) không giao với \( C \).
2. \( (A \cap B) \setminus C \):
- \( A \cap B \) là phần giao của hai tập \( A \) và \( B \), chỉ bao gồm các phần tử thuộc cả hai tập.
- \( (A \cap B) \setminus C \) là phần của \( A \cap B \) không thuộc \( C \). Phần gạch sọc chính là phần này, vì nó nằm trong cả \( A \) và \( B \) nhưng không nằm trong \( C \).
3. \( (A \setminus C) \cup (A \setminus B) \):
- \( A \setminus C \) là phần của \( A \) không thuộc \( C \).
- \( A \setminus B \) là phần của \( A \) không thuộc \( B \).
- Hợp của hai phần này không chỉ bao gồm phần gạch sọc mà còn bao gồm các phần khác của \( A \).
4. \( A \cap B \cap C \):
- Đây là phần giao của cả ba tập \( A \), \( B \), và \( C \). Phần này không phải là phần gạch sọc vì phần gạch sọc không thuộc \( C \).
Vậy, phần gạch sọc trong hình vẽ là tập hợp \( (A \cap B) \setminus C \).
Đáp án đúng là B.
Câu 22:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ các phép toán giữa các tập hợp và tính chất của chúng.
1. Phép giao (M ∩ N):
- Phép giao của hai tập hợp M và N là tập hợp các phần tử thuộc cả M và N.
- Vì M là tập con của N (M ⊂ N), mọi phần tử của M đều thuộc N. Do đó, M ∩ N sẽ là chính M.
- Vậy, M ∩ N = M.
2. Phép trừ (M \ N):
- Phép trừ của hai tập hợp M và N là tập hợp các phần tử thuộc M nhưng không thuộc N.
- Vì M là tập con của N (M ⊂ N), không có phần tử nào của M nằm ngoài N. Do đó, M \ N sẽ là tập rỗng.
- Vậy, M \ N = ∅.
3. Kiểm tra các đáp án:
- Đáp án A: M ∩ N = N. Điều này sai vì M ∩ N = M, không phải N.
- Đáp án B: M \ N = N. Điều này sai vì M \ N = ∅, không phải N.
- Đáp án C: M ∩ N = M. Điều này đúng vì M ∩ N = M.
- Đáp án D: M \ N = M. Điều này sai vì M \ N = ∅, không phải M.
Vậy, đáp án đúng là:
C. M ∩ N = M.
Câu 23:
Để tìm số phần tử của tập hợp \( A = \{2k^2 + 3 \mid k \in \mathbb{Z}, |k| \leq 3\} \), chúng ta sẽ lần lượt tính giá trị của \( 2k^2 + 3 \) cho mỗi giá trị của \( k \) trong khoảng từ \(-3\) đến \(3\).
1. Khi \( k = -3 \):
\[
2(-3)^2 + 3 = 2 \cdot 9 + 3 = 18 + 3 = 21
\]
2. Khi \( k = -2 \):
\[
2(-2)^2 + 3 = 2 \cdot 4 + 3 = 8 + 3 = 11
\]
3. Khi \( k = -1 \):
\[
2(-1)^2 + 3 = 2 \cdot 1 + 3 = 2 + 3 = 5
\]
4. Khi \( k = 0 \):
\[
2(0)^2 + 3 = 2 \cdot 0 + 3 = 0 + 3 = 3
\]
5. Khi \( k = 1 \):
\[
2(1)^2 + 3 = 2 \cdot 1 + 3 = 2 + 3 = 5
\]
6. Khi \( k = 2 \):
\[
2(2)^2 + 3 = 2 \cdot 4 + 3 = 8 + 3 = 11
\]
7. Khi \( k = 3 \):
\[
2(3)^2 + 3 = 2 \cdot 9 + 3 = 18 + 3 = 21
\]
Bây giờ, chúng ta liệt kê tất cả các giá trị đã tính:
\[
\{21, 11, 5, 3, 5, 11, 21\}
\]
Loại bỏ các giá trị trùng lặp, chúng ta có:
\[
\{3, 5, 11, 21\}
\]
Vậy số phần tử của tập hợp \( A \) là 4.
Đáp án: D. 4.
Câu 24:
Để giải bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ về các tập hợp con của một tập hợp.
A. $\{x; \emptyset\}$:
- Các tập hợp con của $\{x; \emptyset\}$ là: $\{\}, \{x\}, \{\emptyset\}, \{x; \emptyset\}$.
- Vậy tập hợp này có 4 tập hợp con.
B. $\{x\}$:
- Các tập hợp con của $\{x\}$ là: $\{\}, \{x\}$.
- Vậy tập hợp này có 2 tập hợp con.
C. $\{x; y; \emptyset\}$:
- Các tập hợp con của $\{x; y; \emptyset\}$ là: $\{\}, \{x\}, \{y\}, \{\emptyset\}, \{x; y\}, \{x; \emptyset\}, \{y; \emptyset\}, \{x; y; \emptyset\}$.
- Vậy tập hợp này có 8 tập hợp con.
D. $\{x; y\}$:
- Các tập hợp con của $\{x; y\}$ là: $\{\}, \{x\}, \{y\}, \{x; y\}$.
- Vậy tập hợp này có 4 tập hợp con.
Như vậy, tập hợp có đúng hai tập hợp con là $\{x\}$.
Đáp án: B. $\{x\}$.
Câu 25:
Để xác định tập hợp $A \cup B$, chúng ta cần lần lượt xác định các phần tử của tập hợp $A$ và $B$.
1. Xác định tập hợp $A$:
- Tập hợp $A$ là tập hợp các số tự nhiên $x$ sao cho $x < 20$ và $x$ chia hết cho 3.
- Các số tự nhiên chia hết cho 3 và nhỏ hơn 20 là: $0, 3, 6, 9, 12, 15, 18$.
- Vậy $A = \{0, 3, 6, 9, 12, 15, 18\}$.
2. Xác định tập hợp $B$:
- Tập hợp $B$ là tập hợp các số thực $x$ sao cho $x^2 - 5x = 0$.
- Giải phương trình $x^2 - 5x = 0$:
\[
x(x - 5) = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{hoặc} \quad x = 5
\]
- Vậy $B = \{0, 5\}$.
3. Xác định tập hợp $A \cup B$:
- Tập hợp $A \cup B$ là tập hợp các phần tử thuộc ít nhất một trong hai tập hợp $A$ hoặc $B$.
- Gom các phần tử của $A$ và $B$ lại, ta có:
\[
A \cup B = \{0, 3, 6, 9, 12, 15, 18\} \cup \{0, 5\}
\]
- Kết hợp các phần tử này, ta được:
\[
A \cup B = \{0, 3, 5, 6, 9, 12, 15, 18\}
\]
Vậy đáp án đúng là:
\[
B.~\{0;3;5;6;9;12;15;18\}.
\]
Câu 26:
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm tập hợp \((A \setminus B) \cup (B \setminus A)\).
1. Tìm \(A \setminus B\):
Tập hợp \(A \setminus B\) là tập hợp các phần tử thuộc \(A\) nhưng không thuộc \(B\).
- \(A = \{0, 1, 2, 3, 4\}\)
- \(B = \{2, 3, 4, 5, 6\}\)
Xét từng phần tử của \(A\):
- \(0\) không thuộc \(B\) nên \(0\) thuộc \(A \setminus B\).
- \(1\) không thuộc \(B\) nên \(1\) thuộc \(A \setminus B\).
- \(2\) thuộc \(B\) nên \(2\) không thuộc \(A \setminus B\).
- \(3\) thuộc \(B\) nên \(3\) không thuộc \(A \setminus B\).
- \(4\) thuộc \(B\) nên \(4\) không thuộc \(A \setminus B\).
Vậy, \(A \setminus B = \{0, 1\}\).
2. Tìm \(B \setminus A\):
Tập hợp \(B \setminus A\) là tập hợp các phần tử thuộc \(B\) nhưng không thuộc \(A\).
Xét từng phần tử của \(B\):
- \(2\) thuộc \(A\) nên \(2\) không thuộc \(B \setminus A\).
- \(3\) thuộc \(A\) nên \(3\) không thuộc \(B \setminus A\).
- \(4\) thuộc \(A\) nên \(4\) không thuộc \(B \setminus A\).
- \(5\) không thuộc \(A\) nên \(5\) thuộc \(B \setminus A\).
- \(6\) không thuộc \(A\) nên \(6\) thuộc \(B \setminus A\).
Vậy, \(B \setminus A = \{5, 6\}\).
3. Tìm \((A \setminus B) \cup (B \setminus A)\):
Tập hợp \((A \setminus B) \cup (B \setminus A)\) là hợp của hai tập hợp \(A \setminus B\) và \(B \setminus A\).
- \(A \setminus B = \{0, 1\}\)
- \(B \setminus A = \{5, 6\}\)
Hợp của hai tập hợp này là:
\[
(A \setminus B) \cup (B \setminus A) = \{0, 1, 5, 6\}
\]
Vậy, đáp án đúng là \(A.~\{0, 1, 5, 6\}\).
Câu 27:
Ta sẽ kiểm tra từng mệnh đề để tìm ra mệnh đề sai.
Mệnh đề A: \( A \cap B = \emptyset \Rightarrow |A| + |B| = |A \cup B| + |A \cap B| \)
Nếu \( A \cap B = \emptyset \), thì \( |A \cap B| = 0 \). Do đó:
\[ |A| + |B| = |A \cup B| + 0 \]
\[ |A| + |B| = |A \cup B| \]
Mệnh đề này đúng.
Mệnh đề B: \( A \cap B \neq \emptyset \Rightarrow |A| + |B| = |A \cup B| - |A \cap B| \)
Nếu \( A \cap B \neq \emptyset \), thì:
\[ |A| + |B| = |A \cup B| - |A \cap B| \]
Mệnh đề này sai vì công thức đúng là:
\[ |A| + |B| = |A \cup B| + |A \cap B| \]
Mệnh đề C: \( A \cap B \neq \emptyset \Rightarrow |A| + |B| = |A \cup B| + |A \cap B| \)
Nếu \( A \cap B \neq \emptyset \), thì:
\[ |A| + |B| = |A \cup B| + |A \cap B| \]
Mệnh đề này đúng.
Mệnh đề D: \( A \cap B = \emptyset \Rightarrow |A| + |B| = |A \cup B| \)
Nếu \( A \cap B = \emptyset \), thì:
\[ |A| + |B| = |A \cup B| \]
Mệnh đề này đúng.
Vậy, mệnh đề sai là:
\[ \boxed{B} \]
Câu 28:
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng nguyên lý cộng các tập hợp.
Bước 1: Xác định số học sinh giỏi ít nhất một trong hai môn Toán hoặc Lý.
- Số học sinh giỏi môn Toán: 25
- Số học sinh giỏi môn Lý: 23
- Số học sinh giỏi cả hai môn Toán và Lý: 14
Theo nguyên lý cộng các tập hợp, số học sinh giỏi ít nhất một trong hai môn Toán hoặc Lý là:
\[ 25 + 23 - 14 = 34 \]
Bước 2: Cộng thêm số học sinh không giỏi môn nào cả.
- Số học sinh không giỏi môn nào cả: 6
Tổng số học sinh trong lớp là:
\[ 34 + 6 = 40 \]
Vậy, lớp đó có 40 học sinh.
Đáp án đúng là: B. 40
Câu 29:
Gọi A là tập hợp các học sinh giỏi Toán, B là tập hợp các học sinh giỏi Lý, C là tập hợp các học sinh giỏi Hóa.
Suy ra \( A \cap B \) là tập hợp các học sinh giỏi cả Toán và Lý, \( B \cap C \) là tập hợp các học sinh giỏi cả Lý và Hóa, \( A \cap C \) là tập hợp các học sinh giỏi cả Toán và Hóa, \( A \cap B \cap C \) là tập hợp các học sinh giỏi cả ba môn Toán, Lý, Hóa.
Theo giả thiết ta có: \( |A| = 25, |B| = 23, |C| = 20, |A \cap B| = 11, |B \cap C| = 8, |A \cap C| = 9 \)
Ta có: \( |A \cup B \cup C| = |A| + |B| + |C| - |A \cap B| - |B \cap C| - |A \cap C| + |A \cap B \cap C| \)
Suy ra \( 45 = 25 + 23 + 20 - 11 - 8 - 9 + |A \cap B \cap C| \)
\( \Rightarrow |A \cap B \cap C| = 5 \)
Vậy có 5 học sinh giỏi cả ba môn Toán, Lý, Hóa.