Зарегистрируйтесь, чтобы продолжить обучение

Распределительный закон в множествах Теория множеств

900-distributive-law

В математике есть ряд законов и свойств, которые помогают упростить вычисления. С их помощью можно превращать запутанные сложные формулы в простые.

В этом уроке вы познакомитесь с одним из таких законов — он называется распределительным. Это одно из наиболее часто используемых правил в математике. Мы разберем его формулу и рассмотрим решенные примеры, чтобы в дальнейшем вы могли упрощать свои вычисления.

Что такое распределительный закон

Распределительный закон — это алгебраическое свойство, которое используется для умножения нескольких значений в скобках на одно общее значение вне скобок. Само название этого закона означает, что операция подразумевает распределение чего-либо.

По этому закону операцию над числами в скобках можно распределить на каждое отдельное число в этих скобках. Другими словами, можно действовать двумя способами:

  • Сначала сложить члены в скобках, а потом умножить их на число вне скобок
  • Сначала умножить каждый отдельный член на число вне скобок, а потом сложить результаты

В виде формулы этот закон выглядит еще нагляднее:

A × (B + C) = AB + AC

То же самое работает и с вычитанием:

A × (B - C) = AB - AC

Рассмотрим, как это работает на практике. Возьмем для примера:

2 × (4 + 3)

Вычислить ответ можно двумя способами:

  • По обычному порядку действий: сложить 4+3=7 и умножить 7×2=14
  • С распределением: умножить 4×2=8 и 3×2=6, а потом сложить 8+6=14

Также в разных источниках вы можете встретить название «дистрибутивный закон» или «распределительное свойство» — эти термины относятся к этому же понятию.

Распределительный закон с переменными

Распределительный закон работает и с переменными. Рассмотрим такой пример:

6 × (2 + 4x)

Два значения внутри скобок — это число и переменная, умноженная на число. Их нельзя сложить друг с другом, поэтому упростить эти значения дальше невозможно. Но мы можем применить распределительный закон к переменной:

6 × 2+6 × 4x

Скобок больше не существует. Каждый член умножается на 6, а потом результаты складываются:

12 + 24x

Выше мы рассмотрели примеры, где распределительный закон упрощает умножение. Обратите внимание, что в этих примерах мы сталкивались только с двумя значениями в скобках. На практике те же принципы применимы и с любым количеством значений и не только к умножению, но и к делению.

Распределительный закон при делении

Мы можем делить большие числа с помощью распределительного закона, разбивая их на меньшие числа.

Для примера разделим 84 ÷ 6. Чтобы упростить эту операцию, можно разбить 84 на более удобные значения:

  • 84=60+24
  • 84÷6=(60+24)÷6

Теперь распределяем деление на каждое значение в скобках:

  • (60 + 24) ÷ 6=(60 ÷ 6) + (24 ÷ 6)
  • (60 ÷ 6) + (24 ÷ 6)= 10 + 4
  • 10+4= 14

Распределительный закон с множествами

Все те же правила работают и в выражениях с множествами. В этом случае распределительный закон выглядит так:

A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C )

То же самое можно обозначить такой формулой:

A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C )

Разберем на примере с диаграммами Венна. Представим, что нам даны три множества:

  • A = {0, 1, 2, 3, 4}
  • B = {1, -2, 3, 4, 5, 6}
  • C = {2, 4, 6, 7}

set-theory-1

Шаг 1. Сначала найдем общие элементы в B и C:

  • B ∩ C = {1, -2, 3, 4, 5, 6} ∩ {2, 4, 6, 7}
  • B ∩ C = {4, 6}

set-theory-2

Теперь объединим эти элементы с множеством $A$:

  • A ∪ (B ∩ C) = {0, 1, 2, 3, 4} ∪ {4, 6}
  • A ∪ (B ∩ C) = {0, 1, 2, 3, 4, 6} — с этим объединением мы и будем сравнивать

set-theory-3

Шаг 2. Объединяем множество $A$ по отдельности. Начнем с $B$:

A ∪ B = {0, 1, 2, 3, 4} ∪ {1, -2, 3, 4, 5, 6} = {-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}

set-theory-4

А затем объединим с C:

A ∪ C = {0, 1, 2, 3, 4} ∪ {2, 4, 6, 7} = {0, 1, 2, 3, 4, 6, 7}

![set-theory-5](./assets/set-theory-5.jpg)

Пересечем полученые результаты, то есть найдем совпадающие элементы в них:

* (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) = {-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} ∩ {0, 1, 2, 3, 4, 6, 7}
* (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) = {0, 1, 2, 3, 4, 6}

![set-theory-6](./assets/set-theory-6.jpg)

Теперь сравним результаты шага 1 и 2:

```text
{0, 1, 2, 3, 4, 6} = {0, 1, 2, 3, 4, 6}

Значит, A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C). Именно это мы и хотели выяснить.

Выводы

В этом уроке мы изучили распределительный закон — одно из наиболее часто используемых правил в математике. С его помощью можно превращать запутанные сложные формулы в простые. Мы можем распределять:

  • Умножение по сумме нескольких значений в скобках a(b + c) = ab + ac
  • Умножение по разности нескольких значений в скобках a(b - c)=ab - ac
  • Деление по сумме нескольких значений в скобках (b+c) ÷ a=(b ÷ a)+(c ÷ a)
  • Деление по разности нескольких значений в скобках (b - c)÷a=(b ÷ a)-(c ÷ a)

Те же правила применимы при нескольких значениях в скобках, а также в операциях с множествами. Эти правила помогут вам упрощать выражения в арифметике, алгебре и теории множеств — вы сможете быстрее вычислять и проще приходить к решению задач.


Аватары экспертов Хекслета

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты

Для полного доступа к курсу нужен базовый план

Базовый план откроет полный доступ ко всем курсам, упражнениям и урокам Хекслета, проектам и пожизненный доступ к теории пройденных уроков. Подписку можно отменить в любой момент.

Получить доступ
1000
упражнений
2000+
часов теории
3200
тестов

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

  • 130 курсов, 2000+ часов теории
  • 1000 практических заданий в браузере
  • 360 000 студентов
Отправляя форму, вы принимаете «Соглашение об обработке персональных данных» и условия «Оферты», а также соглашаетесь с «Условиями использования»

Наши выпускники работают в компаниях:

Логотип компании Альфа Банк
Логотип компании Aviasales
Логотип компании Yandex
Логотип компании Tinkoff