Зарегистрируйтесь, чтобы продолжить обучение

Распределительный закон в множествах Теория множеств

// source_path[42182/900-distributive_law/README.adoc] image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6ImQ2N2RiYTI4OTdhZTE2ZjE0ZDA1NWY0YzMyNWM2NzQ3LnBuZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=f995f81bc2167412ece3ddfefadf8d9f1605d17d421eaa6640ea391454e61fc8[]

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:

:stem:

====

stem:[A (B + C) = AB + AC]

То же самое работает и с вычитанием:

====

stem:[A (B - C) = AB - AC]

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

====

stem:[2(4 + 3)]

Вычислить ответ можно двумя способами:

====

  • По обычному порядку действий: сложить stem:[4+3=7] и умножить stem:[7*2=14]

* С распределением: умножить stem:[4*2=8] и stem:[3*2=6], а потом сложить stem:[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:

====

stem:[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:

====

stem:[6*2+6*4x]

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

====

stem:[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 stem:[84 div 6]. Чтобы упростить эту операцию, можно разбить stem:[84] на более удобные значения:

====

  • stem:[84=60+24]

* stem:[84div6=(60+24)div6]

Теперь распределяем деление на каждое значение в скобках:

====

  • stem:[(60 + 24) div 6=(60 div 6) + (24 div 6)]
  • stem:[(60 div 6) + (24 div 6)= 10 + 4]

* stem:[10+4= 14]

Распределительный закон с множествами

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

====

stem:[A cap (B cup C) = (A cap B) cup (A cap C )]

То же самое можно обозначить такой формулой:

====

stem:[A cup (B cap C) = (A cup B) cap (A cup C )]

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

====

  • stem:[A = {0, 1, 2, 3, 4}] +
  • stem:[B = {1, -2, 3, 4, 5, 6}] +

* stem:[C = {2, 4, 6, 7}] +

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6IjQ3ZWQzOGM5MWE5YjlhNzA3YzZhZDI0MjYxMWQ5YzUwLmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=475181b934a81454e9f2fc20a81f833fc2e23b185c8810b2ad172f8cfba3db5c[]

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

====

  • stem:[B cap C = {1, -2, 3, 4, 5, 6} cap {2, 4, 6, 7}]

* stem:[B cap C = {4, 6}]

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6IjY4YTFhNDQxZThhNDcyMmNlY2ExNGI4ZWMxNzMwYmI2LmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=0842a85607a287101c48c18b3f691c1b5458956cd7967b5f3ab7f2d7d45a08ea[]

Теперь объединим эти элементы с множеством stem:[A]:

====

  • stem:[A cup (B cap C) = {0, 1, 2, 3, 4} cup {4, 6}]

* stem:[A cup (B cap C) = {0, 1, 2, 3, 4, 6}] — с этим объединением мы и будем сравнивать

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6ImI0Mzg2ZTU4YjY2NjYyOTk4M2YwODMzNjdiYzkzOWQxLmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=a8b08ee5cde14068406ad94f00fbebf88e076ea5b988b70352b38dce46261e86[]

Шаг 2. Объединяем множество stem:[A] по отдельности. Начнем с stem:[B]:

==== stem:[A cup B = {0, 1, 2, 3, 4} cup {1, -2, 3, 4, 5, 6}] +

stem:[={-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}]

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6ImI0YTA1OGNiN2NmYTA1M2ZjNjkxNjc0ZjIxMWQ3ZGY3LmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=1be07ed688198ca490ee2c03a24671c35b7ab74006142694977d784cb98bbd31[] А затем объединим с stem:[C]:

==== stem:[A cup C = {0, 1, 2, 3, 4} cup {2, 4, 6, 7}] +

stem:[={0, 1, 2, 3, 4, 6, 7}]

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6IjcxM2I1MjUwMjZhZGU0MTYwNGVkNTE3YjNmMzFjYzMxLmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=4fbb300918a2a1bcd1e6addb8cd4349adf80d20f633a17793d479d94e1899e82[]

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

====

  • stem:[(A cup B) cap (A cup C) = {-2, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} cap {0, 1, 2, 3, 4, 6, 7}]

* stem:[(A cup B) cap (A cup C) = {0, 1, 2, 3, 4, 6}]

image::https://cdn2.hexlet.io/derivations/image/original/eyJpZCI6ImI5ZmJkMDUyNDcwYWM1YmViMzc1YjgxNjhhNzBlZmMzLmpwZyIsInN0b3JhZ2UiOiJjYWNoZSJ9?signature=b75f72c993cac7132d39f40ccd0b317dffaa236b9452d58604e5118738312ed1[]

Теперь сравним результаты шага 1 и 2:

====

stem:[{0, 1, 2, 3, 4, 6} = {0, 1, 2, 3, 4, 6}]

Значит, stem:[A cup (B cap C) = (A cup B) cap (A cup 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 + stem:[a(b+c)=ab+ac]
  • Умножение по разности нескольких значений в скобках + stem:[a(b-c)=ab-ac]
  • Деление по сумме нескольких значений в скобках + stem:[(b+c)diva=(bdiva)+(cdiva)]
  • Деление по разности нескольких значений в скобках + stem:[(b-c)diva=(bdiva)-(cdiva)]

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