和集合と差集合の計算問題です。これらの演算はデータベース操作、統計学でのサンプル分析、機械学習での特徴エンジニアリングなど、実用的な場面で頻繁に使用されます。
集合演算の定義
和集合(Union): $A \cup B = \{x : x \in A \text{ または } x \in B\}$
差集合(Difference): $A \setminus B = \{x : x \in A \text{ かつ } x \notin B\}$
1. 和集合 $X \cup Y$ の計算
$X = \{a, b, c, d\}$ と $Y = \{c, d, e, f\}$ のすべての要素を重複なく集めます:
$X \cup Y = \{a, b, c, d, e, f\}$
2. 差集合 $X \setminus Y$ の計算
$X$ にあって $Y$ にない要素を求めます:
- $a$:$X$ にあり、$Y$ にない
- $b$:$X$ にあり、$Y$ にない
- $c$:$X$ にあり、$Y$ にもある ✗
- $d$:$X$ にあり、$Y$ にもある ✗
$X \setminus Y = \{a, b\}$
集合演算の実用的応用
集合演算は以下の場面で重要です:
- データベース:JOIN、UNION、EXCEPT操作
- 統計学:標本空間と事象の関係
- 機械学習:特徴選択とデータの前処理
- 確率論:事象の確率計算