ریاضی را حرف بزن · سالهای آخر مدرسه
مجموعهها: چه کسی روی قفسه است
مجموعه یعنی گردایهای از چیزها. چند علامت میگویند چه چیزی عضو است، دو مجموعه چه چیزی مشترک دارند و چه چیزی باقی میماند.
پیشنویس: نوشتهٔ یک دستیار هوش مصنوعی؛ هنوز معلمی آن را بررسی نکرده است.
الفبا
هر نماد را همانطور که زیرش نوشته شده بلند بخوان.
- بخوان: x عضو A است؛ x عضو A نیستیعنی: x روی قفسهٔ A است؛ خط مورب یعنی نیست
- بخوان: A زیرمجموعهٔ B استیعنی: هر عضو A عضو B هم هست
- بخوان: A اجتماع Bیعنی: هر چه در A یا در B یا در هر دو باشد
- بخوان: A اشتراک Bیعنی: فقط آنچه هم در A است هم در B
- بخوان: A منهای Bیعنی: آنچه در A هست و در B نیست
- بخوان: مجموعهٔ تهییعنی: مجموعهای که هیچ عضوی ندارد
- بخوان: اعداد طبیعی درون اعداد صحیحاند، آنها درون اعداد گویا و آنها درون اعداد حقیقییعنی: خانوادههای عددی که هر کدام درون بعدی است: شمارشی، صحیح، کسری، همهٔ محور
- بخوان: بازهٔ نیمباز از ۲ تا ۵، یعنی مجموعهٔ همهٔ xهای حقیقی که ۲ کوچکتر یا مساوی x و x کوچکتر از ۵ استیعنی: کروشه سر بازه را نگه میدارد، پرانتز آن را کنار میگذارد
داستان: قفسههای کتابخانه
روی هر سطر بزن تا کلمههایش را ببینی.
- قفسهٔ A کتابهای شمارهٔ ۱، ۲، ۳ و ۴ را دارد.
- قفسهٔ B کتابهای شمارهٔ ۳، ۴، ۵ و ۶ را دارد.
- کتاب ۲ روی قفسهٔ A است و روی قفسهٔ B نیست.
- کتابهایی که روی هر دو قفسهاند: ۳ و ۴.
- دو قفسه با هم کتابهای ۱ تا ۶ را دارند.
- روی A هست ولی روی B نیست: کتابهای ۱ و ۲.
- کتابهای روی میز مطالعه، ۳ و ۴، همه از قفسهٔ A آمدهاند. چرخدستی خالی هم در A جا میشود.
- عددهای طبیعی از ۱ تا ۶ دقیقاً کتابهای دو قفسهاند.
- جای کتاب، کتابهایی به ضخامت ۲ تا ۵ سانتیمتر میپذیرد: ۲ را میپذیرد، ۵ را نه. کتاب ۲٫۵ جا میشود، کتاب ۵ نه.
- کتابهای ۱ تا ۷ را بگیر و کتابهای دو قفسه را کم کن: فقط کتاب ۷ میماند. گم شده است.
این داستان با کلمهها ۵۹۲ حرف است؛ با نمادها ۹۵.
بخوانش
چه میگوید؟
بنویسش
کدام نمادنویسی همین را میگوید؟
عضوهایی که در A یا در B یا در هر دو هستند.
عددهای حقیقی از ۱ تا ۴، با ۱ و بدون ۴.
مجموعهٔ همهٔ عددهای حقیقی x که x از ۲ بزرگتر است.
عضوهایی که هم در A هستند هم در B.
x عضو B نیست.
مجموعهٔ همهٔ عددهای صحیح x که مربع x از ۱۰ کوچکتر است.
هر عضو C عضو D هم هست.
عددهای حقیقی که اکیداً بین ۰ و ۱ هستند.
آنچه در B هست و در A نیست.
A و B هیچ عضو مشترکی ندارند.
سه عددی طبیعی است.
مجموعهٔ تهی زیرمجموعهٔ هر مجموعهٔ A است.
بسازش
کاشیها را به ترتیب بزن. یکی از کاشیها اضافه است.
اشتراک A و B زیرمجموعهٔ A است.
x عددی حقیقی است که گویا نیست.
عددهای حقیقی از ۰ تا ۳، با ۳ و بدون ۰.
x عضو اجتماع A و B است.
مجموعهٔ عددهای طبیعی n که n از ۴ کوچکتر است.
اشتراک A و B زیرمجموعهٔ اجتماع آنهاست.
چالشها
معماهای خلاقانهای که همهٔ نمادهای این فصل را به کار میبرند. عجله نکن؛ ساعتی در کار نیست.
1 سه جعبهٔ اسباببازی
پنج اسباببازی و سه جعبه. هر جمله دربارهٔ جعبهها را داوری کن: درست یا نادرست؟
| ✓ | |||
| ✓ | ✓ | ✓ | |
| ✓ | ✓ | ✓ | |
| ✓ | |||
تیک یعنی اسباببازی در جعبه است: سطر ۲ زیر A و B و C تیک دارد، پس ۲ در هر سه جعبه است.
خواندن مجموعهها یعنی وارسی اسباببازیها: C درون A و B هر دو است، اما A درون B جا نمیشود، چون اسباببازی ۱ در B نیست.
2 کدام خانواده؟
هر سطر را به معنایش وصل کن.
روی یک سطر بزن، بعد روی معنایش.
هر خانواده درون بعدی است؛ آنچه با برداشتن یک خانواده میماند، همان است که خانوادهٔ بعدی را بزرگتر میکند: کسرها، منفیها و عددهایی مثل رادیکال ۲.
3 حرف قفسهها
هر نماد را به آنچه دربارهٔ قفسههای A و B میگوید وصل کن.
روی یک سطر بزن، بعد روی معنایش.
خط مورب ∈ را به «روی قفسه نیست» تبدیل میکند، ⊆ مجموعههای برابر را هم میپذیرد و مجموعهٔ تهی در هر قفسهای جا میشود.
4 لغزش کروشه
این باید بگوید: بازهٔ از ۲ (با خودش) تا ۵ (بدون خودش) مجموعهٔ عددهای حقیقی x از ۲ تا پیش از ۵ است. یکی از کاشیها غلط است. پیدایش کن و درستش کن.
روی کاشیِ غلط بزن.
پرانتز ۵ را کنار میگذارد، پس شرط باید x < ۵ باشد، نه x ≤ ۵.
5 فقط در A
این باید بگوید: x در A هست و در B نیست، اگر و تنها اگر x در A باشد و x در B نباشد. یکی از کاشیها غلط است. پیدایش کن و درستش کن.
روی کاشیِ غلط بزن.
A ∖ B آنچه در A است نگه میدارد و آنچه در B است برمیدارد؛ پس شرط دوم میگوید x در B نیست.
6 قفسهٔ گمشده
روی هم چهار کتاب داریم. قفسهٔ A کتابهای ۱ و ۴ را دارد. دو قفسه کتاب مشترکی ندارند و با هم هر چهار کتاب را دارند. روی قفسهٔ B چه چیزی هست؟
B باید دقیقاً آنچه A ندارد داشته باشد: کتابهای ۲ و ۳.
7 مربعهای کمتر از ۳۰
این کدام مجموعه است؟
۱ و ۴ و ۹ و ۱۶ و ۲۵ کمتر از ۳۰ هستند، اما ۳۶ نیست؛ پس n تا ۵ میرود.
8 زوج یا فرد
E مجموعهٔ عددهای صحیح زوج و O مجموعهٔ عددهای صحیح فرد باشد. با نماد بنویس: هیچ عدد صحیحی هر دو نیست و هر عدد صحیح یکی از این دو است. بعد مقایسه کن.
یک راه:
هیچ چیز مشترک یعنی ∩ = ∅؛ همهٔ چیزها با هم یعنی ∪ = ℤ.
9 کلیدها روی حلقهها
چهار کلید و سه حلقه؛ هر حلقه مجموعهٔ کلیدهایی است که روی آن آویزاناند. هر جمله را داوری کن: درست یا نادرست؟
| ✓ | ✓ | ||
| ✓ | |||
| ✓ | ✓ | ||
| ✓ |
تیک یعنی کلید روی آن حلقه آویزان است.
فقط کلید ۱ روی A و B هر دو است؛ A و C کلید مشترکی ندارند؛ و A درون B ∪ C جا نمیشود، چون کلید ۲ فقط روی A است.
10 چهار عدد، چهار خانواده
چهار عدد و چهار خانوادهٔ عددی. هر جمله را داوری کن: درست یا نادرست؟
| ✓ | ✓ | ✓ | ||
| ✓ | ✓ | |||
| ✓ | ||||
| ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
تیک یعنی عدد به آن خانواده تعلق دارد.
هر خانواده درون بعدی است، نه برعکس: رادیکال ۲ حقیقی است اما نه گویا و نه صحیح، و همین یک عدد نمیگذارد ℝ درون ℚ جا شود.
11 کروشه و پرانتز
پنج شکل برای نوشتن ۰ و ۱ کنار هم. هر کدام را به معنایش وصل کن.
روی یک سطر بزن، بعد روی معنایش.
کروشه سر بازه را نگه میدارد، پرانتز آن را کنار میگذارد و آکولاد خودِ عضوها را فهرست میکند.
12 دو دایره
دو دایرهٔ A و B را تصور کن که همپوشانی دارند. هر علامت را به ناحیهای که نام میبرد وصل کن.
روی یک سطر بزن، بعد روی معنایش.
∪ همه را میگیرد، ∩ فقط ناحیهٔ مشترک را، و ∖ دایرهٔ اول را میگیرد و دومی را از آن میبُرد؛ پس ترتیب مهم است.
13 چیز تازهای نیست
این باید بگوید: اگر A زیرمجموعهٔ B باشد، آنگاه اجتماع A و B همان B است. یکی از کاشیها غلط است. پیدایش کن و درستش کن.
روی کاشیِ غلط بزن.
هر چه در A هست از پیش در B هم هست، پس افزودن A به B همان B را میدهد، نه A را.
14 نردبان عددها
این باید بگوید: ۳ عددی طبیعی است و عددهای طبیعی درون عددهای حقیقیاند، بنابراین ۳ حقیقی است. یکی از کاشیها غلط است. پیدایش کن و درستش کن.
روی کاشیِ غلط بزن.
خانوادهٔ کوچک درون خانوادهٔ بزرگ است: ℕ ⊂ ℝ. اگر برعکس نوشته شود، نتیجه به دست نمیآید.
15 جعبهٔ اشیای پیداشده
فقط جعبهٔ A شیء ۱ را دارد؛ دو جعبه شیءهای ۲ و ۳ را مشترک دارند؛ جعبهٔ B چیزی ندارد که A نداشته باشد. در جعبهٔ B چه چیزی هست؟
B یعنی آنچه با A مشترک دارد بهاضافهٔ آنچه تنها خودش دارد؛ بخش دوم تهی است، پس B = {۲, ۳}.
16 باران یا آفتاب
D مجموعهٔ روزهای یک هفته، R روزهای بارانی و S روزهای آفتابی باشد. با نماد بنویس: هر روز بارانی یا آفتابی بود و دستکم یک روز هر دو. بعد مقایسه کن.
یک راه:
«هر روز یکی از این دو بود» یعنی اجتماع همهٔ هفته است؛ «دستکم یک روز هر دو» یعنی اشتراک تهی نیست.
فصل تمام شد. این نمادها حالا مال تو هستند.
داستان خودت را بگو
یک داستان سهخطی دربارهٔ دو جعبه اسباببازی بنویس، فقط با علامتها: چه چیزی در هر دو هست، چه چیزی در یکی هست و در دیگری نیست. بعد آن را بلند بخوان.
فقط روی همین دستگاه نگه داشته میشود.