Mathematik

Schnittmenge und Vereinigungsmenge einfach erklärt

Schnittmenge und Vereinigungsmenge einfach erklärt
Schnittmenge und Vereinigungsmenge einfach erklärt
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Die Schnittmenge enthält nur die gemeinsamen Elemente zweier Mengen. Die Vereinigungsmenge enthält alle Elemente, die in mindestens einer der beiden Mengen liegen. Das „oder“ ist dabei einschließend: Elemente aus beiden Mengen gehören ebenfalls dazu.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Woran erkennst du Schnitt und Vereinigung?

Stell dir zwei Gruppen vor. Die Frage entscheidet, welche Mengenoperation du brauchst:

FormulierungOperationBedeutung
„in beiden“, „und zugleich“Schnittmenge $A\cap B$nur gemeinsame Elemente
„in A oder B oder in beiden“Vereinigungsmenge $A\cup B$alle Elemente aus mindestens einer Menge
Definition

Schnittmenge

$A\cap B$ besteht aus allen Elementen, die zugleich zu $A$ und zu $B$ gehören.

Definition

Vereinigungsmenge

$A\cup B$ besteht aus allen Elementen, die zu $A$, zu $B$ oder zu beiden Mengen gehören.

Merke

$\cap$ bedeutet mathematisch und. $\cup$ bedeutet das einschließende oder.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelche Formulierung beschreibt $A\cap B$?
Lösung: Alle Elemente, die in A und zugleich in B liegen — Beim Schnitt müssen beide Zugehörigkeitsbedingungen gleichzeitig erfüllt sein.
Frage 2 von 2LeichtWelche Formulierung beschreibt $A\cup B$?
Lösung: Alle Elemente, die in A, in B oder in beiden Mengen liegen — Das Oder bei der Vereinigung ist einschließend. Die Überschneidung gehört mit dazu.
Wie bildest du die Schnittmenge?

Prüfe jedes Element mit zwei Fragen: Liegt es in $A$? Liegt es auch in $B$? Nur bei zweimal „ja“ kommt es in $A\cap B$.

Beispiel

Gegeben sind

$A=\{1,2,4,6\}$ und $B=\{2,3,4,5\}$.

Die Elemente $2$ und $4$ liegen in beiden Mengen. Deshalb gilt:

$$A\cap B=\{2,4\}$$

$1$ und $6$ liegen nur in $A$; $3$ und $5$ nur in $B$. Sie gehören nicht zur Schnittmenge.

Haben zwei Mengen kein gemeinsames Element, heißen sie disjunkt. Dann ist ihre Schnittmenge die leere Menge $\emptyset$.

Teste dich
Frage 1 von 1MittelGegeben sind $C=\{a,b,c,d\}$ und $D=\{b,d,e\}$. Was ist $C\cap D$?
Lösung: $\{b,d\}$ — Nur $b$ und $d$ erfüllen beide Zugehörigkeitsbedingungen.
Wie bildest du die Vereinigungsmenge?

Bei der Vereinigung sammelst du alle Elemente aus beiden Mengen. Danach notierst du jedes Element genau einmal. Reihenfolge und Mehrfachnennung spielen bei Mengen keine Rolle.

Beispiel

Gegeben sind wieder

$A=\{1,2,4,6\}$ und $B=\{2,3,4,5\}$.

Sammle zunächst die Elemente aus $A$ und ergänze die noch fehlenden Elemente aus $B$. Die gemeinsamen Elemente $2$ und $4$ werden nicht doppelt notiert:

$$A\cup B=\{1,2,3,4,5,6\}$$

Der entscheidende Gedanke: Ein Element muss nur in mindestens einer der beiden Mengen liegen.

Gut zu wissen

Die Schreibweisen $\{1,2,3\}$ und $\{3,2,1\}$ bezeichnen dieselbe Menge. Auch $\{1,1,2,3\}$ enthält als Menge dieselben Elemente, weil Wiederholungen nicht gezählt werden.

Lückentext

Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.

Bei der Schnittmenge muss ein Element in Mengen liegen. Bei der Vereinigungsmenge genügt die Zugehörigkeit zu Menge. Gemeinsame Elemente werden in der Vereinigung notiert.

Lösungen: Lücke 1: beiden; Lücke 2: mindestens einer; Lücke 3: einmal. „Beide“ führt zum Schnitt, „mindestens eine“ zur Vereinigung. In einer Menge erscheint jedes Element nur einmal.
Welche Sonderfälle und Anwendungen gibt es?

Die Grundideen bleiben auch in besonderen Fällen gleich:

  • Ist $A$ eine Teilmenge von $B$, dann liegen alle Elemente aus $A$ bereits in $B$. Daher gilt $A\cup B=B$.
  • Für gleiche Mengen gilt $A\cap A=A$ und $A\cup A=A$.
  • Für die leere Menge gilt $A\cup\emptyset=A$ und $A\cap\emptyset=\emptyset$.
  • Bei disjunkten Mengen ist $A\cap B=\emptyset$; ihre Vereinigung enthält trotzdem alle Elemente aus beiden Mengen.

Anwendung bei einem Zufallsversuch

In einem Behälter liegen zehn gleich wahrscheinliche Kugeln mit den Nummern $0$ bis $9$. Die roten Kugeln tragen die Nummern $0$, $2$, $3$ und $8$.

  • $E=\{0,1,2,3,4,5\}$ bedeutet „Nummer höchstens 5“.
  • $F=\{0,2,3,8\}$ bedeutet „rote Kugel“.

„Rot und höchstens 5“ ist der Schnitt:

$$E\cap F=\{0,2,3\}$$

Drei von zehn gleich wahrscheinlichen Ergebnissen sind günstig. Also ist $P(E\cap F)=\frac{3}{10}$.

„Rot oder höchstens 5 oder beides“ ist die Vereinigung:

$$E\cup F=\{0,1,2,3,4,5,8\}$$

Sieben von zehn Ergebnissen sind günstig. Also ist $P(E\cup F)=\frac{7}{10}$.

Merke

Eine Wahrscheinlichkeit darfst du hier durch Abzählen bestimmen, weil ausdrücklich zehn gleich wahrscheinliche Ergebnisse vorliegen.

Teste dich
Frage 1 von 2MittelFür $A=\{1,2,3\}$ und $B=\{1,2,3,4,5\}$ gilt $A\subseteq B$. Welche Vereinigung ist richtig?
Lösung: $A\cup B=B$ — Weil jedes Element aus A schon in B liegt, fügt A der Vereinigung nichts Neues hinzu.
Frage 2 von 2SchwerIn einem Zufallsversuch bedeutet $G$ „gerade Zahl“ und $H$ „Zahl größer als 4“. Welcher Ausdruck beschreibt „gerade und größer als 4“?
Lösung: $G\cap H$ — Das Wort „und“ verlangt, dass beide Bedingungen zugleich gelten. Deshalb brauchst du die Schnittmenge.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Schnittmenge und Vereinigungsmenge
    • Schnittmenge $A\cap B$
      • in beiden Mengen
      • gemeinsamer Bereich
    • Vereinigungsmenge $A\cup B$
      • in mindestens einer Menge
      • gemeinsame Elemente nur einmal
    • Entscheidung über Sprache
      • „und“ bedeutet Schnitt
      • einschließendes „oder“ bedeutet Vereinigung
    • Anwendung auf Ereignisse
      • Ergebnismenge zuerst bilden
      • Wahrscheinlichkeit danach bestimmen
Abschluss-Check
Teste dich
Frage 1 von 3LeichtWelche Aussage ist richtig?
Lösung: $A\cap B$ enthält nur gemeinsame Elemente. — Der Schnitt beschränkt sich auf Elemente, die beiden Mengen angehören.
Frage 2 von 3MittelGegeben sind $M=\{0,2,4,6\}$ und $N=\{1,2,3,4\}$. Welches Ergebnispaar ist richtig?
Lösung: $M\cap N=\{2,4\}$ und $M\cup N=\{0,1,2,3,4,6\}$ — $2$ und $4$ sind gemeinsam. Für die Vereinigung sammelst du alle vorkommenden Elemente und notierst jedes einmal.
Frage 3 von 3SchwerEine Person sagt: „Oder bedeutet, dass ein Element nur in genau einer Menge liegen darf.“ Wie korrigierst du die Aussage?
Lösung: Bei $A\cup B$ ist das Oder einschließend; auch Elemente aus beiden Mengen gehören dazu. — Die Vereinigung meint „in A oder in B oder in beiden“. Ein exklusives Oder wäre eine andere Verknüpfung.

Kannst du bei einer neuen Aufgabe zuerst die Wörter „und“ oder „oder“ erkennen, dann die passende Operation wählen und schließlich jedes Element auf seine Zugehörigkeit prüfen? Dann beherrschst du den Kern von Schnitt- und Vereinigungsmenge.

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