Для решения задачи нужно использовать принцип включения-исключения. Обозначим количество учеников, посещающих театральный кружок, как , а количество учеников, посещающих кружок по рисованию, как . Общее количество учеников в классе . Обозначим количество учеников, которые посещают оба кружка, как .
Принцип включения-исключения для двух множеств гласит:
Подставим известные значения:
Решим уравнение для :
Таким образом, 4 ученика посещают оба кружка.
Теперь рассмотрим каждое утверждение:
Нет ученика, который не посещает ни театральный кружок, ни кружок по рисованию.
Проверим это утверждение. Количество учеников, которые посещают хотя бы один кружок, равно:
Поскольку общее количество учеников в классе также равно 21, это означает, что все ученики посещают хотя бы один кружок. Следовательно, первое утверждение верно.
Найдётся хотя бы 2 человека, которые посещают оба кружка.
Мы нашли, что . Это больше или равно 2, поэтому второе утверждение верно.
Если ученик не ходит в театральный кружок, то он обязательно ходит в кружок по рисованию.
Количество учеников, которые не посещают театральный кружок, равно:
Количество учеников, которые посещают кружок по рисованию, но не театральный кружок, равно:
Таким образом, все 7 учеников, которые не посещают театральный кружок, посещают кружок по рисованию. Следовательно, третье утверждение верно.
Не найдётся 12 человек, которые посещают оба кружка.
Мы нашли, что . Это меньше 12, поэтому четвертое утверждение верно.
Итак, верные утверждения:
1) Нет ученика, который не посещает ни театральный кружок, ни кружок по рисованию.
2) Найдётся хотя бы 2 человека, которые посещают оба кружка.
3) Если ученик не ходит в театральный кружок, то он обязательно ходит в кружок по рисованию.
4) Не найдётся 12 человек, которые посещают оба кружка.