内容正文:
第二十一讲 容斥原理(包含与排除)
【知识梳理】容斥原理(包含与排除原理):
(用|A|表示集合A中元素的个数,如A={1,2,3},则|A|=3)
原理一(二量重叠):给定两个集合A和B,要计算A∪B中元素的个数,可以分成两步进行:
第一步:先求出∣A∣+∣B∣(或者说把A,B的一切元素都“包含”进来,加在一起);第二步:减去∣A∩B∣(即“排除”加了两次的元素)
总结为公式:|A∪B|=∣A∣+∣B∣-∣A∩B∣
原理二(三量重叠):给定三个集合A,B,C。要计算A∪B∪C中元素的个数,可以分三步进行:
第一步:先求∣A∣+∣B∣+∣C∣; 第二步:减去∣A∩B∣,∣B∩C∣,∣C∩A∣;第三步:再加上∣A∩B∩C∣。
即有以下公式:∣A∪B∪C∣=∣A∣+∣B∣+∣C∣-∣A∩B∣-∣B∩C∣- |C∩A|+|A∩B∩C
【典例精讲1】实验小学三年级一班统计考试成绩,数学得90分上的有35人;语文得90分以上的有31人;两科中至少有一科在90分以上的有38人。问两科都在90分以上的有多少人?
思路分析:设A={数学成绩90分以上的学生},B={语文成绩90分以上的学生},那么,集合A∪B表示两科中至少有一科在90分以上的学生,由题意知,∣A∣=35,∣B∣=31,∣A∪B∣=38,现要求两科均在90分以上的学生人数,即求∣A∩B∣,由容斥原理即可解决。
解答:设A={数学成绩90分以上的学生},B={语文成绩90分以上的学生},
∣A∩B∣=∣A∣+∣B∣-∣A∪B∣=35+31-38=28
答:两科都在90分以上的有28人.
小结:解决这类问题关键要弄清楚重叠部分是多少。
【举一反三】1. 六一班有学生46人,其中会骑自行车的17人,会游泳的14人,既会骑车又会游泳的4人,问两样都不会的有多少人?
2. 两张长4厘米,宽2厘米的长方形纸摆放成如图所示形状,把它放在桌面上,覆盖面积有多少平方厘米?
3. 在1至1000的自然数中,不能被5或7整除的数有多少个?
【典例精讲2】希望小学六年级的课外小组分为音乐、下象棋、书法三个小组,参加音乐小组的有23人,参加下象棋小组的有27人,参加书法小组的有18人;同时参加音乐、下象棋两个小组的有4人,同时参加音乐、书法小组的有7人,同时参加下象棋、书法小组的有5人;三个小组都参加的有2人。问:这