内容正文:
容斥原理
四年级下第19讲
Culture
1.知识精讲
3.极限挑战
2.例题讲解
4.巩固提升
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数学知识点
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数学知识点
知识精讲
这一讲我们主要学习和“包含”与“排除”有关的问题,这样的问题在生活中就有不少,比如吃瓜子我们说吃掉了一斤瓜子,指的是带壳的瓜子,并非真的吃到肚子里一斤,因为这一斤中还
“包含”着瓜子壳;如果要计算到底吃了多少,最简单的方法就是称一称瓜子壳,
用原来的一斤“排除”掉瓜子壳的重量.
瓜子的例子相对简单,一斤瓜子里一部分是瓜子仁,另一部分就是瓜子壳,
两者各不相关,但本讲要学习的包含与排除问题要复杂一些,
各部分之间会有重叠;比如一个办公室中每个人都至少爱喝茶
或咖啡中的一种,已知有7个人爱喝茶,10个人爱喝咖啡,
那能不能就说办公室里有17个人呢?显然不能,因为可能
有一些人既爱喝茶也爱喝咖啡,如果直接将喝茶的人数和
喝咖啡的人数相加,会把既爱喝茶又爱喝咖啡的人计算2次
(如图所示),计算人数的时候要把这一部分减去才行;
比如,如果有3个人既爱喝茶又爱喝咖啡,那总的人数就应该是7+10-3=14人.
瓜子壳
瓜子仁
喝茶的 喝咖啡的
既喝茶又喝咖啡的
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数学知识点
知识精讲
这就是我们今天要来研究的问题——有重叠的计数问题,即包含与排除问题,研究这种问题通常需要画出示意图(如喝茶与喝咖啡的图),这样的示意图又叫做文氏图,下面我们就用文氏图推导两个对象的容斥原理公式.
如右图所示,如果要计算三个部分的总数,直接计算A+B就会算多了,而多算的正好是部分③,只要把多算的减掉就可以了,上述分析总结成公式就是:
A、B总数=A+B-A、B重叠
这个公式就是两个对象的容斥原理.
A B
① ③ ②
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例题讲解
例题1:
(1)一群小朋友共有50人,他们都喜欢吃辣椒或芥末中的一种或两种,喜欢吃辣椒的有36人,喜欢吃芥末的有20人,那么两种都喜欢吃的有多少人?
(2)暑假里,小高和墨莫一起讨论金陵十八景,他们发现十八景中的每一处都有人去过,而且有五处是两