内容正文:
第29讲 容斥问题
(知识梳理+例题讲解+考点练习)
【学习目标】
1.理解容斥问题的本质: 认识容斥问题是一种涉及集合重叠的应用题,理解“有重叠部分的集合总和”的计算原理。
2.掌握容斥原理的核心思想: 学会运用“先加后减”或“韦恩图”的方法解决简单的二集合容斥问题。
3.熟练运用基础公式: 能够根据题目信息,运用二集合容斥原理公式(A∪B = A + B - A∩B)进行计算。
4.解决典型容斥问题: 能够独立解决涉及两类事物、存在部分重叠情况的计数问题(如同时具备两种爱好的人数、参加两项活动的人数等)。
5.培养集合思维: 在理解集合关系、分析重叠部分的过程中,锻炼分类、归纳的数学思维能力。
知识梳理
知识点一、什么是容斥问题?
容斥问题,也叫包含排除问题。这类问题的特点是:
1.有两类事物(或者两个集合),分别有自己的数量。
2.这两类事物中,有一部分对象同时属于两类(即存在重叠)。
3.题目会给出分别属于第一类、第二类事物的数量,以及同时属于这两类事物的数量(重叠部分)。
4.要求我们求出至少属于其中一类事物的总数量(即两类事物的总数,不重复计算重叠部分)。
核心难点: 直接相加两类事物的数量会把重叠部分计算两次,导致总数偏大。需要想办法减去重复计算的部分。
知识点二、核心思想:容斥原理
解决容斥问题的核心思想是“先加后减”:
1.先相加: 把两类事物的数量(A 和 B)加起来。
2.再减去: 减去同时属于两类事物的数量(重叠部分,A∩B)。
3.得到总数: 这样得到的就是至少属于其中一类事物的总数量(A∪B)。
简单公式: 总数 = A的数量 + B的数量 - 重叠部分的数量 或者用集合符号表示: A∪B = A + B - A∩B
知识点三、韦恩图——直观理解
韦恩图是理解容斥问题的好工具。它用两个相交的圆圈来表示两个集合:
1.左边的圆圈(A): 表示只属于第一类事物的数量(纯A)。
2.右边的圆圈(B): 表示只属于第二类事物的数量(纯B)。
3.中间相交的部分(A∩B): 表示同时属于两类事物的数量(重叠)。
4.整个图形覆盖的区域(A∪B): 表示至少属于其中一类事物的总数量。
韦恩图清楚地展示了: 总数 = (纯A) + (纯B) + (重叠) = A + B - 重叠 (因为 A = 纯A + 重叠, B = 纯B + 重叠,所以 A + B = 纯A + 纯B + 2*重叠,减去一个重叠就得到 纯A + 纯B + 重叠 = 总数)
知识点四、解题步骤
解决容斥问题通常遵循以下步骤:
1.仔细审题,明确信息:
(1)找出题目中涉及的两类事物分别是什么(A类是什么?B类是什么?)。
(2)找出属于A类事物的数量(A)。
(3)找出属于B类事物的数量(B)。
(4)找出同时属于A类和B类事物的数量(重叠部分,A∩B)。
2.运用公式(或画图分析):
(1)直接套用公式:总数 = A + B - 重叠。
(2)或者画韦恩图帮助理解,并在图上标出已知数量。
3.计算答案: 进行简单的加减运算。
4.验证结果(可选): 思考一下计算结果是否符合逻辑。例如,总数应该大于或等于A、B中较大的那个数,小于或等于A+B。
例题讲解
一、基础二集合容斥问题
【例题1】五年级(1)班有50名学生,其中32人参加了数学兴趣小组,28人参加了英语兴趣小组,15人两个小组都参加了。求至少参加一个兴趣小组的人数。
【例题2】学校运动会上,五年级有48人参加了跑步比赛,36人参加了跳远比赛,其中12人既参加了跑步又参加了跳远。求参加这两项比赛的总人数。
【例题3】在一次数学测试中,五年级(2)班有35人做对了第一题,27人做对了第二题,其中18人两道题都做对了。如果每人至少做对一道题,求这个班的人数。
二、求重叠部分或单一集合
【例题1】五年级(3)班有45名学生,其中28人参加了数学竞赛,25人参加了语文竞赛,14人两项竞赛都没有参加。求同时参加两项竞赛的人数。
【例题2】某班有50名学生,参加美术小组的有26人,既参加美术小组又参加音乐小组的有12人,参加这两个小组的总人数为35人。求参加音乐小组的人数。
【例题3】学校组织活动,参加跳绳比赛的有42人,参加跑步比赛的有38人,参加这两项比赛的总人数为65人。求同时参加两项比赛的人数。
三、较复杂的容斥问题变形
【例题1】五年级四个班共有180名学生,其中参加数学兴趣小组的有85人,参加语文兴趣小组的有78人,两个小组都不参加的有42人。求只参加一个兴趣小组的人数。
【例题2】五年级学生参加课外学习,学习钢琴的有42人,学习舞蹈的有38人,学习绘画的有35人。同时学习钢琴和舞蹈的有12人,同时学习舞蹈和绘画的有10人,同时学习钢琴和绘画的有8人,三项都学习的有4人。求参加课外学习的学生总人数。
考点练习
一、基础二集合容斥问题
1.某班学生参加兴趣小组,参加绘画组的有25人,参加歌唱组的有30人,其中8人两个小组都参加了。求参加这两个兴趣小组的学生总人数。
2.五年级学生参加语文和数学竞赛,参加语文竞赛的有42人,参加数学竞赛的有48人,其中15人两项竞赛都参加了。求参加竞赛的学生总人数。
3.学校图书馆统计,借阅《童话故事》的有36人,借阅《科学探秘》的有28人,其中两种书都借阅的有12人。求借阅这两种书的学生总人数。
4.五年级学生参加体育活动,参加跳绳的有45人,参加踢毽子的有38人,其中15人既参加跳绳又参加踢毽子。求参加这两项体育活动的学生总人数。
5.某班学生参加课外活动,参加书法组的有22人,参加围棋组的有18人,其中6人两个小组都参加了。求参加这两个课外活动小组的学生总人数。
6.在一次调查中,喜欢篮球的学生有54人,喜欢足球的学生有46人,其中两种运动都喜欢的有23人。求至少喜欢一种运动的学生人数。
7.五年级学生参加乐器学习,学习钢琴的有32人,学习小提琴的有27人,其中两种乐器都学习的有9人。求学习这两种乐器的学生总人数。
二、求重叠部分或单一集合
1.五年级学生参加兴趣小组,参加科技小组的有35人,参加文艺小组的有28人,两项都参加的有12人。求只参加科技小组的人数。
2.某班学生参加课外辅导,参加数学辅导的有45人,参加英语辅导的有36人,参加这两项辅导的总人数为62人。求只参加英语辅导的人数。
3.五年级有60名学生,其中40人喜欢数学,32人喜欢语文,15人既不喜欢数学也不喜欢语文。求既喜欢数学又喜欢语文的人数。
4.学校图书馆有120名学生在看书,其中看故事书的有58人,看科技书的有45人,两种书都看的有18人。求只看故事书的人数比只看科技书的人数多多少人。
5.某班有52名学生,参加体育锻炼的有38人,参加文艺活动的有24人,两项活动都参加的人数是两项都没参加的人数的3倍。求两项活动都参加的人数。
6.五年级学生参加期末考试,语文及格的有48人,数学及格的有45人,两门都及格的有40人,两门都不及格的有3人。求五年级共有多少名学生。
7.学校组织春游活动,参加爬山的有56人,参加划船的有42人,既参加爬山又参加划船的人数是只参加划船人数的2倍。求参加这两项活动的总人数。
三、较复杂的容斥问题变形
1.某班学生参加语文、数学、英语三科考试,语文及格的有45人,数学及格的有40人,英语及格的有38人。语文和数学都及格的有30人,数学和英语都及格的有25人,语文和英语都及格的有20人,三科都及格的有15人,三科都不及格的有3人。求该班共有多少名学生。
2.学校图书馆有故事书、科技书和漫画书三类图书。借阅故事书的有52人,借阅科技书的有45人,借阅漫画书的有38人。同时借阅故事书和科技书的有15人,同时借阅科技书和漫画书的有12人,同时借阅故事书和漫画书的有10人,三类书都借阅的有5人,三类书都不借阅的有8人。求图书馆共有多少名学生在借阅图书。
3.某班有45名学生,其中喜欢打篮球的有28人,喜欢踢足球的有25人,喜欢打乒乓球的有20人。同时喜欢打篮球和踢足球的有10人,同时喜欢踢足球和打乒乓球的有8人,同时喜欢打篮球和打乒乓球的有6人,三项都喜欢的有3人。求三项运动都不喜欢的人数。
4.学校组织学生参加兴趣小组,参加数学小组的有48人,参加语文小组的有42人,参加英语小组的有36人。只参加数学和语文小组的有12人,只参加语文和英语小组的有8人,只参加数学和英语小组的有6人,三个小组都参加的有4人。求参加兴趣小组的学生总人数。
5.五年级学生参加社会实践活动,到工厂参观的有56人,到农村体验的有48人,到社区服务的有42人。既到工厂又到农村的有15人,既到农村又到社区的有12人,既到工厂又到社区的有10人,三个地方都去的有5人,三个地方都没去的有8人。求五年级共有多少名学生。
6.某班学生参加考试,语文得优的有32人,数学得优的有35人,英语得优的有28人。语文和数学都得优的有15人,数学和英语都得优的有12人,语文和英语都得优的有10人,三科都得优的有5人,三科都未得优的有8人。求该班共有多少名学生。
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第29讲 容斥问题
(知识梳理+例题讲解+考点练习)
【学习目标】
1.理解容斥问题的本质: 认识容斥问题是一种涉及集合重叠的应用题,理解“有重叠部分的集合总和”的计算原理。
2.掌握容斥原理的核心思想: 学会运用“先加后减”或“韦恩图”的方法解决简单的二集合容斥问题。
3.熟练运用基础公式: 能够根据题目信息,运用二集合容斥原理公式(A∪B = A + B - A∩B)进行计算。
4.解决典型容斥问题: 能够独立解决涉及两类事物、存在部分重叠情况的计数问题(如同时具备两种爱好的人数、参加两项活动的人数等)。
5.培养集合思维: 在理解集合关系、分析重叠部分的过程中,锻炼分类、归纳的数学思维能力。
知识梳理
知识点一、什么是容斥问题?
容斥问题,也叫包含排除问题。这类问题的特点是:
1.有两类事物(或者两个集合),分别有自己的数量。
2.这两类事物中,有一部分对象同时属于两类(即存在重叠)。
3.题目会给出分别属于第一类、第二类事物的数量,以及同时属于这两类事物的数量(重叠部分)。
4.要求我们求出至少属于其中一类事物的总数量(即两类事物的总数,不重复计算重叠部分)。
核心难点: 直接相加两类事物的数量会把重叠部分计算两次,导致总数偏大。需要想办法减去重复计算的部分。
知识点二、核心思想:容斥原理
解决容斥问题的核心思想是“先加后减”:
1.先相加: 把两类事物的数量(A 和 B)加起来。
2.再减去: 减去同时属于两类事物的数量(重叠部分,A∩B)。
3.得到总数: 这样得到的就是至少属于其中一类事物的总数量(A∪B)。
简单公式: 总数 = A的数量 + B的数量 - 重叠部分的数量 或者用集合符号表示: A∪B = A + B - A∩B
知识点三、韦恩图——直观理解
韦恩图是理解容斥问题的好工具。它用两个相交的圆圈来表示两个集合:
1.左边的圆圈(A): 表示只属于第一类事物的数量(纯A)。
2.右边的圆圈(B): 表示只属于第二类事物的数量(纯B)。
3.中间相交的部分(A∩B): 表示同时属于两类事物的数量(重叠)。
4.整个图形覆盖的区域(A∪B): 表示至少属于其中一类事物的总数量。
韦恩图清楚地展示了: 总数 = (纯A) + (纯B) + (重叠) = A + B - 重叠 (因为 A = 纯A + 重叠, B = 纯B + 重叠,所以 A + B = 纯A + 纯B + 2*重叠,减去一个重叠就得到 纯A + 纯B + 重叠 = 总数)
知识点四、解题步骤
解决容斥问题通常遵循以下步骤:
1.仔细审题,明确信息:
(1)找出题目中涉及的两类事物分别是什么(A类是什么?B类是什么?)。
(2)找出属于A类事物的数量(A)。
(3)找出属于B类事物的数量(B)。
(4)找出同时属于A类和B类事物的数量(重叠部分,A∩B)。
2.运用公式(或画图分析):
(1)直接套用公式:总数 = A + B - 重叠。
(2)或者画韦恩图帮助理解,并在图上标出已知数量。
3.计算答案: 进行简单的加减运算。
4.验证结果(可选): 思考一下计算结果是否符合逻辑。例如,总数应该大于或等于A、B中较大的那个数,小于或等于A+B。
例题讲解
一、基础二集合容斥问题
【例题1】五年级(1)班有50名学生,其中32人参加了数学兴趣小组,28人参加了英语兴趣小组,15人两个小组都参加了。求至少参加一个兴趣小组的人数。
【答案】45人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加数学小组的人数(A)=32,参加英语小组的人数(B)=28,两个小组都参加的人数(A∩B)=15
至少参加一个兴趣小组的人数=32+28-15=45(人)
【例题2】学校运动会上,五年级有48人参加了跑步比赛,36人参加了跳远比赛,其中12人既参加了跑步又参加了跳远。求参加这两项比赛的总人数。
【答案】72人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加跑步的人数(A)=48,参加跳远的人数(B)=36,两项都参加的人数(A∩B)=12
参加这两项比赛的总人数=48+36-12=72(人)
【例题3】在一次数学测试中,五年级(2)班有35人做对了第一题,27人做对了第二题,其中18人两道题都做对了。如果每人至少做对一道题,求这个班的人数。
【答案】44人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
做对第一题的人数(A)=35,做对第二题的人数(B)=27,两道题都做对的人数(A∩B)=18
班级总人数=35+27-18=44(人)
二、求重叠部分或单一集合
【例题1】五年级(3)班有45名学生,其中28人参加了数学竞赛,25人参加了语文竞赛,14人两项竞赛都没有参加。求同时参加两项竞赛的人数。
【答案】12人
【详解】首先求出至少参加一项竞赛的人数:45-14=31(人)
根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B,可得A∩B = A + B - A∪B
参加数学竞赛的人数(A)=28,参加语文竞赛的人数(B)=25,至少参加一项竞赛的人数(A∪B)=31
同时参加两项竞赛的人数=28+25-31=12(人)
【例题2】某班有50名学生,参加美术小组的有26人,既参加美术小组又参加音乐小组的有12人,参加这两个小组的总人数为35人。求参加音乐小组的人数。
【答案】21人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B,可得B = A∪B + A∩B - A
参加美术小组的人数(A)=26,两个小组都参加的人数(A∩B)=12,参加两个小组的总人数(A∪B)=35
参加音乐小组的人数=35+12-26=21(人)
【例题3】学校组织活动,参加跳绳比赛的有42人,参加跑步比赛的有38人,参加这两项比赛的总人数为65人。求同时参加两项比赛的人数。
【答案】15人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B,可得A∩B = A + B - A∪B
参加跳绳比赛的人数(A)=42,参加跑步比赛的人数(B)=38,参加两项比赛的总人数(A∪B)=65
同时参加两项比赛的人数=42+38-65=15(人)
三、较复杂的容斥问题变形
【例题1】五年级四个班共有180名学生,其中参加数学兴趣小组的有85人,参加语文兴趣小组的有78人,两个小组都不参加的有42人。求只参加一个兴趣小组的人数。
【答案】73人
【详解】首先求至少参加一个兴趣小组的人数:180-42=138(人)
根据容斥原理公式,求出两项都参加的人数:A∩B = A + B - A∪B = 85+78-138=25(人)
只参加数学兴趣小组的人数=85-25=60(人)
只参加语文兴趣小组的人数=78-25=53(人)
只参加一个兴趣小组的人数=60+53=113(人)
【例题2】五年级学生参加课外学习,学习钢琴的有42人,学习舞蹈的有38人,学习绘画的有35人。同时学习钢琴和舞蹈的有12人,同时学习舞蹈和绘画的有10人,同时学习钢琴和绘画的有8人,三项都学习的有4人。求参加课外学习的学生总人数。
【答案】89人
【详解】这是一个三集合容斥问题,公式为:A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
学习钢琴的人数(A)=42,学习舞蹈的人数(B)=38,学习绘画的人数(C)=35
同时学习钢琴和舞蹈的人数(A∩B)=12,同时学习舞蹈和绘画的人数(B∩C)=10
同时学习钢琴和绘画的人数(A∩C)=8,三项都学习的人数(A∩B∩C)=4
参加课外学习的总人数=42+38+35-12-10-8+4=89(人)
考点练习
一、基础二集合容斥问题
1.某班学生参加兴趣小组,参加绘画组的有25人,参加歌唱组的有30人,其中8人两个小组都参加了。求参加这两个兴趣小组的学生总人数。
【答案】47人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加绘画组的人数(A)=25,参加歌唱组的人数(B)=30,两个小组都参加的人数(A∩B)=8
参加这两个兴趣小组的总人数=25+30-8=47(人)
2.五年级学生参加语文和数学竞赛,参加语文竞赛的有42人,参加数学竞赛的有48人,其中15人两项竞赛都参加了。求参加竞赛的学生总人数。
【答案】75人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加语文竞赛的人数(A)=42,参加数学竞赛的人数(B)=48,两项都参加的人数(A∩B)=15
参加竞赛的总人数=42+48-15=75(人)
3.学校图书馆统计,借阅《童话故事》的有36人,借阅《科学探秘》的有28人,其中两种书都借阅的有12人。求借阅这两种书的学生总人数。
【答案】52人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
借阅《童话故事》的人数(A)=36,借阅《科学探秘》的人数(B)=28,两种书都借阅的人数(A∩B)=12
借阅这两种书的总人数=36+28-12=52(人)
4.五年级学生参加体育活动,参加跳绳的有45人,参加踢毽子的有38人,其中15人既参加跳绳又参加踢毽子。求参加这两项体育活动的学生总人数。
【答案】68人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加跳绳的人数(A)=45,参加踢毽子的人数(B)=38,两项都参加的人数(A∩B)=15
参加这两项体育活动的总人数=45+38-15=68(人)
5.某班学生参加课外活动,参加书法组的有22人,参加围棋组的有18人,其中6人两个小组都参加了。求参加这两个课外活动小组的学生总人数。
【答案】34人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
参加书法组的人数(A)=22,参加围棋组的人数(B)=18,两个小组都参加的人数(A∩B)=6
参加这两个课外活动小组的总人数=22+18-6=34(人)
6.在一次调查中,喜欢篮球的学生有54人,喜欢足球的学生有46人,其中两种运动都喜欢的有23人。求至少喜欢一种运动的学生人数。
【答案】77人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
喜欢篮球的人数(A)=54,喜欢足球的人数(B)=46,两种运动都喜欢的人数(A∩B)=23
至少喜欢一种运动的人数=54+46-23=77(人)
7.五年级学生参加乐器学习,学习钢琴的有32人,学习小提琴的有27人,其中两种乐器都学习的有9人。求学习这两种乐器的学生总人数。
【答案】50人
【详解】根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B
学习钢琴的人数(A)=32,学习小提琴的人数(B)=27,两种乐器都学习的人数(A∩B)=9
学习这两种乐器的总人数=32+27-9=50(人)
二、求重叠部分或单一集合
1.五年级学生参加兴趣小组,参加科技小组的有35人,参加文艺小组的有28人,两项都参加的有12人。求只参加科技小组的人数。
【答案】23人
【详解】只参加科技小组的人数=参加科技小组的总人数-两项都参加的人数
参加科技小组的人数(A)=35,两项都参加的人数(A∩B)=12
只参加科技小组的人数=35-12=23(人)
2.某班学生参加课外辅导,参加数学辅导的有45人,参加英语辅导的有36人,参加这两项辅导的总人数为62人。求只参加英语辅导的人数。
【答案】17人
【详解】首先求同时参加两项辅导的人数:A∩B = A + B - A∪B = 45+36-62=19(人)
只参加英语辅导的人数=参加英语辅导的总人数-两项都参加的人数=36-19=17(人)
3.五年级有60名学生,其中40人喜欢数学,32人喜欢语文,15人既不喜欢数学也不喜欢语文。求既喜欢数学又喜欢语文的人数。
【答案】27人
【详解】首先求至少喜欢一门学科的人数:60-15=45(人)
根据容斥原理公式:A∩B = A + B - A∪B
喜欢数学的人数(A)=40,喜欢语文的人数(B)=32,至少喜欢一门学科的人数(A∪B)=45
既喜欢数学又喜欢语文的人数=40+32-45=27(人)
4.学校图书馆有120名学生在看书,其中看故事书的有58人,看科技书的有45人,两种书都看的有18人。求只看故事书的人数比只看科技书的人数多多少人。
【答案】13人
【详解】只看故事书的人数=看故事书的总人数-两种书都看的人数=58-18=40(人)
只看科技书的人数=看科技书的总人数-两种书都看的人数=45-18=27(人)
只看故事书的人数比只看科技书的人数多:40-27=13(人)
5.某班有52名学生,参加体育锻炼的有38人,参加文艺活动的有24人,两项活动都参加的人数是两项都没参加的人数的3倍。求两项活动都参加的人数。
【答案】15人
【详解】设两项活动都没参加的人数为x,则两项都参加的人数为3x
至少参加一项活动的人数=52-x
根据容斥原理公式:A∪B = A + B - A∩B,可得52-x = 38+24-3x
解方程:52-x = 62-3x
2x = 10
x = 5
两项活动都参加的人数=3x=15(人)
6.五年级学生参加期末考试,语文及格的有48人,数学及格的有45人,两门都及格的有40人,两门都不及格的有3人。求五年级共有多少名学生。
【答案】56人
【详解】首先求至少一门及格的人数:A∪B = A + B - A∩B = 48+45-40=53(人)
五年级总人数=至少一门及格的人数+两门都不及格的人数=53+3=56(人)
7.学校组织春游活动,参加爬山的有56人,参加划船的有42人,既参加爬山又参加划船的人数是只参加划船人数的2倍。求参加这两项活动的总人数。
【答案】70人
【详解】设只参加划船的人数为x,则既参加爬山又参加划船的人数为2x
参加划船的总人数=只参加划船的人数+两项都参加的人数,即42=x+2x,解得x=14
所以两项都参加的人数=2x=28(人)
参加这两项活动的总人数=A∪B = A + B - A∩B = 56+42-28=70(人)
三、较复杂的容斥问题变形
1.某班学生参加语文、数学、英语三科考试,语文及格的有45人,数学及格的有40人,英语及格的有38人。语文和数学都及格的有30人,数学和英语都及格的有25人,语文和英语都及格的有20人,三科都及格的有15人,三科都不及格的有3人。求该班共有多少名学生。
【答案】56人
【详解】首先求至少一科及格的人数,使用三集合容斥公式:
A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
= 45+40+38-30-25-20+15=63(人)
该班总人数=至少一科及格的人数+三科都不及格的人数=63+3=66(人)
2.学校图书馆有故事书、科技书和漫画书三类图书。借阅故事书的有52人,借阅科技书的有45人,借阅漫画书的有38人。同时借阅故事书和科技书的有15人,同时借阅科技书和漫画书的有12人,同时借阅故事书和漫画书的有10人,三类书都借阅的有5人,三类书都不借阅的有8人。求图书馆共有多少名学生在借阅图书。
【答案】101人
【详解】首先求至少借阅一类书的人数,使用三集合容斥公式:
A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
= 52+45+38-15-12-10+5=103(人)
图书馆借阅图书的学生总数=至少借阅一类书的人数+三类书都不借阅的人数=103+8=111(人)
3.某班有45名学生,其中喜欢打篮球的有28人,喜欢踢足球的有25人,喜欢打乒乓球的有20人。同时喜欢打篮球和踢足球的有10人,同时喜欢踢足球和打乒乓球的有8人,同时喜欢打篮球和打乒乓球的有6人,三项都喜欢的有3人。求三项运动都不喜欢的人数。
【答案】3人
【详解】首先求至少喜欢一项运动的人数,使用三集合容斥公式:
A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
= 28+25+20-10-8-6+3=42(人)
三项运动都不喜欢的人数=总人数-至少喜欢一项运动的人数=45-42=3(人)
4.学校组织学生参加兴趣小组,参加数学小组的有48人,参加语文小组的有42人,参加英语小组的有36人。只参加数学和语文小组的有12人,只参加语文和英语小组的有8人,只参加数学和英语小组的有6人,三个小组都参加的有4人。求参加兴趣小组的学生总人数。
【答案】90人
【详解】这是一个三集合容斥问题,需要区分"只参加两项"和"参加两项"(包括三项都参加)的区别
只参加数学小组的人数=48-12-6-4=26(人)
只参加语文小组的人数=42-12-8-4=18(人)
只参加英语小组的人数=36-8-6-4=18(人)
参加兴趣小组的总人数=只参加数学+只参加语文+只参加英语+只参加数学和语文+只参加语文和英语+只参加数学和英语+三个小组都参加
=26+18+18+12+8+6+4=92(人)
5.五年级学生参加社会实践活动,到工厂参观的有56人,到农村体验的有48人,到社区服务的有42人。既到工厂又到农村的有15人,既到农村又到社区的有12人,既到工厂又到社区的有10人,三个地方都去的有5人,三个地方都没去的有8人。求五年级共有多少名学生。
【答案】126人
【详解】首先求至少去一个地方的人数,使用三集合容斥公式:
A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
= 56+48+42-15-12-10+5=114(人)
五年级总人数=至少去一个地方的人数+三个地方都没去的人数=114+8=122(人)
6.某班学生参加考试,语文得优的有32人,数学得优的有35人,英语得优的有28人。语文和数学都得优的有15人,数学和英语都得优的有12人,语文和英语都得优的有10人,三科都得优的有5人,三科都未得优的有8人。求该班共有多少名学生。
【答案】66人
【详解】首先求至少一科得优的人数,使用三集合容斥公式:
A∪B∪C = A + B + C - A∩B - B∩C - A∩C + A∩B∩C
= 32+35+28-15-12-10+5=63(人)
该班总人数=至少一科得优的人数+三科都未得优的人数=63+8=71(人)
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