第24讲 包含与排除-五年级数学思维拓展精编讲义(通用版)
2026-04-08
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精品
资源信息
| 学段 | 小学 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 五年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 竞赛 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 217 KB |
| 发布时间 | 2026-04-08 |
| 更新时间 | 2026-04-08 |
| 作者 | 知途引航 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57233948.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第24讲 包含与排除
📋 核心方法论与知识体系构建 1
一、知识体系全景梳理 1
二、包含与排除解题方法图表记忆法 2
三、奥数思维提升 2
📊 典型例题解构与解题策略精讲 3
📌 考点一:二元容斥原理基础 3
📌 考点二:三元容斥原理进阶 5
📌 考点三:包含与排除综合实际应用 6
⚠️ 易错避坑指南 7
📚 分层专题精练 — 基础夯实·能力进阶·思维跃迁 9
一、基础夯实篇(共8题) 9
二、能力进阶篇(共7题) 10
三、思维跃迁篇(共5题) 11
🔍 精准解析—思路拆解·知识点睛 13
一、基础夯实篇(共8题) 13
二、能力进阶篇(共7题) 15
三、思维跃迁篇(共5题) 17
知途引航 导航知识——科学提分
打造“知识系统化+记忆高效化+解题技巧化”三位一体学习方案
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📋 核心方法论与知识体系构建
一、知识体系全景梳理
包含与排除(也叫容斥原理),是五年级奥数计数模块的核心知识点,承接前序枚举法、四则运算知识点,核心是解决多个集合重叠计数的问题,避免重复计算重叠部分,是统计、计数、数论、概率等题型的基础解题工具。
解题核心:先不考虑重叠的情况,把所有集合的数量先相加,再把计数时重复计算的部分排除出去,使得最终的计数结果既无重复也无遗漏。核心分为二元容斥(两个集合)和三元容斥(三个集合)两大基础模型。
类型
特征
解题策略
典型例子
二元容斥基础型
两个集合有重叠交叉,已知总数量、两个集合的数量,求重叠部分/都不满足的数量
核心公式:总数量-都不满足的=A集合+B集合-重叠部分
五年级一班40人,喜欢语文的25人,喜欢数学的30人,每人至少喜欢一科,求两科都喜欢的人数
二元容斥进阶型
两个集合重叠,已知重叠部分、都不满足的数量,求总数量/单个集合数量
逆向应用公式:总数量=A+B-重叠部分+都不满足的
一个班,喜欢跳绳的28人,喜欢踢毽子的30人,两项都喜欢的13人,两项都不喜欢的5人,求班级总人数
三元容斥基础型
三个集合两两重叠,已知总数量、三个集合的数量、两两重叠的数量,求三者都满足/都不满足的数量
核心公式:总数量-都不满足的=A+B+C-AB重叠-AC重叠-BC重叠+三者都重叠的数量
100名学生,会骑自行车的65人,会游泳的48人,会打球的52人,两两都会的数量已知,求三项都会的人数
数论应用型
求一定范围内,能被某几个数整除的数的个数
先分别求出能被每个数整除的数量,再用容斥原理排除重复计数的公倍数
1-100中,能被2或3整除的数有多少个
几何应用型
多个图形重叠,求总面积/重叠面积
总面积=各图形面积和-重叠部分面积
两个长方形重叠放置,已知各自面积和重叠面积,求覆盖桌面的总面积
二、包含与排除解题方法图表记忆法
方法
适用场景
核心步骤
注意
文氏图法(核心推荐)
所有容斥问题,尤其三个及以上集合的复杂题型
1. 画对应数量的圆圈代表不同集合,圆圈重叠部分代表交集;2. 标注已知的数量,从最内层的三者重叠部分向外标注;3. 结合公式计算未知部分;4. 验证所有区域数量和等于总数量
必须标注清楚每个区域的含义,区分“只满足A”和“满足A”的区别
公式法
条件完整、直接对应二元/三元容斥模型的基础题型
1. 判断题干是二元还是三元容斥;2. 找到公式中对应的已知量;3. 代入核心公式,求解未知量;4. 验证结果是否符合逻辑
严格区分“至少满足一个”和“都不满足”的数量,不可混淆公式边界
逆向排除法
已知总数量、至少满足一个的数量,求都不满足的数量;或正面计数复杂的题型
1. 先求出至少满足一个条件的数量;2. 用总数量减去至少满足一个的数量,得到都不满足的数量;3. 复杂计数先算反面,再用总数减反面
必须保证“至少满足一个”和“都不满足”的和等于总数量,无遗漏
枚举验证法
数值较小、集合数量少的基础题型
1. 按顺序列出所有集合的元素;2. 圈出重复的元素,统计重复次数;3. 按包含与排除规则计算总个数;4. 验证计数无重复无遗漏
仅适合100以内的小数,大数场景不适用,仅用于入门理解原理
三、奥数思维提升
1 核心公式牢记:
二元容斥:至少满足一个的数量 = A + B - A与B都满足的数量
三元容斥:至少满足一个的数量 = A + B + C - AB都满足 - AC都满足 - BC都满足 + ABC都满足的数量
通用关系:总数量 = 至少满足一个的数量 + 所有条件都不满足的数量
2 文氏图核心原则:先填最内层的重叠部分,再向外填两两重叠的剩余部分,最后填只满足单个集合的部分,从内到外标注,避免计算错误。
3 关键概念区分:“满足A的数量”=“只满足A的数量”+“A和B都满足的数量”+“A和C都满足的数量”+“三者都满足的数量”,解题时必须严格区分“只满足”和“满足”,这是高频易错点。
4 验证闭环:计算完成后,把所有区域的数量相加,必须等于总数量;单个集合的所有区域相加,必须等于该集合的总数量,确保无重复、无遗漏。
📊 典型例题解构与解题策略精讲
📌 考点一:二元容斥原理基础
✨ 典型例题 1(二元容斥基础——求重叠部分)
五年级一班有40名学生,其中喜欢语文的有25人,喜欢数学的有30人,每人至少喜欢一科,请问两科都喜欢的有多少人?
解题步骤:
① 明确二元容斥模型:A集合=喜欢语文的25人,B集合=喜欢数学的30人,总人数40人,每人至少喜欢一科,即都不喜欢的人数为0,至少满足一个的数量=40人
② 代入二元容斥公式:至少满足一个的数量 = A + B - 两科都喜欢的数量
③ 变形公式求重叠部分:两科都喜欢的数量 = A + B - 至少满足一个的数量
④ 计算:25+30-40=15人
⑤ 验证:只喜欢语文的25-15=10人,只喜欢数学的30-15=15人,总人数10+15+15=40人,符合条件
【答案】15人
【知识点睛】基础二元容斥问题,核心是理解“两科都喜欢的人数,在相加时被重复计算了一次,因此需要减去重复的部分,得到总人数”。
✨ 典型例题 2(二元容斥进阶——求总数量)
学校组织运动会,参加跑步的有28人,参加跳远的有32人,两项都参加的有12人,两项都没参加的有5人,请问这个班一共有多少人?
解题步骤:
① 先求至少参加一项的人数,代入二元容斥公式:至少参加一项的人数=28+32-12=48人
② 总人数=至少参加一项的人数+两项都没参加的人数
③ 计算:48+5=53人
④ 验证:只参加跑步的28-12=16人,只参加跳远的32-12=20人,两项都参加的12人,都没参加的5人,总人数16+20+12+5=53人,符合条件
【答案】53人
【知识点睛】二元容斥的逆向应用,先求出至少满足一个条件的数量,再加上都不满足的数量,得到总人数,这是容斥原理的高频考法。
✨ 典型例题 3(二元容斥数论应用)
在1-100的自然数中,能被2整除或能被3整除的数一共有多少个?
解题步骤:
① 先分别计算两个集合的数量:
能被2整除的数(A集合):100÷2=50个
能被3整除的数(B集合):100÷3=33个……1,即33个
② 计算重复计数的部分:既能被2整除又能被3整除的数,即能被6整除的数(A∩B):100÷6=16个……4,即16个
③ 代入二元容斥公式:总数=50+33-16=67个
④ 验证:只被2整除的50-16=34个,只被3整除的33-16=17个,同时被2和3整除的16个,总计34+17+16=67个,符合条件
【答案】67个
【知识点睛】数论中的容斥应用,核心是找到重复计数的公倍数部分,用容斥原理排除重复,避免多算。
📌 考点二:三元容斥原理进阶
✨ 典型例题 4(三元容斥基础——求三者都满足的数量)
五年级有100名学生,其中会骑自行车的有65人,会游泳的有48人,会打乒乓球的有52人,既会骑自行车又会游泳的有28人,既会骑自行车又会打乒乓球的有26人,既会游泳又会打乒乓球的有24人,每人至少会一项,请问三项都会的有多少人?
解题步骤:
① 明确三元容斥模型:总人数100人,都不会的人数为0,至少会一项的数量=100人
② 代入三元容斥核心公式:
至少会一项的数量 = A+B+C - AB-AC-BC + 三项都会的数量
③ 变形公式求三项都会的数量:
三项都会的数量 = 至少会一项的数量 - (A+B+C) + (AB+AC+BC)
④ 代入数值计算:100 - (65+48+52) + (28+26+24) = 100 - 165 + 78 = 13人
⑤ 验证:代入公式,65+48+52-28-26-24+13=100,符合总人数,条件成立
【答案】13人
【知识点睛】三元容斥基础题型,核心公式中,两两重叠的部分被多减了一次三者都满足的数量,因此最后需要加回来,这是三元容斥的关键易错点。
✨ 典型例题 5(三元容斥进阶——求都不满足的数量)
一个班有 45 名学生,参加美术小组的有 22 人,参加音乐小组的有 20 人,参加体育小组的有 18 人,既参加美术又参加音乐的有 8 人,既参加美术又参加体育的有 6 人,既参加音乐又参加体育的有 4 人,三个小组都参加的有 2 人,请问三个小组都没参加的有多少人?
解题步骤:
① 至少参加一个小组的人数 = 22+20+18−8−6−4+2=44 人
② 三个小组都没参加的人数 = 45−44=1 人
③ 验证:44+1=45 人,符合总人数
【答案】1 人
【知识点睛】三元容斥的逆向应用,先通过公式求出至少满足一个条件的数量,再用总人数减去该数量,得到都不满足的数量,必须严格遵循三元公式的加减规则。
📌 考点三:包含与排除综合实际应用
✨ 典型例题 6(几何面积应用)
桌面上放着两个长方形,大长方形的面积是120平方厘米,小长方形的面积是80平方厘米,两个长方形重叠部分的面积是30平方厘米,请问这两个长方形覆盖桌面的总面积是多少平方厘米?
解题步骤:
① 覆盖桌面的总面积=两个长方形的面积和-重叠部分的面积(重叠部分被重复计算了一次)
② 代入数值计算:120+80-30=170平方厘米
③ 验证:不重叠的大长方形面积120-30=90平方厘米,不重叠的小长方形面积80-30=50平方厘米,重叠部分30平方厘米,总面积90+50+30=170平方厘米,符合条件
【答案】170平方厘米
【知识点睛】几何中的容斥应用,核心是重叠部分被两个图形各计算了一次,因此需要减去一次重复的面积,得到实际覆盖的总面积。
✨ 典型例题 7(文氏图解复杂应用题)
学校举办语文、数学、英语三科竞赛,五年级有120人参赛,其中参加语文竞赛的有50人,参加数学竞赛的有60人,参加英语竞赛的有55人,既参加语文又参加数学的有20人,既参加数学又参加英语的有18人,三科都参加的有8人,每人至少参加一科,请问既参加语文又参加英语的有多少人?
解题步骤:
① 画三元文氏图,明确已知量:总人数120人,A=语文50,B=数学60,C=英语55,AB=20,BC=18,ABC=8,求AC=?
② 代入三元容斥公式:
120 = 50+60+55 -20-AC-18 +8
③ 化简计算:120 = 165 -38 -AC +8 → 120 = 135 - AC
④ 解得:AC=15人
⑤ 验证:50+60+55-20-15-18+8=120,符合总人数,条件成立
【答案】15人
【知识点睛】三元容斥的灵活应用,通过文氏图明确各部分的对应关系,代入公式变形求解未知的重叠部分,是奥数中高频的综合考法。
⚠️ 易错避坑指南
❌ 二元容斥中,忘记减去重复的重叠部分
错误示例:喜欢语文的25人,喜欢数学的30人,总人数40人,错误计算两科都喜欢的人数为25+30=55人,完全忽略重叠。
正确分析:两个集合相加时,重叠部分被计算了两次,必须减去一次重叠部分,才能得到实际的总人数,正确计算为25+30-40=15人。
❌ 三元容斥中,漏加三者都满足的数量
错误示例:三元容斥计算时,只算了A+B+C-AB-AC-BC,忘记加回ABC三者都满足的数量,导致结果偏小。
正确分析:在减去两两重叠的部分时,三者都满足的部分被多减了一次,因此必须在最后加回来,这是三元容斥公式的核心,不可遗漏。
❌ 混淆“只满足一个条件”和“满足一个条件”
错误示例:既参加语文又参加数学的有15人,参加语文的有25人,错误认为“只参加语文的有25人”,忽略了重叠部分。
正确分析:“参加语文的人数”=“只参加语文的人数”+“语文和数学都参加的人数”+“语文和英语都参加的人数”+“三科都参加的人数”,解题时必须严格区分“只满足”和“满足”的概念。
❌ 忘记加上“都不满足的数量”,导致总人数算错
错误示例:参加跑步的28人,跳远的32人,两项都参加的12人,都没参加的5人,错误计算总人数为28+32-12=48人,漏加都没参加的5人。
正确分析:总人数=至少参加一项的人数+两项都没参加的人数,必须明确公式的边界,“至少满足一个”和“都不满足”共同组成总数量,不可遗漏。
❌ 数论应用中,重复计数的公倍数找错
错误示例:1-100中能被2或3整除的数,错误认为重复部分是能被2×3=6整除的数,却算成了能被2+3=5整除的数,导致结果错误。
正确分析:既能被A整除又能被B整除的数,是A和B的公倍数,最小公倍数为A×B(互质时),必须用最小公倍数计算重复部分,而非和或差。
📚 分层专题精练 — 基础夯实·能力进阶·思维跃迁
一、基础夯实篇(共8题)
1.五年级二班有45名学生,喜欢唱歌的有24人,喜欢跳舞的有28人,每人至少喜欢一项,请问两项都喜欢的有多少人?
2.一个班有50人,参加跳绳比赛的有26人,参加踢毽子比赛的有23人,两项都参加的有10人,请问两项都没参加的有多少人?
3.在1-50的自然数中,能被3整除或能被5整除的数一共有多少个?
4.两个圆形纸片放在桌面上,大圆面积80平方厘米,小圆面积50平方厘米,重叠部分面积20平方厘米,请问两个圆覆盖桌面的总面积是多少平方厘米?
5.判断:二元容斥中,总人数=A集合+B集合+都不满足的数量,这个说法是否正确?
6.一个社区有60户居民,订日报的有32户,订晚报的有34户,两种都订的有15户,请问只订日报不订晚报的有多少户?
7.学校组织春游,带面包的有35人,带水果的有38人,两样都带的有20人,每人至少带一样,请问参加春游的一共有多少人?
8.在1-100的自然数中,既不能被4整除也不能被6整除的数一共有多少个?
二、能力进阶篇(共7题)
9.五年级有80名学生,参加书法比赛的有36人,参加绘画比赛的有40人,参加手工比赛的有28人,既参加书法又参加绘画的有12人,既参加书法又参加手工的有10人,既参加绘画又参加手工的有8人,三项都参加的有4人,每人至少参加一项,请问这个说法是否成立?若不成立,问题出在哪里?
10.一个班有55名学生,订阅《小学生数学报》的有32人,订阅《语文报》的有29人,订阅《英语报》的有25人,其中订阅了两种报纸的有18人,三种报纸都订阅的有5人,请问三种报纸都没订阅的有多少人?
11.在1-200的自然数中,能被2整除、或能被3整除、或能被5整除的数一共有多少个?
12.三个长方形重叠放置,总面积为200平方厘米,三个长方形的面积分别是100、80、60平方厘米,已知第一个和第二个重叠25平方厘米,第二个和第三个重叠20平方厘米,第一个和第三个重叠15平方厘米,请问三个长方形都重叠的面积是多少平方厘米?
13.100名游客中,75人懂英语,83人懂汉语,10人既不懂英语也不懂汉语,请问既懂英语又懂汉语的有多少人?
14.学校运动会,参加田赛的有40人,参加径赛的有60人,两项都参加的有20人,两项都没参加的有10人,请问学校一共有多少人参加运动会?
15.一个班的学生,每人至少参加一个兴趣小组,参加美术组的有30人,参加音乐组的有28人,两个小组都参加的有12人,请问这个班一共有多少人?
三、思维跃迁篇(共5题)
16.证明:三元容斥原理公式 |A∪B∪C|=|A|+|B|+|C|-|A∩B|-|A∩C|-|B∩C|+|A∩B∩C| 成立。
17.五年级有200名学生,其中120人喜欢数学,80人喜欢语文,75人喜欢英语,45人既喜欢数学又喜欢语文,35人既喜欢数学又喜欢英语,25人既喜欢语文又喜欢英语,每人至少喜欢一科,请问三科都喜欢的有多少人?
18.在1-1000的自然数中,既不能被2整除,也不能被3整除,还不能被5整除的数一共有多少个?
19.一次数学测验,满分100分,全班40名学生中,答对第一题的有30人,答对第二题的有28人,答对第三题的有25人,答对第一、二题的有18人,答对第二、三题的有15人,答对第一、三题的有13人,三题都答对的有8人,请问三题都答错的有多少人?
20.有100盏灯,编号1-100,初始全是关闭的。第一次把编号是2的倍数的灯拉一下,第二次把编号是3的倍数的灯拉一下,第三次把编号是5的倍数的灯拉一下,请问拉完三次后,有多少盏灯是亮着的?
🔍 精准解析—思路拆解·知识点睛
一、基础夯实篇(共8题)
1.【答案】7人
解题步骤:
① 二元容斥公式:两科都喜欢的人数=喜欢唱歌的+喜欢跳舞的-总人数
② 代入计算:24+28-45=7人
③ 验证:只喜欢唱歌的24-7=17人,只喜欢跳舞的28-7=21人,总人数17+21+7=45人,符合条件
【知识点睛】基础二元容斥问题,核心是减去重复计算的重叠部分。
2.【答案】11人
解题步骤:
① 至少参加一项的人数=26+23-10=39人
② 两项都没参加的人数=总人数-至少参加一项的人数=50-39=11人
【知识点睛】二元容斥逆向应用,先求至少满足一个的数量,再用总数减去该数量得到都不满足的数量。
3.【答案】23个
解题步骤:
① 能被3整除的数:50÷3=16个……2,共16个
② 能被5整除的数:50÷5=10个
③ 既能被3又能被5整除的数(15的倍数):50÷15=3个……5,共3个
④ 总数=16+10-3=23个
【知识点睛】数论二元容斥应用,重复部分是两个数的公倍数,需减去重复计数的部分。
4.【答案】110平方厘米
解题步骤:
① 覆盖总面积=大圆面积+小圆面积-重叠部分面积
② 计算:80+50-20=110平方厘米
【知识点睛】几何容斥应用,重叠部分被重复计算一次,需减去一次得到实际覆盖面积。
5.【答案】不正确
解题步骤:
① 二元容斥核心公式:总人数=A集合+B集合-重叠部分+都不满足的数量
② 原说法忘记减去重复计算的重叠部分,会导致总人数计算偏大,因此不正确
【知识点睛】牢记二元容斥的完整公式,不可遗漏减去重叠部分的步骤。
6.【答案】17户
解题步骤:
① 只订日报的户数=订日报的户数-两种都订的户数
② 计算:32-15=17户
【知识点睛】区分“只订日报”和“订日报”的区别,前者需要减去重叠的部分。
7.【答案】53人
解题步骤:
① 总人数=带面包的+带水果的-两样都带的
② 计算:35+38-20=53人
【知识点睛】基础二元容斥,每人至少带一样,因此总人数就是至少带一样的数量。
8.【答案】67个
解题步骤:
① 先求能被4或6整除的数的个数:
能被4整除的:100÷4=25个,能被6整除的:100÷6=16个……4,共16个
既能被4又能被6整除的(12的倍数):100÷12=8个……4,共8个
能被4或6整除的总数=25+16-8=33个
② 既不能被4也不能被6整除的数量=100-33=67个
【知识点睛】逆向容斥应用,先算正面满足的数量,再用总数减去得到反面的数量。
二、能力进阶篇(共7题)
9.【答案】不成立,至少参加一项的人数计算为36+40+28-12-10-8+4=78人,小于总人数80人,说明有2人三项都没参加,与“每人至少参加一项”矛盾。
解题步骤:
① 代入三元容斥公式,计算至少参加一项的人数:36+40+28-12-10-8+4=78人
② 总人数80人,说明有80-78=2人三项都没参加,与题干“每人至少参加一项”矛盾,因此说法不成立
【知识点睛】三元容斥的验证应用,通过公式计算结果,反推题干条件是否成立。
10.【答案】7人
解题步骤:
① 至少订阅一种报纸的人数 = 32+29+25−18−5×2=48 人
② 三种都没订阅的人数 = 55−48=7 人
【知识点睛】三元容斥进阶,订阅两种的多算 1 次,订阅三种的多算 2 次,需分别减去对应重复次数。
11.【答案】146个
解题步骤:
① 能被2整除的:200÷2=100个,能被3整除的:200÷3=66个,能被5整除的:200÷5=40个
② 两两重叠:能被2和3整除的(6的倍数):200÷6=33个,能被2和5整除的(10的倍数):200÷10=20个,能被3和5整除的(15的倍数):200÷15=13个
③ 三者重叠:能被2、3、5整除的(30的倍数):200÷30=6个
④ 代入三元容斥公式:总数=100+66+40-33-20-13+6=146个
【知识点睛】三元容斥数论综合应用,严格遵循公式计算,先算单个集合,再算两两重叠,最后算三者重叠。
12.【答案】20平方厘米
解题步骤:
① 代入三元容斥公式:总面积=A+B+C-AB-AC-BC+ABC
② 变形求ABC:ABC=总面积-(A+B+C)+(AB+AC+BC)
③ 代入计算:200-(100+80+60)+(25+20+15)=200-240+60=20平方厘米
【知识点睛】三元容斥几何应用,通过公式变形求三者重叠的面积。
13.【答案】68人
解题步骤:
① 至少懂一门语言的人数=100-10=90人
② 既懂英语又懂汉语的人数=懂英语的+懂汉语的-至少懂一门的人数
③ 计算:75+83-90=68人
【知识点睛】二元容斥逆向应用,先通过总人数和都不懂的数量,求出至少懂一门的数量,再求重叠部分。
14.【答案】90人
解题步骤:
① 至少参加一项的人数=40+60-20=80人
② 总参加人数=至少参加一项的+两项都没参加的=80+10=90人
【知识点睛】二元容斥综合应用,注意总人数包含参加和没参加的两部分。
15.【答案】46人
解题步骤:
① 总人数=参加美术组的+参加音乐组的-两个都参加的
② 计算:30+28-12=46人
【知识点睛】基础二元容斥,每人至少参加一个小组,总人数就是至少参加一个的数量。
三、思维跃迁篇(共5题)
16.【答案】证明成立
解题步骤:
① |A∪B∪C|=|(A∪B)∪C|,先把A∪B看成一个整体,代入二元容斥公式:
|(A∪B)∪C|=|A∪B|+|C|-|(A∪B)∩C|
② 展开|A∪B|=|A|+|B|-|A∩B|,同时|(A∪B)∩C|=|(A∩C)∪(B∩C)|=|A∩C|+|B∩C|-|A∩B∩C|
③ 代入原式:
|A∪B∪C|=|A|+|B|-|A∩B|+|C| - (|A∩C|+|B∩C|-|A∩B∩C|)
④ 化简后得到:|A∪B∪C|=|A|+|B|+|C|-|A∩B|-|A∩C|-|B∩C|+|A∩B∩C|,公式成立
【知识点睛】通过二元容斥公式逐步推导三元容斥公式,理解公式中加减的逻辑来源。
17.【答案】30人
解题步骤:
① 代入三元容斥公式,总人数200人,每人至少喜欢一科,因此至少喜欢一科的数量=200人
② 变形求三科都喜欢的数量=200-(120+80+75)+(45+35+25)
③ 计算:200-275+105=30人
④ 验证:120+80+75-45-35-25+30=200,符合总人数
【知识点睛】三元容斥公式的灵活变形,通过已知量求解三者都满足的数量。
18.【答案】266个
解题步骤:
① 先求能被2、3、5中至少一个整除的数的个数:
能被2整除的:1000÷2=500个,能被3整除的:1000÷3=333个,能被5整除的:1000÷5=200个
两两重叠:6的倍数166个,10的倍数100个,15的倍数66个
三者重叠:30的倍数33个
至少整除一个的总数=500+333+200-166-100-66+33=734个
② 既不能被2、3、5整除的数量=1000-734=266个
【知识点睛】三元容斥逆向应用,大数范围的数论计数,严格遵循公式计算,避免重复遗漏。
19.【答案】5人
解题步骤:
① 至少答对一题的人数=30+28+25−18−15−13+8=35 人
② 三题都答错的人数=40−35=5 人
【知识点睛】三元容斥的综合应用,先求至少答对一题的人数,再用总人数减去得到都答错的人数。
20.【答案】51盏
解题步骤:
① 亮灯规则:拉奇数次亮,偶数次灭
② 2 的倍数:50 盏,3 的倍数:33 盏,5 的倍数:20 盏
③ 两两重叠:6 的倍数 16 盏,10 的倍数 10 盏,15 的倍数 6 盏
④ 三者重叠:30 的倍数 3 盏
⑤ 只拉 1 次:(50−16−10+3)+(33−16−6+3)+(20−10−6+3)=27+14+7=48 盏
⑥ 拉 3 次:3 盏
⑦ 亮灯总数 = 48+3=51 盏
【知识点睛】容斥原理的经典开关问题,核心是区分只拉1次、拉2次、拉3次的灯,只有拉奇数次的灯是亮着的,结合文氏图计算各区域数量。
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