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专题一容斥原理
(知识精讲+典题分析+巩固提升)
【考点概况】
在\t/item/%E5%AE%B9%E6%96%A5%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank计数时,必须注意没有重复,没有遗漏。为了使\t/item/%E5%AE%B9%E6%96%A5%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank重叠部分不被重复计算,人们研究出一种新的计数方法,这种方法的基本思想是:先不考虑重叠的情况,把包含于某内容中的所有对象的数目先计算出来,然后再把计数时重复计算的数目\t/item/%E5%AE%B9%E6%96%A5%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank排斥出去,使得计算的结果既无遗漏又无重复,这种计数的方法称为容斥原理。
【方法总结】
在解答有关包含排除问题时,我们常常利用圆圈图(韦恩图)来帮助分析思考.
容斥原理1:三量重叠问题
1、A类、B类与C类元素个数的总和=A类元素的个数+B类元素个数+C类元素个数﹣既是A类又是B类的元素个数﹣既是B类又是C类的元素个数﹣既是A类又是C类的元素个数+同时是A类、B类、C类的元素个数.
2、用符号表示为:A∪B∪C=A+B+C﹣A∩B﹣B∩C﹣A∩C+A∩B∩C
容斥原理2:两量重叠问题
1、A类与B类元素个数的总和=A类元素的个数+B类元素个数﹣既是A类又是B类的元素个数
2、用符号可表示成:A∪B=A+B﹣A∩B(其中符号“∪”读作“并”,相当于中文“和”或者“或”的意思,符号“∩”读作“交”,相当于中文“且”的意思).
【典例分析】
【典例1】某校六⑴班有学生45人,每人在暑假里都参加体育训练队,其中参加足球队的有25人,参加排球队的有22人,参加游泳队的有24人,足球、排球都参加的有12人,足球、游泳都参加的有9人,排球、游泳都参加的有8人,问:三项都参加的有多少人?
【分析】参加足球队的人数25人为A类元素,参加排球队人数22人为B类元素,参加游泳队的人数24人为C类元素,既是A类又是B类的为足球排球都参加的12人,既是B类又C类的为足球游泳都参加的9人,既是C类又是A类的为排球游泳都参加的8人,三项都参加的是A类B类C类的总和设为X。注意:这个题说的每人都参加了体育训练队,所以这个班的总人数即为A类B类和C类的总和。
【答案】25+22+24-12-9-8+X=45,解得X=3
【典例2】某个班的全体学生在进行了\t/item/%E5%AE%B9%E6%96%A5%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank短跑、游泳、投掷三个项目的测试后,有4名学生在这三个项目上都没有达到优秀,其余每人至少有一项达到了优秀,达到了优秀的这部分学生情况如下表:
短跑
游泳
投掷
短跑
游泳
短跑
投掷
游泳
投掷
短跑
游泳
投掷
17
18
15
6
6
5
2
求这个班的学生共有多少人?
【分析】这个班的学生数,应包括达到优秀和没有达到优秀的。
4+17+18+15-6-6-5+2=39(人)
【典例3】在一根长的木棍上有三种刻度线,第一种刻度线将木棍分成10等份,第二种将木棍分成12等份,第三种将木棍分成15等份。如果沿每条刻度线将木棍锯断,木棍总共被锯成多少段?
【分析】很显然,要计算木棍被锯成多少段,只需要计算出木棍上共有多少条不同的刻度线,在此基础上加1就是段数了。
若按将木棍分成10等份的刻度线锯开,木棍有9条刻度线。在此木棍上加上将木棍分成12等份的11条刻度线,显然刻度线有重复的,如5/10和6/12都是1/2。同样再加上将木棍分成15等份的刻度线,也是如此。所以,我们应该按容斥原理的方法来解决此问题。用容斥原理的那一个呢?想一想,被计数的事物有那几类?每一类的元素个数是多少?
【解答】总长看成单位1分别分成10、12、15段。1/10与1/12的\t/item/%E5%AE%B9%E6%96%A5%E5%8E%9F%E7%90%86/_blank最小公倍数1/2,1/10与1/15的最小公倍数1/5,1/12与1/15的最小公倍数1/3,1/10,1/12和1/15的最小公倍数为1,有10+12+15-(2+5+3)+1=28
一.选择题(共10小题)
1.在使用计算器时,可以用()键开机。
A.ON/C B.CE C.OFF D.M+
2.某班同学积极参加跳绳比赛,参加集体比赛的有10人、参加个人比赛的有19人,两项都参加的有8人,这个班共有()人参加跳绳比赛.
A.21 B.27 C.29 D.37
3.三(1)班有30人,订阅《少儿书画》的有20人,订阅《少年博览》的有25人,每人至少订阅一种刊物,两种刊物都订阅的有()人.
A.15
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