M为什么实验室 · 小学数学
三、四年级 · 轻奥选学

容斥:两个圈重叠怎么数?

先会:总量与分量、重叠分类

两类都数一遍,重叠部分被数了两次,减去一次才不重不漏。

两项都会的人算了几次

统计“会游泳或会滑冰”的人数时,如果直接把会游泳的 32 人和会滑冰的 25 人相加,两项都会的 12 人就被算了两次。

只游泳:32−12=20 人
只滑冰:25−12=13 人
两项都会:12 人

一共:

20+13+12=45 人

也可以直接:

32+25−12=45 人

这就是容斥原理:先把两类分别加起来,再减去重叠的一次。

用两个圈表示,可以分成三块:

只游泳 两项都会 只滑冰
20 人 12 人 13 人

两个圈合起来覆盖的总人数,就是“至少会一项”的人数。如果还知道全班人数,用全班人数减去这个数,就是“两项都不会”的人数。

例子

例 1:至少会一项

班里会游泳的有 32 人,会滑冰的有 25 人,两项都会的有 12 人。

32+25−12=45 人

至少会一项的有 45 人。

例 2:两项都不会

这个班一共有 48 人,至少会一项的有 45 人。

48−45=3 人

两项都不会的有 3 人。

选学:三个圈

三个兴趣组:

美术 10 人,音乐 12 人,体育 15 人
美术和音乐都参加 4 人
美术和体育都参加 3 人
音乐和体育都参加 5 人
三个组都参加 2 人

这里的每一个“两组都参加”人数,都包含三个组全参加的人。

先算至少参加一个组的人数:

10+12+15−4−3−5+2
=37−12+2
=27 人

为什么最后要加回 2?三个组都参加的人,在减两两重叠时被减了三次,已经一次不剩,必须加回一次。

易错

  • 直接把两类人数相加,忘了减去重叠部分。
  • 把“两项都会”当成“两项都不会”。
  • 求“只会一项”时,忘记把两项都会的人排除掉。
  • 用总人数减“至少会一项”时,把顺序弄反。
  • 三个圈相加减两两重叠后,忘记把三个都包含的部分加回来。

练习

  1. 18 人会足球,22 人会篮球,8 人两项都会。至少会一项的有多少人?
  2. 只喜欢苹果的有 15 人,只喜欢香蕉的有 10 人,两种都喜欢的有 6 人。至少喜欢其中一种的共有多少人?
  3. 班里 40 人,会游泳的 26 人,会骑车的 18 人,两项都会的 10 人。两项都不会的有多少人?
  4. 参加甲比赛的有 25 人,参加乙比赛的有 20 人,参加比赛的共有 35 人。两项都参加的有多少人?
  5. 【选做】三个组人数分别是 10、12、15,两两重叠分别是 4、3、5,三个都参加的有 2 人。至少参加一个组的有多少人?
  6. 判断:把两类人数直接相加,就是总人数。

答案

  1. 18+22−8=32 人。
  2. 15+10+6=31 人。
  3. 26+18−10=34 人至少会一项;40−34=6 人两项都不会。
  4. 25+20−35=10 人。
  5. 10+12+15−4−3−5+2=27 人。
  6. 错。重叠的人被数了两次,要减去一次。
↑ 回到顶部