一、知識要點
在計數(shù)時,為了使重疊部分不被重復計算,人們研究出一種新的計數(shù)方法,這種方法的基本思想是:先不考慮重疊的情況,把包含于某內(nèi)容中的所有對象的數(shù)目先計算出來,然后再把計數(shù)時重復計算的數(shù)目排斥出去,使得計算的結果既無遺漏又無重復,這種計數(shù)的方法稱為容斥原理。它的基本形式有兩種:
(1)兩個集合的容斥關系:記A、B是兩個集合,屬于集合A的東西有A 個,屬于集合B的東西有B個,既屬于集合A又屬于集合B的東西記為 A∩B;屬于集合A或屬于集合B的東西記為A∪B ,則有:A∪B = A+B - A∩B。
(2)三集合的容斥關系:如果被計數(shù)的事物有A、B、C三類,那么,A類和B類和C類元素個數(shù)總和= A類元素個數(shù)+ B類元素個數(shù)+C類元素個數(shù)—既是A類又是B類的元素個數(shù)—既是A類又是C類的元素個數(shù)—既是B類又是C類的元素個數(shù)+既是A類又是B類而且是C類的元素個數(shù)。用符號來表示為:A∪B∪C = A+B+C - A∩B - B∩C - C∩A + A∩B∩C
二、解題方法
(1)公式法:當題目中的條件完全符合以下兩個公式時,用公式直接代入求解。
兩個集合:A∪B = A+B - A∩B=總個數(shù) ------兩者都不滿足的個數(shù)
三個集合:A∪B∪C = A+B+C - A∩B - B∩C - C∩A + A∩B∩C=總個數(shù)------三者都不滿足的個數(shù)
(2)畫圖法:條件或者所求不完全能用上述兩個公式表示時,利用文氏圖來解決。畫圖法核心步驟:
①畫圈圖; ②填數(shù)字(先填最外一層,再填最內(nèi)一層,然后填中間層); ③做計算。
(3)三集合整體重復型核心公式:
假如滿足三個條件的元素數(shù)量分別為A、B、C,總量為M,滿足兩個條件的總和為x,滿足三個條件的個數(shù)為y,三者都不滿足的條件為p,則有:A∪B∪C= A+B+C-x-2y=M-p。
三、例題解析:
例1、現(xiàn)有50名學生都做物理、化學實驗,如果物理實驗做正確的有40人,化學實驗做正確的有31人,兩種實驗都做錯的有4人,則兩種實驗都做對的有多少人【2006年國家公務員一類考試行測第42題】
A.27人 B.25人 C.19人 D.10人
【答案】B
【解析】設兩種實驗都做對的有x人,根據(jù)核心公式:40+31-x=50-4,解得x=25
例2、某單位有60名運動員參加運動會開幕式,他們著裝白色或黑色上衣,黑色或藍色褲子。其中有12人穿白上衣藍褲子,有34人穿黑褲子,29人穿黑上衣,那么穿黑上衣黑褲子的有多少人? 【2008年廣東省公務員考試行測題】
A.12 B14 C15 D.19
【答案】C
【解析】根據(jù)核心公式:34+29-x=60-12,解得x=15
例3、某專業(yè)有學生50人,現(xiàn)開設甲、乙、丙三門選修課。有40人選修甲課程,36人選修乙課程,30人選修丙課程,兼選甲、乙兩門課的有28人,兼選甲、丙兩門課的有26人,兼選乙、丙兩門課程的有24人,甲、乙、丙三門課程均選的有20人,問三門課均未選的有多少人?【2009年浙江省公務員考試題】
A.1人 B.2人 C.3人 D.4人
【答案】B
【解析】根據(jù)核心公式:40+36+30-28-26-24+20=50-x,解得x=2
例4、如圖所示,X、Y、Z分別是面積為64、180、160的三個不同形狀的紙片,覆蓋住桌面的總面積是290,其中X與Y、Y與Z、Z與X重疊部分的面積依次是24、70、36,那么陰影部分的面積是:
A.15 B.16 C.14 D.18
【答案】B
【解析】根據(jù)核心公式:64+180+160-24-70-36+x=290,解得x=16
復雜容斥原理問題、條件或者所求不完全能用上述兩個公式表示時,利用文氏圖來解決。 畫圖法核心步驟: 一、畫圈圖; 二、填數(shù)字(先填最外一層,再填最內(nèi)一層,然后填中間層); 三、做計算 。
例5、某工作組有12名外國人,其中6人會說英語,5人會說法語,5人會說西班牙語;有3人既會說英語又會說法語,有2人既會說法語又會說西班牙語,有2人既會說西班牙語又會說英語;有1人這三種語言都會說。則只會說一種語言的人比一種語言都不會說的人多多少人【2006年國家公務員考試二類行測第43題】
A. 1人 B.2人 C.3人 D.5人
【答案】C
【解析】題目中所求條件不能用公式來表示時,用文氏圖法。其步驟如下:
(1)畫圖,標數(shù)字,先填最外層,再填最內(nèi)層,通過簡單的四則運算,最后填中間
(2)只會說一種語言的人為2+2+1=5,一種語言也不會說的人有:12-(2+2+1+2+1+1+1)=2,因此,只有說一種語言的比一種語言都不會說的人多5-2=3人。
例6、某高校對一些學生進行問卷調查。在接受調查的學生中,準備參加注冊會計師考試的有63人,準備參加英語六級考試的有89人,準備參加計算機考試的有47人,三種考試都準備參加的有24人,準備選擇兩種考試都參加的有46人,不參加其中任何一種考試的都15人。問接受調查的學生共有多少人?( )【2010年國家公務員考試行測第47題】
A.120 B.144 C.177 D.192
【答案】A
【解析】設接受調查的學生有x人,根據(jù)三集合整體重復型核心公式有:63+89+47-46-2×24=x-15,解得x=120。