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容斥原理深度分析

容斥原理深度分析
容斥原理深度分析

容斥原理类型的题目的难点就在于在运算的时候,计数的重复,遗漏问题。容斥原理的基本思想:先不考虑重叠的情况,把包含于某一内容中的所有对象的数目计算出来,然后再把计数时重复计算的数目排斥出去,使得计算的结既无重复也无遗漏。

这种类型是目前国家、各地区公务员考试的“常客”题型,对于大部分应试者来说,还是比较头痛的一种类型。因此大家需要认真去对待掌握。特别是对于基础的图形模型要了然于胸。容斥原理类型我们一般通过两种方法去解决,公式法和韦恩图解法。图解法是通过画图来求解,相信大家都能做到,这里介绍的一下公式法。

核心公式:

(1) 两个集合的容斥关系公式:

A+B=A∪B+A∩B

(2) 三个集合的容斥关系公式:

A+B+C=A∪B∪C+A∩B+B∩C+C∩A-A∩B∩C

另外还将下面另外一种方程式的公式,首先请参考下图,通过一个例题来理解。

(1) 两个集合的容斥关系(二元)

这个原图的核心部分再与中间的2个圆构成的内容,我们知道2圆相加必然重复算了一次中间部分T:x+y=(A+T)+(B+T) 要计算实际的2圆元素数量即必须把重复的去掉为x+y-T。如果要求A或者B是多少。我们只需把对应x或y去掉公共部分T就可得到。如果要求T是多少。我们只需把x+y-AB元素的总和即得到重复的部分T。另外,两个圆x和y构建的不一定是所有元素。这个时侯我们一定要想办法把这些不是圆内的元素去除掉,否则应用容斥原理就会有麻烦。反过来我们也可以利用这个求所有不参与圆的元素之和。

(2) 三个集合的容斥关系(三元)

例题:假设有100人参加了三个兴趣小组。其中参加数学兴趣小组的有55人,参加语文兴趣小组的有65人,参加英语兴趣小组的有70人,同时参加语文和数学兴趣小组的人数是31人,同时参加数学和英语兴趣小组的人数是40人,同时参加语文和英语兴趣小组的有25人,则三个兴趣小组都参加的人数是多少人?

(1) A+B+T=至少参与一项的总人数(无重叠)

(2) A+2B+3T=至少参与一项的总人数(含重叠部分)

(3) B+3T=至少参与两项的总人数(含重叠)

(4) T三项都参与的人数。

这里介绍一下A、B、T分别是什么

A=x+y+z;表示只参加一个兴趣小组的人数,在图中反应的区域就是每个圆圈互不重叠的部分。

B=a+b+c;表示仅参加了两个兴趣兴趣小组的人数,是图中两两相交的部分总和(不含中间的T区域)

T=全部都参加的人数。也就是图形当中最中间的部分T。

例题通过公式有如下解法:

(1) A+B+T=100;

(2) A+2B+3T=55+65+70=190

(3) B+3T=31+40+25=96

实际上我们要求的是T,(1)+(3)-(2)=T。即得到答案T=100+96-190=6

1、二元容斥应用

二元容斥主要涉及到的集合只有2个,在分析题目的时侯千万要弄清楚谁是集合对象,一般就要从提问入手,看提问中涉及到的关键词是什么。另外不要被其他成份的对象干扰。一定选准了集合对象就要瞄准这个方向走下去。

例题90:某代表团有756名成员,现要对A、B两议案分别分进行表决,且他们只能投赞成票或反对票。已知赞成A议案的有476人,赞成B议案的有294人,对A、B两议案都反对的有169人,则赞成A议案且反对B议案的有()【07浙江】

A.293

B.182

C.183

D.462

参考答案A。

我们先对提问分析,提问的含义实则是“只”反对B议案的人数是多少。那么我们可以通过反对议案这个角度构建容斥。反对B的人数是756-294=462人,两者都反对的是169人。那么只反对B的就是462-169=293人。

例题91:旅行社对120人的调查显示,喜欢爬山的与不喜欢爬山的人数比为5:3;喜欢游泳的与不喜欢游泳的人数比为7:5;两种活动都喜欢的有43人。对这两种活动都不喜欢的人数是()。【09广东】

A.18 B.27 C.28 D.32

参考答案A。

至少喜欢一种的人数=喜欢游泳的+喜欢爬山的-重复部分既喜欢游泳又喜欢爬山的。因此有120×7/12+120×5/8-43=102. 两者都不喜欢的即等于总人数去掉至少喜欢一项的人数:120-102=18人。

如果你注意观察选项你也会发现18+27=45, 18+32=50 分别是不喜欢爬山和不喜欢游泳的人数。也能确定A选项。

例题92:某单位派60名运动员参加运动会开幕式,他们着装白色或黑色上衣,黑色或蓝色裤子。其中有12人穿白上衣蓝裤子,有34人穿黑裤子,29人穿黑上衣,那么穿黑上衣黑裤子的有多少人?【10黑龙江】

A.12B.14C.15D.29

参考答案C。

注意建立容斥关系,要求的是黑色上衣和黑色裤子的相交部分。已知条件告诉我们黑色上衣,黑色裤子各是多少。那么我们只需要知道穿黑色上衣或黑色裤子至少穿一个的人数是多少。即从总人数中去掉不涉及黑色的人数60-12=48. 剩下的就是2元容斥。即答案是(x+y)-参与的总人数=34+29-48=15人。

例题93:某公司100名员工对甲、乙两名经理进行满意度评议,对甲满意的人数占全体参加评议的3/5,对乙满意的人数比甲的人数多6人,对甲乙都不满意的占满意人数的1/3多2人,则对甲乙都满意的人数是()【10广东】 A. 36 B. 26 C. 48 D. 42

参考答案D。

要求都满意的人数。我们可以建立等式参与人数=参与A+参与B-参与AB。则有(100×3/5×2)+6-100=26,这是理想状态下没有都不满意的时侯的人数事实上我们少算了都不满意的人数,那么这个26+2=28 就是都满意和都不满意差值占都满意的2/3 即答案是28×3/2=42.也可直接列方程,令都满意的为a,则都不满意的为a/3 +2. 即可以建立方程 100-(a/3+2)=100×3/5×2+6-a 即也可解得a=42.

2、三元容斥公式应用实例

三元容斥涉及的对象比较多。我们通常建议考生根据不同提问情况区别对待。本小节先对一般情况的题目做一些分析。

例 94:如图所示,X、Y、Z分别是面积为64、180、160的三个不同形状的纸片,覆盖住桌面的总面积是290,其中X与Y、Y与Z、Z与X重叠部分的面积依次是24、70、36,那么阴影部分的面积是:【09国

考】

A.15 B.16 C.14 D.18

参考答案为B。这就是典型的容斥原理图形。求解的阴影面积即为三个集合都相交的区域。根据公式(1) A+B+T=290

(2) A+2B+3T=64+180+160=404

(3) B+3T=24+70+36=130

则组合这些表达式就会得到:(1)+(3)-(2)=T=290+130-404=16 故答案是16

例 95:某市对52种建筑防水卷材产品质量抽检,其中8种产品的低温度不合格,10种产品的可溶物含量不达标,9种产品的接缝剪切性能不合格,同时两项不合格的有7种,有1种产品这三项都不合格,则三项全部合格的建筑防水卷材产品有多少种?【11国考】

A.37

B.36

C.35

D.34

参考答案D。这个题目很有意思,他把我们传统做容斥原理的习惯思维颠覆了一下。通常我们都是根据已知条件多少合格的人后求多少不合格的。那么这里我们也可以把公式所代表的含义颠倒过来用,A表示至少有一项不合格,B表示至少有2项不合格,T表示三项都不合格。根据公式:

(1) A+2B+3T=8+10+9=27;

(2) B=7;

(3) T=1.

可得到A+B+T=27-B-2T=27-7-2=18. 因此合格的有52-18=34.

例96:甲、乙、丙三个人共解出20道数学题,每人都解出了其中的12道题,每道题都有人解出。只有一人解出的题叫做难题,只有两人解出的题叫做中等题,三人解出的题叫做容易题,则难题比容易题多()题?

A.6 B.5 C.4 D.3

参考答案C。稍微整理一下题目,难题也就是三个圆圈中不参与重叠的部分,也就是公式当中的A所表示的;中等题目是只重叠过1次,也就是公式当中的B,简单题则是公式当中的T。

(1)A+B+T=20

(2)A+2B+3T=12×3=36

要求解的是A-T=?;通过上述两个表达式变型可得到:

(1)×2-(2)=A-T=20×2-36=4.

如果不知道怎么变型求解。可以利用我们上面讲的代入消去法去做,令B=0, 则可把三元变为2元。即 T=8,A=12. 即A-T=4.

3、“只”值容斥解题思路

“只”值容斥类型。其实是从提问方式角度划分出来的。有些题目会问只喜欢或只参加某种集合的人数。面对这种带“只”的题目,通常我们是采用逆向思考方式来化三元变为二元容斥。比如说,告诉你总人数,要求只喜欢A的人数。我们可以逆向思维。总人数-喜欢其他的人数和,剩下的就是只喜欢A的人数了。这就转化为只看其他2元的求和问题了。

例题99:对某单位的100名员工进行调查,结果发现他们喜欢看球赛、电影和戏剧。其中58人喜欢看球赛,38人喜欢看戏剧,52人喜欢看电影,既喜欢看球赛又喜欢看戏剧的有18人,既喜欢看电影又喜欢看戏剧的有16人,三种都喜欢看的有12人,则只喜欢看电影的有()。【07国考】

A.22人B.28人C.30人D.36人

参考答案A。

可以画图和列举公式来做的不过耗时。这个“只喜欢”的问法往往我们可以逆向思维

(1)只喜欢看电影的人数=总人数-喜欢看戏剧和球赛的总人数

(2)喜欢看戏剧+喜欢看球赛的=58+38=96人

这部分即喜欢看戏剧又喜欢看球赛的人数是18人,所以喜欢看戏剧和球赛的人数=96-18=78人,则答案是:只喜欢看电影的人数=100-78=22人。

可能很多人还是不能理解这里面的道理,没关系,我们可以再次看上面的三元容斥图。假设红色圆圈“x”就是我们要求的部分,他相当于整体去掉黑色圆+蓝色圆之和(无重复),这就是我们做此题的一个逆向思路。

7-7-5 容斥原理之最值问题.教师版

1. 了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容; 2. 掌握容斥原理的在组合计数等各个方面的应用. 一、两量重叠问题 在一些计数问题中,经常遇到有关集合元素个数的计算.求两个集合并集的元素的个数,不能简单地把两个集合的元素个数相加,而要从两个集合个数之和中减去重复计算的元素个数,即减去交集的元素个数,用式子可表示成: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.)则称这一公式为包含与排除原理,简称容斥原理.图示如下:A 表示小圆部分,B 表示大圆部分,C 表示大圆与小圆的公共部分,记为:A B ,即阴影面积.图示如下:A 表示小圆部分,B 表示大圆部分, C 表示大圆与小圆的公共部分,记为:A B ,即阴影面积. 包含与排除原理告诉我们,要计算两个集合A B 、的并集A B 的元素的个数,可分以下两步进行: 第一步:分别计算集合A B 、的元素个数,然后加起来,即先求A B +(意思是把A B 、的一切元素都“包含”进 来,加在一起); 第二步:从上面的和中减去交集的元素个数,即减去C A B =(意思是“排除”了重复计算的元素个数). 二、三量重叠问题 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.用符号表示为:A B C A B C A B B C A C A B C =++---+.图示如下: 教学目标 知识要点 7-7-5.容斥原理之最值问题 1.先包含——A B + 重叠部分A B 计算了2次,多加了1次; 图中小圆表示A 的元素的个数,中圆表示B 的元素的个数, 1.先包含:A B C ++ 重叠部分A B 、B C 、C A 重叠了2次, 多加了1次. 2.再排除:A B C A B B C A C ++---

容斥原理公式及运用

容斥原理公式及运用 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

在计数时,必须注意无一重复,无一遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,研究出一种新的计数方法。这种方法的基本思路是: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。 一、容斥原理1:两个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B两类,那么,先把A、B两个集合的元素个数相加,发现既是A类又是B类的部分重复计算了一次,所以要减去。如下图所示。【示例1】一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人语文得满分,并且有4人语、数都是满分,那么这个班至少有一门得满分的同学有多少人 数学得满分人数→A,语文得满分人数→B,数学、语文都是满分人数→A∩B,至少有一门得满分人数→A∪B。A∪B=15+12-4=23,共有23人至少有一门得满分。 二、容斥原理2:三个集合的容斥原理

如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,将A、B、C三个集合的元素个数相加后发现两两重叠的部分重复计算了1次,三个集合公共部分被重复计算了2次。 如下图所示,灰色部分A∩B-A∩B∩C、B∩C-A∩B∩C、C∩A-A∩B∩C都被重复计算了1次,黑色部分A∩B∩C被重复计算了2次,因此总数A∪B∪C=A+B+C-(A∩B-A∩B∩C)-(B∩C-A∩B∩C)-(C∩A-A∩B∩C)-2A∩B∩C=A+B+C-A∩B-B∩C-C∩A+A∩B∩C。即得到: 【示例2】某班有学生45人,每人都参加体育训练队,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 参加足球队→A,参加排球队→B,参加游泳队→C,足球、排球都参加的→A∩B,足球、游泳都参加的→C∩A,排球、游泳都参加的→B∩C,三项都参加的→A∩B∩C。三项都参加的有A∩B∩C=A∪B∪C-A-B-C+A∩B+B∩C+C∩A=45-25-22-24+12+9+8=3人。

第二十讲 容斥原理讲解学习

第二十讲容斥原理

第二十讲容斥原理(2) [知识提要] 前面讲述过简单的容斥原理,“容”就是相容,相加,而“斥”就是相斥,相减,容斥原理作为一种计数方法,说简单点,就是从多的往下减,减过头了在加回来,加多了再减,减多了再加……最终得到正确结果。对于计数中容易出现重复的题目,我们常常采用容斥原理,去掉重复的情况。应用于计数集合划分有重叠,无法简单应用加法原理的情况下。 在计数时,为了使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。 如果被计数的事物有A、B两类,那么,具体公式为: A类或B类元素个数= A类元素个数+ B类元素个数—既是A类又是B类的元素个数。 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,具体公式为: A类或B类或C类元素个数= A类元素个数+ 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A类又是C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B类而且是C类的元素个数。 有了以上的容斥原理,一些看起来头绪很多的问题就可以比较方便地得到解决。 [经典例题]

[例1]五(1)班有学生42人,参加体育代表队的有30人,参加文艺代表队的25人,并且每个人都至少参加了一个队,这个班两队都参加的有几个人? [分析]我们可以画一个图帮助思考,画两个相交的圆圈: 其中一个表示体育代表队,另一个表示文艺代表队,那么两圆的内部共有42人,而体育代表队的圆中有30人,文艺代表队的图中有25人,但: 30+25=55>42,这是因为两队都参加的人被计算了两次,因此55-42=13,即是两队都参加的人数。 [解答]解:(30+25)-42=13(人) 答:两队都参加的有13人。 [评注]可能有很多同学还是刚刚接触容斥原理,所以我们用图形来形象地描绘整个问题。当容斥原理的题目做多了之后,很多基本的题目就不再需要一个一个的画图了。但是,当遇到复杂的问题时,图形还是帮助我们理解和解决问题的一个帮手。 [举一反三] 1、某班学生每人家里至少有空调和电脑两种电器中的一种,已知家中有空调的有41人,有电脑的有34人,二者都有的有27人,这个班有学生多少人?

容斥原理的极值问题

容斥原理的极值问题文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

有关容斥原理的极值问题 所谓“极值问题”就是通常说的最大值,最小值的问题,题干中通常有“至少”,“至多”等题眼,解决这类问题通常有两种方法,一是极限思想,另一种就是逆向思维。 通过以下几个例题具体看一下: 1. 某社团共有46人,其中35人爱好戏剧,30人爱好体育,38人爱好写作,40人爱好收藏,至少有几个4个活动都参加 解析: 逆向思维,分别考虑不喜欢其中某项活动的人数是多少,由题意可知,分别为11,16,8,6,只有当这四项集合互相没有交集的时候,四项活动都喜欢的人数才最少,因此最少人数为46-11-16-8-6=5 2. 参加某部门招聘考试的共有120人,考试内容共有6道题。1至6道题分别有86人,88人,92人,76人,72人和70人答对,如果答对3道题或3道以上的人员能通过考试,那么至少有多少人能通过考试 解析(极限思想):要使通过的人最少,那么就是对1道,2道的人最多,并且应该是对2道的人最多(这样消耗的总题目数最多),假设都只对了2道,那120人总共对了240道,而现在对了86+88+92+76+72+70=484,比240多了244道,每个人还可以多4道(这样总人数最少),244/4=61。(逆向思维):先算出来1-6题每题错的人数120-86=34 120-88=32 120- 92=28 120-76=44 120-72=48 120-70=50 要使通过的人数最少,就是没通过的人数最多,让错的人都只错4道就错的人最多,总的错的题数为 34+32+28+44+48+50=236236/4=59120-59=61

容斥原理公式及运用

容斥原理公式及运用 在计数时,必须注意无一重复,无一遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,研究出一种新的计数方法。这种方法的基本思路是: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。 一、容斥原理1:两个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B两类,那么,先把A、B两个集合的元素个数相加,发现既是A类又是B类的部分重复计算了一次,所以要减去。如下图所示。 【示例1】一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人语文得满分,并且有4人语、数都是满分,那么这个班至少有一门得满分的同学有多少人?数学得满分人数→A,语文得满分人数→B,数学、语文都是满分人数→A∩B,至少有一门得满分人数→A∪B。A∪B=15+12-4=23,共有23人至少有一门得满分。 二、容斥原理2:三个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,将A、B、C三个集合的元素个数相加后发现两两重叠的部分重复计算了1次,三个集合公共部分被重复计算了2次。如下图所示,灰色部分A∩B-A∩B∩C、B∩C-A∩B∩C、C∩A-A∩B∩C都被重复计算了1次,黑色部分A∩B∩C被重复计算了2次,因此总数A∪B∪C=A+B+C-(A∩B-A∩B∩C)-(B∩C-A∩B∩C)-(C∩A-A∩B∩C)-2A∩B∩C=A+B+C-A∩

B-B∩C-C∩A+A∩B∩C。即得到: 【示例2】某班有学生45人,每人都参加体育训练队,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? 参加足球队→A,参加排球队→B,参加游泳队→C,足球、排球都参加的→A∩B,足球、游泳都参加的→C∩A,排球、游泳都参加的→B∩C,三项都参加的→A∩B ∩C。三项都参加的有A∩B∩C=A∪B∪C-A-B-C+A∩B+B∩C+C∩ A=45-25-22-24+12+9+8=3人。

容斥原理公式及运用完整版

容斥原理公式及运用 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

在计数时,必须注意无一重复,无一遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,研究出一种新的计数方法。这种方法的基本思路是: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。 一、容斥原理1:两个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B两类,那么,先把A、B两个集合的元素个数相加,发现既是A类又是B类的部分重复计算了一次,所以要减去。如下图所示。 【示例1】??一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人语文得满分,并且有4人语、数都是满分,那么这个班至少有一门得满分的同学有多少人? 数学得满分人数→A,语文得满分人数→B,数学、语文都是满分人数→A∩B,至少有一门得满分人数→A∪B。A∪B=15+12-4=23,共有23人至少有一门得满分。 二、容斥原理2:三个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,将A、B、C三个集合的元素个数相加后发现两两重叠的部分重复计算了1次,三个集合公共部分被重复计算了2次。 如下图所示,灰色部分A∩B-A∩B∩C、B∩C-A∩B∩C、C∩A-A∩B∩C都被重复计算了1次,黑色部分A∩B∩C被重复计算了2次,因此总数A∪B∪C=A+B+C-(A∩B-A∩B∩C)-(B∩C-A∩B∩C)-(C∩A-A∩B∩C)-2A∩B∩C=A+B+C-A∩B-B∩C-C∩A+A∩B∩C。即得到: 【示例2】??某班有学生45人,每人都参加体育训练队,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? 参加足球队→A,参加排球队→B,参加游泳队→C,足球、排球都参加的→A∩B,足球、游泳都参加的→C∩A,排球、游泳都参加的→B∩C,三项都参加的→A∩B∩C。三项都参加的有A∩B∩C=A∪B∪C-A-B-C+A∩B+B∩C+C∩A=45-25-22-24+12+9+8=3人。

第31讲___容斥原理

第31讲容斥原理 例题与方法 例1 在1~100的自然数中,不能被3也不能被5整除的数有多少个? 例2 某班有52人,其中会下棋的有48人,会画画的有37人,会跳舞的有39人,这三项都会的至少有几人? 例3 100名学生中,每人至少懂一种外语,其中75人懂法语,83人懂英语,65人懂日语,懂三种语言的有50人,懂两种外语的有多少人? 例4 在1~143这143个自然数中,与143互质的自然数共有多少个? 例5 某班学生参加语文、数学、英语三科考试,语文、数学、英语都得满分的分别有21人、19人、20人。语文、数学都得满分的有9人;数学、英语都得满分的有7人;语文、英语都得满分的有8人;另有5人三科都未得满分。这个班最多能有多少人? 思考与练习 1.某班有学生46名,其中爱好音乐的有17人,爱好美术的有14人,既爱好音乐又爱好美术的有5人。问:两样都不爱好的有多少人? 2.分母是105的最简真分数共有多少个? 3.一个家电维修站有80%工人精通修彩电,有70%的人精通修空调,10%的人两项不熟悉。问:两项都精通的人占白分之几? 4.在1~100的自然数中,既不能被5整除也不能被9整除的数的和是多少? 5.在1~200的自然数中,能被2整除,或能被3整除,或能被5整除的数共有多少个? 6.在100名学生中,爱好音乐的有56人,爱好体育的有75人,那么既爱好音乐又爱好体育的最少有多少人,最多有多少人? 7.64人订A、B、C三种杂志,订A杂志的有28人,订B杂志的有41人,订C杂志的有20人,订A、B两种杂志的有10人,订B、C两种杂志的有12人,订A、C两种杂志的有12人。三种杂志都订的有多少人? 8.有100位旅客,其中有10人既不懂英语又不懂俄语,有75人懂英语,有83人懂俄语,那么这100位旅客中既懂英语懂俄语的有多少人?

第十讲 容斥原理小学五年级奥数

點算的奧秘:容斥原理基本公式 「容斥原理」(Principle of Inclusion and Exclusion)(亦作「排容原理」)是「點算組合學」中的一條重要原理。但凡略為複雜、包含多種限制條件的點算問題,都要用到這條原理。現在首先從一個點算問題說起。 例題1:設某班每名學生都要選修至少一種外語,其中選修英語的學生人數為25,選修法語的學生人數為18,選修德語的學生人數為20,同時選修英語和法語的學生人數為8,同時選修英語和德語的學生人數為13 ,同時選修法語和德語的學生人數為6,而同時選修上述三種外語的學生人數則為3,問該班共有多少名學生? 答1:我們可以把上述問題表達為下圖: 其中紅色、綠色和藍色圓圈分別代表選修英語、法語和德語的學生。根據三個圓圈之間的交叉關係,可把上圖分為七個區域,分別標以A至G七個字母。如果我們用這七個字母分別代表各字母所在區域的學生人數,那麼根據題意,我們有以下七條等式:(1) A+D+E+G = 25;(2) B+D+F+G = 18;(3) C+E+F+G = 20;(4) D+G = 8; (5) E+G = 13;(6) F+G = 6;(7) G = 3。現在我們要求的是A+B+C+D+E+F+G。如何利用以上資料求得答案? 把頭三條等式加起來,我們得到A+B+C+2D+2E+2F+3G = 63。可是這結果包含了多餘的D、E、F和G,必須設法把多餘的部分減去。由於等式(4)-(6)各有一個D、E和F,若從上述結果減去這三條等式,便可以把多餘的D、E和 F減去,得A+B+C+D+E+F = 36。可是這麼一來,本來重覆重現的G卻變被完全減去了,所以最後還得把等式(7)加上去,得最終結果為A+B+C+D+E+F+G = 39,即該班共有39名學生。□ 在以上例題中,給定的資料是三個集合的元素個數以及這些集合之間的交集的元素個數。在該題的解答中,我們交替加上及減去這些給定的資料。如果我們用 S 1、S 2 和S 3 分別代表選修英語、法語和德語學生的集合,那麼我們要求的答案就 是|S 1∪ S 2 ∪ S 3 |,而該題的解答則可以重新表達為

第二十讲容斥基本知识

第二十讲容斥原理(2) [知识提要] 前面讲述过简单的容斥原理,“容”就是相容,相加,而“斥”就是相斥,相减,容斥原理作为一种计数方法,说简单点,就是从多的往下减,减过头了在加回来,加多了再减,减多了再加……最终得到正确结果。对于计数中容易出现重复的题目,我们常常采用容斥原理,去掉重复的情况。应用于计数集合划分有重叠,无法简单应用加法原理的情况下。 在计数时,为了使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。 如果被计数的事物有A、B两类,那么,具体公式为: A类或B类元素个数= A类元素个数+ B类元素个数—既是A类又是B类的元素个数。 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,具体公式为: A类或B类或C类元素个数= A类元素个数+ 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A类又是C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B类而且是C类的元素个数。 有了以上的容斥原理,一些看起来头绪很多的问题就可以比较方便地得到解决。 [经典例题] [例1]五(1)班有学生42人,参加体育代表队的有30人,参加文艺代表队的25人,并且每个人都至少参加了一个队,这个班两队都参加的有几个人? [分析]我们可以画一个图帮助思考,画两个相交的圆圈:

其中一个表示体育代表队,另一个表示文艺代表队,那么两圆的内部共有42人,而体育代表队的圆中有30人,文艺代表队的图中有25人,但:30+25=55>42,这是因为两队都参加的人被计算了两次,因此55-42=13,即是两队都参加的人数。 [解答]解:(30+25)-42=13(人) 答:两队都参加的有13人。 [评注]可能有很多同学还是刚刚接触容斥原理,所以我们用图形来形象地描绘整个问题。当容斥原理的题目做多了之后,很多基本的题目就不再需要一个一个的画图了。但是,当遇到复杂的问题时,图形还是帮助我们理解和解决问题的一个帮手。 [举一反三] 1、某班学生每人家里至少有空调和电脑两种电器中的一种,已知家中有空调的有41人,有电脑的有34人,二者都有的有27人,这个班有学生多少人? 2、六年级共有96人,两种刊物每人至少订其中一种,有2 3的人订《少年报》,有1 2 的 人订《数学报》,两种刊物都订的有多少人? 3、森林中住着很多动物,据说狮子大王派仙鹤去统计鸟的种数,蝙蝠跑去说:“我有翅膀,我算鸟类。”仙鹤把蝙蝠统计进去了,结果得出森林中共有80种鸟类,狮子大王又派大象去统计兽类的种数,蝙蝠又跑去说:“我没有羽毛,我应该算兽类。”大家又把蝙蝠算为兽类,统计出森林中共有70种兽类。最后狮子大王问:森林中共有鸟类和兽类多少种?狐狸军师听了仙鹤和大象的统计结果,向狮子大王报告:“森林中鸟类与兽类共计150种。”

容斥原理公式及运用

容斥原理公式及运用 在计数时,必须注意无一重复,无一遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,研究出一种新的计数方法。这种方法的基本思路就是: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。 一、容斥原理1:两个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B两类,那么,先把A、B两个集合的元素个数相加,发现既就是A类又就是B类的部分重复计算了一次,所以要减去。如下图所示。 【示例1】一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人语文得满分,并且有4人语、数都就是满分,那么这个班至少有一门得满分的同学有多少人? 数学得满分人数→A,语文得满分人数→B,数学、语文都就是满分人数→A∩B,至少有一门得满分人数→A∪B。A∪B=15+12-4=23,共有23人至少有一门得满分。 二、容斥原理2:三个集合的容斥原理 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,将A、B、C三个集合的元素个数相加后发现两两重叠的部分重复计算了1次,三个集合公共部分被重复计算了2次。 如下图所示,灰色部分A∩B-A∩B∩C、B∩C-A∩B∩C、C∩A-A∩B∩C都被重复计算了1次,黑色部分A∩B∩C被重复计算了2次,因此总数A∪B∪C=A+B+C-(A∩B-A∩B∩C)-(B∩C-A∩B∩C)-(C∩A-A∩B∩C)-2A∩B∩C=A+B+C-A∩B-B∩C-C∩

A+A∩B∩C。即得到: 【示例2】某班有学生45人,每人都参加体育训练队,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? 参加足球队→A,参加排球队→B,参加游泳队→C,足球、排球都参加的→A∩B,足球、游泳都参加的→C∩A,排球、游泳都参加的→B∩C,三项都参加的→A∩B∩C。三项都参加的有A∩B∩C=A∪B∪C-A-B-C+A∩B+B∩C+C∩ A=45-25-22-24+12+9+8=3人。

容斥原理之最值问题

教学目标 1. 了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容; 2. 掌握容斥原理的在组合计数等各个方面的应用. 知识要点 一、两量重叠问题 在一些计数问题中,经常遇到有关集合元素个数的计算?求两个集合并集的元素的个数,不能简单地把 两个集合的元素个数相加,而要从两个集合个数之和中减去重复计算的元素个数,即减去交集的元素个数, 用式子可表示成: AUB A B AI B (其中符号“ U ”读作“并”,相当于中文“和”或者“或”的意思; 符号“ I ”读作“交”,相当于中文“且”的意思. )则称这一公式为包含与排除原理,简称容斥原理?图示 AI B ,即阴影面积?图示 第一步:分别计算集合 A 、B 的元素个数,然后加起来,即先求 A B (意思是把A B 的一切元素都“包含” 进来,加在一起); 第二步:从上面的和中减去交集的元素个数,即减去 C AI B (意思是“排除”了重复计算的元素个数 )? 、三量重叠问题 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.用符号表示为: AUBUC A B C AI B BI C AI C AI BI C .图示如下: 如下:A 表示小圆部分, B 表示大圆部分, C 表示大圆与小圆的公共部分,记为: 包含与排除原理告诉我们,要计算两个集合 A B 的并集AU B 的元素的个数,可分以下两步进行:

例题精讲 【例1】 “走美”主试委员会为三?八年级准备决赛试题。 每 个年级12道题,并且至少有8道题与其他各年 级都不同。如果每道题出现在不同年级,最多只能出现 3次。本届活动至少要准备 道决赛 试题。 【考点】容斥原理之最值问题 【难度】4星 【题型】填空 【关键词】走美杯,4年级,决赛,第9题 【解析】每个年级都有自己8道题目,然后可以三至五年级共用 4道题目,六到八年级共用 4道题目,总共有 8 6 4 2 56 (道)题目。 【答案】56题 【例2】 将1?13这13个数字分别填入如图所示的由四个大小相同的圆分割成的 个圆内的7个数相加,最后把四个圆的和相加,问:和最大是多少? 【考点】容斥原理之最值问题 【难度】4星 【题型】填空 【解析】越是中间,被重复计算的越多,最中心的区域被重复计算四次,将数字按从大到小依次填写于 被重复计算多的区格中,最大和为: 13 X 4+ (12+11 + 10+9 ) X 3+ 8+7+6+5 ) X 2+ 4+3+2+1 ) =240. 【答案】240 【例3】如图,5条同样长的线段拼成了一个五角星?如果每条线段上恰有 这个五角星上红色点最少有多少个 ? 目 tMlF 13个区域中,然后把每 1994个点被染成红色,那么在

容斥原理讲解

容斥原理 在计数时,为了使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。 例、一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人 语文得满分,并且有4人语、数都是满分,那么这个班 至少有一门得满分的同学有多少人? 结论:(公式一) 如果被计数的事物有A、B两类,那么: (A类和B类)事物个数= A个数+ B个数—既是A类又是B类的事物个数。 A∪B=A+B-A∩B 例题1、某班学生每人家里至少有空调和 电脑两种电器中的一种,已知家中有空调 的有41人,有电脑的有34人,二者都有 的有27人,这个班有学生多少人? 例题2、一个班有45名学生,订阅《小学生数学报》 的有15人,订阅《今日少年报》的有10人, 两种报纸都订阅的有6人。 (1)订阅报纸的总人数是多少? (2)两种报纸都没订阅的有多少人? 例题3、在1到1000的自然数中,能被3或5整除的数共有多少个?不能被3或5整除的数共有多少个? 例、某校5(1)班,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34人,足球、排球都参加的有12人, 足球、游泳都参加的有18人,排球、游泳都参加 的有14人,三项都参加的有8人,这个班有多少人?

那么根据题意,我们有以下七条等式: (1)A+D+E+G =25; (2) B+D+F+G =34; (3) C+E+F+G = 22; (4) D+G =18; (5) E+G =12; (6) F+G =14; (7) G = 8。 现在我们要求的是A+B+C+D+E+F+G=? 把头三条等式加起来,我们得到: A+B+C+2D+2E+2F+3G = 81 结果包含了多余的D、E、F和G,必须设法把多余的部分减去。 由于等式(4) (5) (6)各有一个D、E和F, 减去这三条等式,便可以把多余的D、E和 F减去, 得A+B+C+D+E+F = 37。可是这么一来, 本来重复重现的G却变被完全减去了,所以最后还得把等式(7)加上去, 得最终结果为A+B+C+D+E+F+G = 45,即该班共有45名学生。 结论(公式二) 如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,A类和B类和C类事物个数= A类事物个数+ B类事物个数+C类事物个数—既是A类又是B类的事物个数—既是A类又是C类的事物个数—既是B类又是C类的事物个数+既是A类又是B类而且是C类的事物个数。 A∪B∪C=A+B+C-A∩B-A∩C-B∩C+ A∩ B∩C 例题4、设某班每名学生都要选修至少一种外语,其中选修英语的学生人数为25,选修法语的学生人数为18,选修德语的学生人数为20,同时选修英语和法语的学生人数为8,同时选修英语和德语的学生人数为13 ,同时选修法语和德语的学生人数为6,而同时选修上述三种外语的学生人数则为3,问该班共有多少名学生? 例题5、在一个炎热的夏日,几个小朋友去冷饮店,每人至少要了一样冷饮,其中有6人要了冰棍,6人要了汽水, 4人要了雪碧,只要冰棍和汽水的有3人,只要冰棍和雪碧的没有,只要汽水和雪碧的有1人;三样都要的有1人。问:共有几个小朋友去了冷饮店?

容斥原理之最值问题

1. 了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容; 2. 掌握容斥原理的在组合计数等各个方面的应用. 一、两量重叠问题 在一些计数问题中,经常遇到有关集合元素个数的计算.求两个集合并集的元素的个数,不能简单地把两个集合的元素个数相加,而要从两个集合个数之和中减去重复计算的元素个数,即减去交集的元素个数,用式子可表示成: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.)则称这一公式为包含与排除原理,简称容斥原理.图示如下:A 表示小圆部分,B 表示大圆部分,C 表示大圆与小圆的公共部分,记为:A B ,即阴影面积.图示如下:A 表示小圆部分,B 表示大圆部分, C 表示大圆与小圆的公共部分,记为:A B ,即阴影面积. 包含与排除原理告诉我们,要计算两个集合A B 、的并集A B 的元素的个数,可分以下两步进行: 第一步:分别计算集合A B 、的元素个数,然后加起来,即先求A B +(意思是把A B 、的一切元素都“包含”进来,加在一起); 第二步:从上面的和中减去交集的元素个数,即减去C A B =(意思是“排除”了重复计算的元素个数). 二、三量重叠问题 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.用符号表示为:A B C A B C A B B C A C A B C =++---+.图示如下: 教学目标 知识要点 7-7-5.容斥原理之最值问题 1.先包含——A B + 重叠部分A B 计算了2次,多加了1次; A B A B +-1 A B

容斥原理与鸽巢原理的应用

摘要 容斥原理和鸽巢原理作为组合数学中的基本内容,就原理本身而言简单易懂.然而,由于此二者分别在组合计数问题和存在性问题的应用中所展现出来的魅力,国内外学者在很多书籍、学术性论文中关于容斥原理和鸽巢原理的应用进行了探讨,并且关于此方面的研究已取得一系列的成果. 本文主要是以综述的方式从起源、理论和应用三方面对容斥原理和鸽巢原理进行了介绍和分类探讨. 首先介绍了容斥原理分别与加法理论、减法理论的区别与优势,并与实际问题相结合突出其优势所在.其次本文介绍了鸽巢原理的两种具体形式及其推论,并对鸽巢原理在数学理论研究、数学竞赛题目、解决实际生活中的问题等方面的应用进行介绍后,对鸽巢原理的应用中所常见的几种构造“鸽巢”的方法进行了分类谈论. 最后,针对鸽巢原理,我们给出针对新疆某区域关于旅游产品的实际应用实例,并提出了个人见解. 关键词:容斥原理,鸽巢原理,构造方法,鸽巢,鸽子

ABSTRACT As the basic content of combinatorial mathematics, the principle of tolerance and the theory of pigeon nest the principle itself is simple and understandable. However, due to the charm of the two applications in combinatorial counting and existential problems, scholars at home and abroad have probed into the application of the principle of tolerance and the pigeon nest in many books and academic papers, And the research on this aspect has made a series of achievements. In this paper, the author introduces and classifies the theory of tolerance and doctrine and the principle of pigeon nest in the way of summarization from the origin, theory and application. Firstly, the differences and advantages between the theory of tolerance and exclusion and the theory of addition and subtraction were introduced. and the actual problem with the combination of highlighting its advantages. Secondly, this paper introduces two concrete forms of pigeon nest principle and its inference, and introduces the application of pigeon nest principle in mathematics theory research, Maths contest problem, solving real life problems and so on. , several common methods of constructing pigeon nest in the application of pigeon nest principle are classified and discussed. Finally, according to the pigeon Nest principle, we give a practical example of the tourism products in a region of Xinjiang, and put forward personal opinions. KEY WORDS: inclusion-exclusion principle, pigeonhole principle, construction method, pigeonhole, pigeon

容斥原理之最值问题

7-7-5.容斥原理之最值问题 教学目标 1.了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容; 2.掌握容斥原理的在组合计数等各个方面的应用. 知识要点 一、两量重叠问题 在一些计数问题中,经常遇到有关集合元素个数的计算.求两个集合并集的元素的个数,不能简单地把两个集合的元素个数相加,而要从两个集合个数之和中减去重复计算的元素个数,即减去交集的元素个数,用式子可表示成:A U B=A+B-A I B(其中符号“U”读作“并”,相当于中文“和”或者“或”的意思;符号“I”读作“交”,相当于中文“且”的意思.)则称这一公式为包含与排除原理,简称容斥原理.图示如下:A表示小圆部分,B表示大圆部分,C表示大圆与小圆的公共部分,记为:A I B,即阴影面积.图示如下:A表示小圆部分,B表示大圆部分,C表示大圆与小圆的公共部分,记为:A I B,即阴影面积. 1.先包含——A+B 重叠部分A I B计算了2次,多加了1次; 包含与排除原理告诉我们,要计算两个集合A、B的并集A U B的元素的个数,可分以下两步进行: 第一步:分别计算集合A、B的元素个数,然后加起来,即先求A+B(意思是把A、B的一切元素都“包含” 进来,加在一起); 第二步:从上面的和中减去交集的元素个数,即减去C=A I B(意思是“排除”了重复计算的元素个数).二、三量重叠问题 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.用符号表示为:A U B U C=A+B+C-A I B-B I C-A I C+A I B I C.图示如下:

容斥原理公式

容斥原理 1.关键提示:容斥原理关键内容就是两个公式,考生只要把这两个公式灵活掌握就可全面应对此类题型。另外在练习及真考的过程中,请借助图例将更有助于解题。 2.2.核心公式:(1)两个集合的容斥关系公式:A+B=A∪B+A∩B (2)三个集合的容斥关系公式:A+B+C=A∪B∪C+A∩B+B∩C+C∩A-A∩B∩C 例题1:2004年中央A类真题某大学某班学生总数为32人,在第一次考试中有26人及格,在第二次考试中有24人及格,若两次考试中,都没有及格的有4人,那么两次考试都及格的人数是( )。A.22 B.18 C.28 D.26 解析:设A=第一次考试中及格的人(26),B=第二次考试中及格的人(24)显然,A +B=26+24=50;A∪B=32-4=28,则根据公式A∩B=A+B-A∪B=50-28=22 所以,答案为A。 例题2:2004年山东真题某单位有青年员工85人,其中68人会骑自行车,62人会游泳,既不会骑车又不会游泳的有12人,则既会骑车又会游泳的有()人A.57 B.73 C.130 D.69 解析:设A=会骑自行车的人(68),B=会游泳的人(62)显然,A+B=68+62=130;A∪B=85-12=73,则根据公式A∩B =A+B-A∪B=130-73=57 所以,答案为A。 例题3:电视台向100人调查前一天收看电视的情况,有62人看过2频道,34人看过8频道,11人两个频道都看过。两个频道都没看过的有多少人?解析:设A=看过2频道的人(62),B=看过8频道的人(34)显然,A+B=62+34=96;A∩B=两个频道都看过的人(11)则根据公式A∪B=A+B-A∩B =96-11=85 所以,两个频道都没有看过的人数=100-85=15 所以,答案

容斥原理习题加答案

1.现有50名学生都做物理、化学实验,如果物理实验做正确的有40人,化学实验做正确的有31人,两种实验都错的有4人,则两种实验都做对的有( ) A、27人 B、25人 C、19人 D、10人 【答案】B 【解析】直接代入公式为:50=31+40+4-A∩B 得A∩B=25,所以答案为B。 2.某服装厂生产出来的一批衬衫大号和小号各占一半。其中25%是白色的,75%是蓝色的。如果这批衬衫共有100件,其中大号白色衬衫有10件,小号蓝色衬衫有多少件?() A、15 B、25 C、35 D、40 【答案】C 【解析】这是一种新题型,该种题型直接从求解出发,将所求答案设为A∩B,本题设小号和蓝色分别为两个事件A和B,小号占50%,蓝色占75%,直接代入公式为:100=50+75+10-A∩B,得:A∩B=35。 3.某高校对一些学生进行问卷调查。在接受调查的学生中,准备参加注册会计师考试的有63人,准备参加英语六级考试的有89人,准备参加计算机考试的有47人,三种考试都准备参加的有24人,准备只选择两种考试都参加的有46人,

不参加其中任何一种考试的都15人。问接受调查的学生共有多少人?()A.120 B.144 C.177 D.192 【答案】A 【解析】本题画图按中路突破原则,先填充三集合公共部分数字24,再推其他部分数字: 根据每个区域含义应用公式得到: 总数=各集合数之和-两两集合数之和+三集合公共数+三集合之外数 =63+89+47-{(x+24)+(z+24)+(y+24)}+24+15 =199-{(x+z+y)+24+24+24}+24+15 根据上述含义分析得到:x+z+y只属于两集合数之和,也就是该题所讲的只选择两种考试都参加的人数,所以x+z+y的值为46人;得本题答案为120. 4.对某单位的100名员工进行调查,结果发现他们喜欢看球赛和电影、戏剧。其中58人喜欢看球赛,38人喜欢看戏剧,52人喜欢看电影,既喜欢看球赛又喜欢看戏剧的有18人,既喜欢看电影又喜欢看戏剧的有16人,三种都喜欢看的有12人,则只喜欢看电影的有多少人() A.22人 B.28人 C.30人 D.36人 【答案】A 【解析】本题画图按中路突破原则,先填充三集合公共部分数字12,再推其他部分数字: 根据各区域含义及应用公式得到: 总数=各集合数之和-两两集合数之和+三集合公共数+三集合之外数 100=58+38+52-{18+16+(12+ x)}+12+0,因为该题中,没有三种都不喜欢的人,所以三集合之外数为0,解方程得到:x=14。52=x+12+4+Y=14+12+4+Y,得到Y=22人。

集合与容斥原理

第一讲集合与容斥原理 数学是一门非常迷人的学科,久远的历史,勃勃的生机使她发展成为一棵枝叶茂盛的参天大树,人们不禁要问:这根大树到底扎根于何处?为了回答这个问题,在19世纪末,德国数学家康托系统地描绘了一个能够为全部数学提供基础的通用数学框架,他创立的这个学科一直是我们数学发展的根植地,这个学科就叫做集合论。它的概念与方法已经有效地渗透到所有的现代数学。可以认为,数学的所有内容都是在“集合”中讨论、生长的。 集合是一种基本数学语言、一种基本数学工具。它不仅是高中数学的第一课,而且是整个数学的基础。对集合的理解和掌握不能仅仅停留在高中数学起始课的水平上,而要随着数学学习的进程而不断深化,自觉使用集合语言(术语与符号)来表示各种数学名词,主动使用集合工具来表示各种数量关系。如用集合表示空间的线面及其关系,表示平面轨迹及其关系、表示方程(组)或不等式(组)的解、表示充要条件,描述排列组合,用集合的性质进行组合计数等。集合的划分反映了集合与子集之间的关系,这既是一类数学问题,也是数学中的解题策略——分类思想的基础,在近几年来的数学竞赛中经常出现,日益受到重视,本讲主要介绍有关的概念、结论以及处理集合、子集与划分问题的方法。 1.集合的概念 集合是一个不定义的概念,集合中的元素有三个特征: (1)确定性设A是一个给定的集合,a是某一具体对象,则a或者是A的元素,或者不是A的元素,两者必居其一,即a∈A与a?A仅有一种情况成立。 (2)互异性一个给定的集合中的元素是指互不相同的对象,即同一个集合中不应出现同一个元素. (3)无序性 2.集合的表示方法 主要有列举法、描述法、区间法、语言叙述法。常用数集如:R , ,应熟记。 N, Z Q 3.实数的子集与数轴上的点集之间的互相转换,有序实数对的集合与平面上的点集可以互相转换。对于方程、不等式的解集,要注意它们的几何意义。 4.子集、真子集及相等集 (1)A?? B A?B或A=B; (2)A?B?A?B且A≠B; (3)A=B?A?B且A?B。 5.一个n阶集合(即由个元素组成的集合)有n2个不同的子集,其中有n2-1个非空子集,也有n2-1个真子集。 6.集合的交、并、补运算 x∈} A B={A |且B x∈ x x∈} A B={A |或B x x∈ x?} A∈ {且A =| I x x 要掌握有关集合的几个运算律: (1)交换律A B=B A,A B=B A; (2)结合律A (B C)=(A B) C, A ( B C)=(A B) C;

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