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容斥原理属于方法驱动型的题型,这一题型有着相对固定的解题方法,只要掌握相应的公式和画图的技巧,这一类题还是比较容易把握的。两集合只有一个公式,相信各位考生能够灵活运用,但是三集合我们介绍了两个常用公式,分别是标准型公式和变形公式,三集合容斥原理用公式法解题时,有考生常常无法根据题目条件选用正确的公式。灿哥今天就和各位考生一起来探讨三集合公式如何选择的问题。
我们先来看一下三集合的两个公式分别为:
标准型公式:总个数-都不满足的个数=A+B+C-(AB+AC+BC)+ABC
变形公式:总个数-都不满足的个数=A+B+C-②-2×③
(其中②表示满足两个条件的个数;③表示三个条件都满足的个数)
两个公式中共同的部分“A、B、C”分别代表满足条件A、B、C的个数,标准型公式中的“ABC”与变形公式中的“③”,代表的含义是相同的,均表示三个条件都满足的个数,两种写法甚至可以互换。那么两个公式最大的区别就在于,标准型公式中的“AB+AC+BC”与变形公式中的“②”的区别,这两个部分既有联系又有区别。联系在于,这两个部分均表示满足两个条件的个数。区别在于,标准型公式中的“AB”表示同时满足条件AB的个数,且包含同时满足条件ABC的个数,“AC、BC”代表的含义与之类似,也均包含同时满足条件ABC的个数。而变形公式中的“②”只是很抽象、很笼统地表示满足两个条件的个数,且不包含同时满足条件ABC的个数。
包不包含“同时满足条件ABC的个数”,在我们选择这两个公式时不是最重要的,最重要的是要看题目给定“满足两个条件的个数”这一条件是很具体还是很抽象:如果题目很“具体地”给了满足某两个条件的个数(如同时满足条件AB的个数、同时满足条件AC的个数、同时满足条件BC的个数),则选用标准型公式;如果题目只是“很笼统、很抽象地”给了满足两个条件的个数,至于是哪两个条件,题目没有明确说明,则选用变形公式。
接下来我们就根据这个原则,结合具体例题来选择一下三集合容斥原理的两个公式。
【例1】某专业有学生50人,现开设有甲、乙、丙三门选修课。有40人选修甲课程,36人选修乙课程,30人选修丙课程,兼选甲、乙两门课程的有28人,兼选甲、丙两门课程的有26人,兼选乙、丙两门课程的有24人,甲、乙、丙三门课程均选的有20人,问三门课程均未选的有多少人?( )
A.1人 B.2人
C.3人 D.4人
【灿哥开讲】此题中给定的“满足两个条件的个数”是很“具体地”给出的,如“兼选甲、乙两门课程的有28人,兼选甲、丙两门课程的有26人,兼选乙、丙两门课程的有24人”,分别相当于标准型公式中的“AB、AC、BC”,因此本题选用标准型公式,设“三门课程均未选的有x人”,代入数据,得:
50-x=40+36+30-(28+26+24)+20
计算采用尾数法,可知x的尾数为2,因此,本题选择B选项。
【例2】某公司招聘员工,按规定每人至多可投考两个职位,结果共42人报名,甲、乙、丙三个职位报名人数分别是22人、16人、25人,其中同时报甲、乙职位的人数为8人,同时报甲、丙职位的人数为6人,那么同时报乙、丙职位的人数为:( )
A.7人 B.8人
C.5人 D.6人
【解析】此题中给定的“满足两个条件的个数”是很“具体地”给出的,如“同时报甲、乙职位的人数为8人,同时报甲、丙职位的人数为6人”,以及问题部分“同时报乙、丙职位的人数”,分别相当于标准型公式中的“AB、AC、BC”,因此本题选用标准型公式,设“同时报乙、丙职位的人数x人”,本题中由于“按规定每人至多可投考两个职位”,因此三个职位都报的人数为0,另外,42人既然均是报名人员,至少报了一个职位,或者说这42人中三个职位均未报的人数为0,代入数据,得:
42-0=22+16+25-(8+6+x)+0
计算采用尾数法,可知x的尾数为7,因此,本题选择A选项。
【例3】某乡镇举行运动会,共有长跑、跳远和短跑三个项目。参加长跑的有49人,参加跳远的有36人,参加短跑的有28人,只参加其中两个项目的有13人,参加全部项目的有9人。那么参加该次运动会的总人数为( )。
A.75 B.82
C.88 D.95
【灿哥开讲】此题中给定的“满足两个条件的个数”是很“抽象地”给出的,如“只参加其中两个项目的有13人”,至于是哪两个项目,题目没有说明,因此本题选用变形公式。设“参加该次运动会的总人数为x”,由于本次运动会只有“长跑、跳远和短跑三个项目”,因此x人每人至少参加了其中一个项目,或者说这x人中,三个项目均未参加的人数是0人,代入数据,得:
x-0=49+36+28-13-2×9
计算采用尾数法,可知x的尾数为2,因此,本题选择B选项。
【例4】为丰富职工业余文化生活,某单位组织了合唱、象棋、羽毛球三项活动。在该单位的所有职工中,参加合唱活动有189人,参加象棋活动有152人,参加羽毛球活动有135人,参加两种活动的有130人,参加三种活动的有69人,不参加任何一种活动的有44人。该单位的职工人数为( )。
A.233 B.252
C.321 D.520
【解析】此题中给定的“满足两个条件的个数”是很“抽象地”给出的,如“参加两种活动的有130人”,至于是哪两种活动,题目没有说明,因此本题选用变形公式。设“该单位的职工人数为x”,代入数据,得:
x-44=189+152+135-130-2×69
计算采用尾数法,可知x的尾数为2,因此,本题选择B选项。