容斥問題是公務員考試中非常重要的考試內容之一,其中三者容斥是容斥問題中的重要部分。然而,很多同學對于三者容斥都感覺十分的棘手,今天,我們就一起重新認識容斥問題中的三者容斥問題。
一、基本公式
容斥問題主要研究集合間的交叉問題。解決容斥問題要把握一個非常重要的原則,就是無重復、無遺漏、多重變一重。例如某班級喜歡數學的有40人,喜歡語文的有36人,喜歡英語的有30人,既喜歡數學又喜歡語文的有28人,既喜歡數學又喜歡英語的有26人,既喜歡語文又喜歡英語的有24人,三門課程均喜歡的有20人,三門課程均不喜歡的有2人。該班級共有學生多少人?拿到問題之后可能同學們會感覺非常的困難,題目比較長,感覺有些混亂,我們用一張文氏圖來幫助我們找到所給條件之間的關系。
I表示全集;M表示三個集合均不屬于;A∩B表示既屬于A又屬于B;A∩C表示既屬于A又屬于C;B∩C表示既屬于B又屬于C;A∩B∩C表示三個集合均屬于;
由圖可知,三個集合相交部分,有單層部分,有兩個集合相交部分,也有三個集合相交部分。我們要表示全集I,先把三個集合相加,相加的時候單層部分加了一次,兩個集合重合部分加了兩次,多計算一次,需要減掉,而三個集合重合部分加了三次,減了三次,相當于漏掉了,需要加上一次,最后在加上M部分,就可以表示出全集I,由此可得公式:
I=A+B+C-A∩B-A∩C-B∩C+A∩B∩C+M
題目中代入公式可得:I=40+36+30-28-26-24+20+2=50人。
二、例題
例:某校共有三個興趣小組,分別為體育、書法和美術。已知參加這三個興趣小組的學生分別是25人、24人、30人。同時參加體育、書法興趣小組的有5人,同時參加體育、美術興趣小組的有2人,同時參加書法、美術興趣小組的有4人,有1人同時參加這三個興趣小組,問:共有多少人參加興趣小組?
A.74 B.72 C.70 D.69
【答案】D。解析:這道題是一道容斥問題,有三個集合分別記作集合A(體育)、集合B(書法)、集合C(美術),可得A=25,B=24,C=30,A∩B=5,A∩C=2,B∩C=4,A∩B∩C=1,由題意可知學員均參加興趣小組即M=0。求全班人數即全集I,先三個集合相加,兩個集合交集部分多計算一次,需減掉,三個集合交集部分加了三次,減掉三次,需要在加一次,可得I=25+24+30-5-2-4+1+0,根據選項可由尾數法得5+4+0-5-2-4+1+0=9,尾數為9只有69,本題答案為D。
三、總結
在三者容斥問題當中一定要牢記核心原則,根據原則結合文氏圖,理解性的記憶公式,會有助于更好的理解和運用公式。
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