四年级奥数第18讲-重叠问题(学)
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学科教师辅导讲义
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T同步课堂
年 级:四年级
辅导科目:奥数
课 时 数:3
学科教师:
第18讲-
重叠问题
P实战演练 S归纳总结
①
了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容
②
掌握容斥原理在组合计数等各个方面的应用
T
(Textbook-Based)
——同步课堂
知识梳理
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
ABAIB
,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<
br>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
:
AIB
,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:
AIB
,即阴
影面积.
1.先包含——
AB
重叠部分
AIB
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
AUB
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<
br>的元素个数,然后加起来,即先求
AB
(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
CAIB
(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:
AUBUCABCAIBBICAICAIB
IC
.图示如下:
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:
ABC
重叠部分
AIB
、
BIC
、
CIA
重叠了
2
次,多加了1
次.
2.再排除:
ABCAIBBICAIC
在解答有关包含排除问题时,我们常常利用圆圈图(韦恩图)来帮助分析思考.
典例分析
考点一:两量重叠问题
例1、实验小学四年级二班
,参加语文兴趣小组的有
28
人,参加数学兴趣小组的有
29
人,有
12
人两个小组都
参加.这个班有多少人参加了语文或数学兴趣小组?
AC
B
例2、对全班同学调查发现,会游
泳的有
20
人,会打篮球的有
25
人.两项都会的有
10
人
,两项都不会的有
9
人.这个班一共有多少人?
会
游
泳
的
A
两
项
都
会
的
B
会
打
篮
球
的
两项都不会的
例3、在
46
人参加的采摘活动中,只采了樱桃的有
18
人,既采了樱桃又采了杏的有
7
人,既没采樱桃又没采
杏的有<
br>6
人,问:只采了杏的有多少人?
A
既采
樱桃
又采
杏的
B
既没采樱桃
又没采杏的
例
4、育才小学画展上展出了许多幅画,其中有16幅画不是六年级的,有15幅画不是五年级的,五、六年级共展出25幅画,其他年级的画共有多少幅?
乙
A
丙
B
甲
考点二:三量重叠问题
例1、全班有
25
个学生,其中
17
人会骑自行车,
13
人会游泳,
8
人会滑冰,这三个运动项目没有人全会,
至
少会这三项运动之一的学生数学成绩都及格了,但又都不是优秀.若全班有
6
个人数
学不及格,那么,
(1) 数学成绩优秀的有几个学生?
(2)有几个人既会游泳,又会滑冰?
考点三:图形中的重叠问题
例1、把长
38
厘米和
53
厘米的两根铁条焊接成一根铁条.已知焊接部分长
4
厘米,焊接后这根铁条有多长?
例2、两张长
4
厘米,宽
2
厘米的长方形纸摆放成如图所示形状.把它放在桌面上,覆盖面积有多少平
方厘米?
4
厘
米
2厘米
图3
例3、三个面积均为
50
平方厘米的圆纸片放在桌面上(如图),三个纸片
共同重叠的面积是
10
平方厘米.三个
纸片盖住桌面的总面积是
100
厘米.问:图中阴影部分面积之和是多少?
A
10
B
C
考点四:容斥原理在数论问题中的应用
例1、在
1~100
的全部自然数中
,不是
3
的倍数也不是
5
的倍数的数有多少个?
A
B
考点五:容斥原理中的最值问题
例1、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13个区域中,然后把每个圆内
的7个数相加,最后把四个圆的和相加,问:和最大
是多少?
P(Practice-Oriented)——实战演练
实战演练
➢ 课堂狙击
1、芳草地小学四年级有
58
人学钢琴,
43
人学画画,
37
人既学钢琴又学画画,问只学钢琴和只学画画
的分别
有多少人?
A
CB
2、科技活动小组有
55
人.在一次制作飞机模型和制作舰艇模
型的定时科技活动比赛中,老师到时清点发现:
制作好一架飞机模型的同学有
40
人,
制作好一艘舰艇的同学有
32
人.每个同学都至少完成了一项制作.问两
项制作都完成
的同学有多少人?
A
C
B
3、五年级一班
共有
36
人,每人参加一个兴趣小组,共有
A
、
B
、
C
、
D
、
E
五个小组,若参加
A
组的有
15
人,参加
B
组的人数仅次于
A
组,参加
C
组、
D
组的人数相同,参加
E
组的人数最少,只有
4
人.那么,
参
加
B
组的有_______人.
4、如下图,一张长
8
厘米,宽
6
厘米,另一个正方形边长为
6
厘米,它们中间重叠的部分是一个边长为
4
厘米
的正方形,求这个组合图形的
面积.
8
6
4
6
图3
5、甲、乙、丙同时给100盆花浇水.已知甲浇了78盆,乙浇了68盆,丙浇了58盆,那么3人都
浇过的花
最少有多少盆?
➢ 课后反击
1、实验二校一个歌舞表演队里,能表演独唱的有10人,能表演跳
舞的有18人,两种都能表演的有7人.这
个表演队共有多少人能登台表演歌舞?
2、某班组织象棋和军棋比赛,参加象棋比赛的有
32
人,参加
军棋比赛的有
28
人,有
18
人两项比赛都参加了,
这个班参加棋类
比赛的共有多少人?
只参
加象
棋比
赛的
两项
比赛
都参
加的
A
只参
加军
棋比
赛的
B
3、在自然数
1~100
中,能被
3
或
5
中任一个整除的
数有多少个?
4、如图,三角形纸板、正方形
纸板、圆形纸板的面积相等,都等于60平方厘米.阴影部分的面积总和是40
平方厘米,3张板盖住的
总面积是100平方厘米,3张纸板重叠部分的面积是多少平方厘米?
5、四年级科技活动组共有
63
人.在一次剪贴汽车模型和装配
飞机模型的定时科技活动比赛中,老师到时清点
发现:剪贴好一辆汽车模型的同学有
42
人,装配好一架飞机模型的同学有
34
人.每个同学都至少完成了一项
活动.问:同
时完成这两项活动的同学有多少人?
直击赛场
1、(第二届小学迎春杯数学竞赛)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,
83
人懂
俄语.问既懂英
语又懂俄语的有多少人?
(Summary-
Embedded)——归纳总结
名师点拨
容斥原理的基本
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。
学霸经验
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