容斥原理小学?
几个事件之间相互排除的关系,就含有重叠的关系。在现实生活中,我们时常会遇到这样的情况:几把钥匙可能打开同一把锁,几样商品可能同时属于同一类,几个人的年龄可能相同,几个学生可能同时来自同一个学校。这种包含重叠关系的现象在数理上称为“容斥”。
例1:甲、乙、丙三人去购物,每人购买一种水果,每个人买的水果都不是自己随身携带的水果,其中,有人买了西瓜,有人买了苹果,有人买了柑橘,那么,三种水果都买的可以有________________种。
分析:根据题意,三类水果的购买者只可能是甲乙丙三人中的甲乙两人,或者甲乙丙三人。所以,一共有两种情况。
例2:有4把钥匙和4幅钥匙套搭配,使得每把钥匙都有且只有一把钥匙套,则共有_________________种不同的搭配方法。
分析:4把钥匙中的每把都可以从4幅钥匙套中挑选一个,而每幅钥匙套中也恰有4把钥匙,所以共有4×4=16(种)不同的搭配方法。
例3:有A、B两种物品各5枚,C、D两种物品各4枚,E、F两种物品各3枚,G、H两种物品各2枚,I、J两种书各有1本,把它们混合放入一箱子中,那么,最少必须从中取出_________________物体,才能使A与C相同,B与D相同,E与G相同,F与H相同。
分析:欲使四种物品的种类相同,各类物品必须取出的个数需分别相同,根据容斥原理:A内取1个,B内取1个,C内取3个,D内取3个,E内取2个,F内取2个,G内取1个,H内取1个,I内取1个,J内取1个,共需取出1+1+3+3+2+2+1+1+1+1=15(个)。
例4:A、B、C、D四种书,每类的书各有若干本,现在从中取出1本书,使4类书剩下的本数分别相等,则最少必须取出________________本。
分析:欲使四类书的本书相等,取书的数目也需相同,根据容斥原理,每种书都必须取出1本,共需取出1×4=4(本)。
例5:有15粒糖,两人分享,使甲、乙两人口中的糖的种类相同,则最少必须取出___________粒。
分析:两人糖的种类数最多分别为8,5,7,5,9,4,6,3,1,0。为了使两人糖的种类数相同,根据容斥原理,最少必须取出8+5+9+4=26(粒)。
例6:有A、B、C、D四人要参加相同的两次考试,四人考出的成绩各不相同,且每人的成绩只有一次,那么,最少必须向他们每人询问________________次,才能获悉四人各自的考试成绩。
分析:A、B、C、D四人参加考试,每人仅考一次,所考试成绩各不相同,四人之间的考试不会重合,根据容斥原理,共需询问4+3+2+1=10(次)。