小学奥数之容斥原理.doc

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资源描述

1、五容斥原理问题1 有 100 种赤贫.其中含钙的有 68 种,含铁的有 43 种,那么, 同时含钙和铁的食品种类的最大值和最小值分别是( )A 43,25 B 32,25 C32,15 D 43,11解:根据容斥原理最小值 68+43-10011最大值就是含铁的有 43 种2在多元智能大赛的决赛中只有三道题.已知:(1)某校 25 名学生参加竞赛,每个学生至少解出一道题;(2)在所有没有解出第一题的学生中,解出第二题的人数是解出第三题的人数的 2 倍 :(3)只解出第一题的学生比余下的学生中解出第一题的人数多 1 人;(4) 只解出一道题的学生中 ,有一半没有解出第一题,那么只解出第二题的学生

2、人数是( )A,5 B,6 C,7 D,8解:根据“每个人至少答出三题中的一道题” 可知答题情况分为 7 类:只答第 1题,只答第 2 题,只答第 3 题,只答第 1、2 题,只答第 1、3 题,只答 2、3题,答 1、2、3 题。分别设各类的人数为 a1、 a2、a3、a12、a13、a23、a123由(1)知: a1+a2+a3+a12+a13+a23+a12325由(2)知: a2+a23(a3+ a23)2由(3)知: a12+a13+a123a11由(4)知: a1a2+a3 再由得 a23a2a32再由得 a12+a13+a123a2+a3 1 然后将代入 中,整理得到a24+a3

3、26由于 a2、a3 均表示人数,可以求出它们的整数解:当 a26、5、4 、3 、2、1 时,a3 2、6、10、14、18、22又根据 a23 a2a32可知:a2a3因此,符合条件的只有 a26,a32 。然后可以推出 a18,a12+a13+a1237,a232 ,总人数8+6+2+7+225,检验所有条件均符。故只解出第二题的学生人数 a26 人。3一次考试共有 5 道试题。做对第 1、2、3、 、4、5 题的分别占参加考试人数的 95%、80%、79%、74%、85% 。如果做对三道或三道以上为合格,那么这次考试的合格率至少是多少?答案:及格率至少为 71。假设一共有 100 人考

4、试100-955100-8020100-7921100-7426100-85155+20+21+26+1587(表示 5 题中有 1 题做错的最多人数)87329(表示 5 题中有 3 题做错的最多人数,即不及格的人数最多为 29 人)100-2971(及格的最少人数,其实都是全对的)及格率至少为 71六抽屉原理、奇偶性问题1一只布袋中装有大小相同但颜色不同的手套,颜色有黑、红、蓝、黄四种,问最少要摸出几只手套才能保证有 3 副同色的?解:可以把四种不同的颜色看成是 4 个抽屉,把手套看成是元素,要保证有一副同色的,就是 1 个抽屉里至少有 2 只手套,根据抽屉原理,最少要摸出 5 只手套。这

5、时拿出 1 副同色的后 4 个抽屉中还剩 3 只手套。再根据抽屉原理,只要再摸出 2 只手套,又能保证有一副手套是同色的,以此类推。把四种颜色看做 4 个抽屉,要保证有 3 副同色的,先考虑保证有 1 副就要摸出5 只手套。这时拿出 1 副同色的后, 4 个抽屉中还剩下 3 只手套。根据抽屉原理,只要再摸出 2 只手套,又能保证有 1 副是同色的。以此类推,要保证有 3副同色的,共摸出的手套有:5+2+2=9(只)答:最少要摸出 9 只手套,才能保证有 3 副同色的。2有四种颜色的积木若干,每人可任取 1-2 件,至少有几个人去取,才能保证有 3 人能取得完全一样?答案为 21解:每人取 1

6、件时有 4 种不同的取法 ,每人取 2 件时,有 6 种不同的取法.当有 11 人时,能保证至少有 2 人取得完全一样:当有 21 人时,才能保证到少有 3 人取得完全一样.3某盒子内装 50 只球,其中 10 只是红色,10 只是绿色, 10 只是黄色,10只是蓝色,其余是白球和黑球,为了确保取出的球中至少包含有 7 只同色的球,问:最少必须从袋中取出多少只球?解:需要分情况讨论,因为无法确定其中黑球与白球的个数。当黑球或白球其中没有大于或等于 7 个的,那么就是:6*4+10+1=35(个)如果黑球或白球其中有等于 7 个的,那么就是:6*5+3+134 (个)如果黑球或白球其中有等于 8

7、 个的,那么就是:6*5+2+133如果黑球或白球其中有等于 9 个的,那么就是:6*5+1+1324地上有四堆石子,石子数分别是 1、9、15、31 如果每次从其中的三堆同时各取出 1 个,然后都放入第四堆中,那么,能否经过若干次操作,使得这四堆石子的个数都相同? (如果能请说明具体操作,不能则要说明理由)不可能。因为总数为 1+9+15+31 5656/41414 是一个偶数而原来 1、9、15、31 都是奇数,取出 1 个和放入 3 个也都是奇数,奇数加减若干次奇数后,结果一定还是奇数,不可能得到偶数(14 个) 。容斥原理(一)【例题分析】例 1. 有长 8 厘米,宽 6 厘米的长方形

8、与边长 5 厘米的正方形。如图放在桌面上,求这两个图形盖住桌面的面积?分析与解:阴影部分是直角三角形,是两个图形的重叠部分,它的面积是:(平方厘米)方法一: (平方厘米)方法二: (平方厘米)方法三: (平方厘米)答:盖住桌面的面积是 67 平方厘米。例 2. 六一班参加无线电小组和航模小组的共 26 人,其中参加无线电小组的有17 人,参加航模小组的有 14 人,两组都参加的有多少人?分析与解:把 17 人和 14 人相加,是把两组都参加的人算了两次,所以减去总人数,就是两组都参加的人数 (人)。也可以这样解: (人)或 (人)答:两组都参加的有 5 人。例 3. 六一班有学生 46 人,其

9、中会骑自行车的有 19 人,会游泳的有 25 人,既会骑车又会游泳的有 7 人,既不会骑自行车又不会游泳的有多少人?分析与解:先求出 46 人中会骑车或会游泳的有多少人,从中减去会骑车或会游泳的人数,剩下的就是既不会骑车也不会游泳的人数。(人)(人)答:既不会骑车又不会游泳的有 9 人。例 4. 某年级的课外小组分为美术、音乐、手工三个小组,参加美术小组有 20人,参加音乐小组有 24 人,参加手工小组有 31 人,同时参加美术和音乐两个小组有 5 人,同时参加音乐和手工两个小组有 6 人,同时参加美术和手工两个小组的有 7 人,三个小组都参加的有 3 人,这个年级参加课外小组的同学共有多少人

10、?分析与解:图中的 5、6、7 人都是两两重叠的部分,图中的 3 人是三个重叠的部分,要从三个组的总人数中减去重复多余的部分。(人)答:这个年级参加课外小组的有 60 人。例 5. 某班在短跑、投掷和跳远三项检测中,有 4 人三项都未达到优秀,其他人至少有一项是优秀,下表是得优秀的情况,请你算出全班人数。短跑 投掷 跳远 跑跳 跑投 跳投 三项19 21 20 9 10 6 3分析与解:根据题意画出如下图要求全班有多少人,先要求出跑、跳、投至少有一项达到优秀的人数,加上三项都未达到优秀的,就是全班人数。(人)(人)答:全班有 42 人。例 6. 分母是 105 的最简真分数有多少个?分析与解:

11、这些分数是最简真分数,所以分子应小于 105,只能是 1104中的自然数,而且分子与 105 要互质。因为 ,所以分母不能是 3的倍数或 5 的倍数或 7 的倍数。所以,要求有多少个最简真分数,实际上就是求 1104 这 104 个自然数中不能被 3、5、7 整除的数有多少个。因此要先求出能被 3 整除或能被 5 整除或能被 7 整除的数有多少个。能被 3 整除的数: (个)能被 5 整除的数: (个)能被 7 整除的数: (个)能同时被 3 和 5 整除的数:能同时被 3 和 7 整除的数:能同时被 5 和 7 整除的数:(个)(个)答:分母是 105 的最简真分数有 48 个。【模拟试题】

12、(答题时间:30 分钟)1. 有三个面积各为 50 平方厘米的圆放在桌面上,两两相交的面积分别是8、10、12 平方厘米,三个圆相交的面积是 5 平方厘米,求三个圆盖住桌面的面积?2. 某区有 100 名外语教师懂英语或日语,其中懂英语的有 75 名,既懂英语又懂日语的有 20 人。只懂日语的有多少名?3. 某班数学测验时有 10 人得优,英语得优有 12 人,两门都得优有 3 人,两门都没得优的有 26 人。全班有多少人?4. 六年级一班春游,带矿泉水的有 18 人,带水果的有 16 人,这两种至少带一种的有 28 人,求两种都带的有多少人?5. 在 1 至 100 的自然数中,不能被 2

13、整除的数或不能被 3 整除或不能被 5 整除的数共有多少个?容斥原理(二)【例题分析】例 1. 有 25 人参加跳远达标赛,每人跳三次,每人至少有一次达到优秀。第一次达到优秀的有 10 人,第二次达到优秀的有 13 人,第三次达到优秀的有 15 人,三次都达到优秀的只有 1 人。只有两次达到优秀的有多少人?分析与解:“每人至少有一次达到优秀”说明没有三次都没达到优秀的。要求只有两次达到优秀的人数,就是求重叠两层的部分(图中阴影部分)。(人)答:只有两次达到优秀的有 11 人。例 2. 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

14、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?分析与解:根据题意画图。方法一: (人)方法二: (人)答:共有 10 个小朋友去了冷饮店。例 3. 有 28 人参加田径运动会,每人至少参加两项比赛。已知有 8 人没参加跑的项目,参加投掷项目的人数与参加跑和跳两项的人数都是 17 人。问:只参加跑和投掷两项的有多少人?分析与解:“每人至少参加两项比赛”说明没有不参加的,也没有参加一项比赛的,我们可以在下图中参加一项的区域用 0 表示。(人)答:只参加跑和投掷两项的有 3 人。有 8 人没参加跑的项目,说明这

15、 8 只参加投跳,因为没人必须两项,又不含跑.参加投掷项目的人数是 17,所以没参与投掷,也就是只参加跑跳=28-17=11.同时参加跑和跳两项的人数 17 人(没有只是二字),所以三项的=17-11=6,所以参加跑和投掷两项的有 17-8-6=3例 4. 某校六年级二班有 49 人参加了数学、英语、语文学习小组,其中数学有30 人参加,英语有 20 人参加,语文小组有 10 人。老师告诉同学既参加数学小组又参加语文小组的有 3 人,既参加数学又参加英语和既参加英语又参加语文的人数均为质数,而三种全参加的只有 1 人,求既参加英语又参加数学小组的人数。分析与解:根据已知条件画出图。三圆盖住的总

16、体为 49 人,假设既参加数学又参加英语的有 x 人,既参加语文又参加英语的有 y 人,可以列出这样的方程:整理后得:由于 x、y 均为质数,因而这两个质数中必有一个偶质数 2,另一个质数为7。答:既参加英语又参加数学小组的为 2 人或 7 人。例 5. 某班同学参加升学考试,得满分的人数如下:数学 20 人,语文 20 人,英语 20 人,数学、英语两科满分者 8 人,数学、语文两科满分者 7 人,语文、英语两科满分者 9 人,三科都没得满分者 3 人。问这个班最多多少人?最少多少人?分析与解:根据题意画图。设三科都得满分者为 x全班人数整理后:全班人数39x39+x 表示全班人数,当 x

17、取最大值时,全班人数就最多,当 x 取最小值时,全班人数就最少。x 是数学、语文、英语三科都得满分的同学,因而 x 中的人数一定不超过两科得满分的人数,即 且 ,由此我们得到 。另一方面 x 最小可能是 0,即没有三科都得满分的。当 x 取最大值 7 时,全班有 人,当 x 取最小值 0 时,全班有39 人。答:这个班最多有 46 人,最少有 39 人。【模拟试题】(答题时间:30 分钟)1. 六年级共有 96 人,两种刊物每人至少订其中一种,有 的人订少年报,有 的人订数学报,两种刊物都订的有多少人?2. 小明和小龙两家合住一套房子,门厅、厨房和厕所为公用,在登记住房面积时,两家登记表如下表

18、(单位:平方米)姓名 居室 门厅 厨房 厕所 总面积小明 14 12 8 4 38小龙 20 12 8 4 44他们住的一套房子共有多少平方米?3. 某班 45 名同学参加体育测试,其中百米得优者 20 人,跳远得优者 18 人,又知百米、跳远都得优者 7 人,跳高、百米得优者 6 人,跳高、跳远均得优者8 人,跳高得优者 22 人,全班只有 1 名同学各项都没达优秀,求三项都是优秀的人数。4. 某班四年级时,五年级时和六年级时分别评出 10 名三好学生,又知四、五年级连续三好生 4 人,五、六年级连续三好生 3 人,四年级、六年级两年评上三好生的有 5 人,四、五、六三年没评过三好生的有 20 人,问这个班最多有多少名同学,最少有多少名同学?

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