客斥问题
例:某班有26人爱打篮球,17人爱打排球,19人爱踢足球, 9人既爱打篮球又爱踢足球,4人既爱打排球又爱踢足球,7人既爱打篮球又爱打排球,有一个人三种球都爱好,且没有人三种球都不爱好,那么该班一共有多少人?
分析 我们还是先画个图看看
图中,圆A内的点表示爱打篮球的人,圆B中的点表示爱打排球的人,圆C中的点表示爱踢足球的人,那么A和B的公共部分不就表示打篮球又爱打排球的人吗?而B和C的公共部分就应当表示既爱打排球又爱踢足球的人,C和A的公共部分表示既爱打篮球又爱踢足球的人,而正中间A、B、C的公共部分恰好表示着三种球都爱好的人。
那么根据这个图你可以猜出最后的答案吗?
解答:我们先把A、B、C三个圆内的点简单的加起来,发现其中有好多点都算重了,如A和B的公共部分,B和C的公共部分以及C和A的公共部分,在将这三个部分减掉之后可以发现,正中间的那个A、B、C的公共部分被减没了,那么最后我们还要补充上去。
所以图中所有点的个数==26+17+19---9----4----7+1=43个,即该班有43人。
评注:这里的这个图也被称为文氏图,只是这个文氏图中圆的个数为3。
在图中,蕴含着容斥原理的一个较为复杂的形式:
图中所有点的个数==圆A内的点的个数+圆B内的点的个数+圆C内的点的个数—A和B的公共部分中点的个数-B和C的公共部分中点的个数-C和A的公共部分中点的个数+A、B、C公共部分中点的个数。
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