四年级奥数第18讲-重叠问题(教)

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 CB
【解析】因为 40 32 72， 72 55 ，所以必有人两项制作都完成了． 由于每个同学都至少完成了一项制作，根据包含排除法可知： 全组人数 40 32 完成了两项制作的人数， 即 55 72 完成了两项制作的人数． 所以，完成了两项制作的人数为： 72 55 17 (人)．
于是，被覆盖面积 422 22 12 (平方厘米)．
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
B
10
C
【解析】将图中的三个圆标上 A 、 B 、 C ．根据包含排除法， 三个纸片盖住桌面的总面积 ( A 圆面积 B 圆面积 C 圆面积）（ A 与 B 重合部分面积 A 与 C 重合部分面积 B 与 C 重合部分面积） 三个纸片共同重叠的面积， 得：100 （50 50 50）（A与 B 重合部分面积 A 与 C 重合部分面积 B 与 C 重合部分面积）10 ， 得到 A 、 B 、 C 三个圆两两重合面积之和为：160 100 60 平方厘米， 而这个面积对应于圆上的那三个纸片共同重叠的面积的三倍与阴影部分面积的和， 即： 60 103 阴影部分面积， 则阴影部分面积为： 60 30 30 (平方厘米)．
由图中可以看出，全体人员是至少采了一种的人数与两种都没采的人数之和， 则至少采了一种的人数为： 46 6 40 (人)， 而至少采了一种的人数 只采了樱桃的人数 两种都采了的人数 只采了杏的人数， 所以，只采了杏的人数为： 40 18 7 15(人)． 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 丙甲
A
B
【解析】通过 16 幅画不是六年级的可以知道，五年级和其他年级的画作数量之和是 16， 通过 15 幅画不是五年级的可以知道六年级和其他年级的画作数量之和是 15， 那也就是说五年级的画比六年级多 1 幅，我们还知道五、六年级共展出 25 幅画， 进而可以求出五年级画作有 13 幅，六年级画作有 12 幅， 那么就可以求出其他年级的画作共有 3 幅．
1．先包含—— A B 重叠部分 A B 计算了 2 次，多加了1 次；
2．再排除—— 包含与排除原理告诉我们，要计算两个集合 A、B 的并集 A B 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 的元素个数，然后把加多起加来了，即次先的求重A叠部B分(意思是把减A去、．B 的一切元素都“包含”进
会两 游项 泳都 的会
A的
两项都不会的
会 打 篮 球 的
B
【解析】如图，用长方形表示全班人数， A 圆表示会游泳的人数， B 圆表示会打篮球的人数，长方形中阴影部分表示两项都不会的人数．
由图中可以看出，全班人数 至少会一项的人数 两项都不会的人数，至少会一项的人数为： 20 25 10 35 (人)，全班人数为： 35 9 44 (人)．
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： A B A B A B ，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 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： A B ，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： A B ，即阴影面积．
4 厘 米
2厘 米 图3
【解析】两个长方形如图摆放时出现了重叠(见图中的阴影部分)，
重叠部分恰好是边长为 2 厘米的正方形，
如果利用两个 4 2 的长方形面积之和来计算被覆盖桌面的面积，
那么重叠部分在两个长方形面积中各被计算了一次，
而实际上这部分只需计算一次就可以了．
所以，被覆盖面积 长方形面积之和-重叠部分．
图中小圆表示 A 的元素的个数，中圆表示 B 的元素的个数， 大圆表示 的元素的个数．
1．先包含： A B C
重叠部分 A B 、B C 、C A 重叠了 2 次，多加了1 次．
2．再排除： A B C A B B C A C
重叠部分
重叠了 次，但是在进行
在解答有关包含排除问题时，我们常常利用圆圈图(韦恩图)来计帮算助时分都析被思减考掉．了．
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 6 人，问：只采了杏的有多少人？
既采
A
樱桃 又采
B
杏的
既没采樱桃 又没采杏的
【解析】如图，用长方形表示全体采摘人员 46 人， A 圆表示采了樱桃的人数， B 圆表示采了杏的人数． 长方形中阴影部分表示既没采樱桃又没采杏的人数．
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． 【解析】参加 B ， C ， D 三组的总人数是 36 15 4 17 (人)， C ， D 每组至少 5 人， 当 C ， D 每组 6 人时， B 组为 5 人，不符合题意， 所以参加 B 组的有17 5 5 7 (人)．
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？ 【解析】因为焊接部分为两根铁条的重合部分， 所以，由包含排除法知，焊接后这根铁条长 38 53 4 87 (厘米)．
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？
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？
AC B
【解析】如图， A 圆表示学画画的人， B 圆表示学钢琴的人， C 表示既学钢琴又学画画的人， 图中 A 圆不含阴影的部分表示只学画画的人，有： 43 37 6 (人)， 图中 B 圆不含阴影的部分表示只学钢琴的人，有： 58 37 21(人)．
3．再包含：
．
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
【解析】如图所示， A 圆表示参加语文兴趣小组的人， B 圆表示参加数学兴趣小组的人， A 与 B 重合的部分 C (阴影部分)表示同时参加两个小组的人．图中 A 圆不含阴影的部分表示只参加语文兴趣小组未参加数学兴趣 小组的人，有 28 12 16(人)；图中 B 圆不含阴影的部分表示只参加数学兴趣小组未参加语文兴趣小组的人， 有 29 12 17 (人)．
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 C A B (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： A B C A B C A B B C A C A B C ．图示如下：
学员编号： 学员姓名：
授课主题 授课类型 教学目标 授课日期及时段
学科教师辅导讲义
年 级：四年级 辅导科目：数学
课 时 数：3 学科教师：
第 18 讲-重叠问题
T 同步课堂
P 实战演练
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
S 归纳总结
T（Textbook-Based）——同步课堂
那么重叠部分在长方形和正方形面积中各被计算了一次，
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？ 【解析】（1）有 6 个数学不及格，那么及格的有： 25 6 19 (人)， 即最多不会超过19 人会这三项运动之一． 而又因为没人全会这三项运动，那么， 最少也会有：（17 13 8） 2 19 (人)至少会这三项运动之一． 于是，至少会三项运动之一的只能是19 人， 而这19 人又不是优秀，说明全班 25 人中除了19 人外，剩下的 6 名不及格， 所以没有数学成绩优秀的． （2）上面分析可知，及格的19 人中，每人都会两项运动； 会骑车的一定有一部分会游泳，一部分会滑冰； 会游泳的人中若不会骑车就一定会滑冰， 而会滑冰的人中若不会骑车就一定会游泳， 但既会游泳又会滑冰的人一定不会骑自行车．所以， 全班有19 17 2 (人)既会游泳又会滑冰．
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．86 Nhomakorabea4