容斥原理求阴影面积题

容斥原理

知识框架图 7-7-1两量重叠问题 7-7-2三量重叠问题 7 计数综合 7-7 容斥原理 7-7-3图形中的重叠问题 7-7-4容斥原理在数论问题中的应用 7-7-5容斥原理中的最值问题

教学目标

1. 了解容斥原理二量重叠和三量重叠的内容； 2. 掌握容斥原理的在组合计数等各个方面的应用．

知识要点

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：AB?A?B?AB(其中符号“

”读作“并”，相当于中文“和”或者“或”的意思；符号“

”读

作“交”，相当于中文“且”的意思．)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：AB，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：AB，即阴影面积．

1．先包含——A?B 重叠部分A B计算了2次，多加了1次； A?B?AB7-7.容斥原理.题库

如何利用平移变换解决问题（二）

一、教学目标：

1、知识与技能：使学生能够利用平移变换解决有关周长和面积的计算问题；

2、过程与方法：在研究问题的过程中培养学生的直观感知能力和归纳能力；

3、情感态度价值观：（1）体验数学知识是通过观察猜想和验证的过程，欣赏数学图形之美

（2）体验数学的学习是一个观察、猜想、归纳、验证的过程

二、重点与难点

1、重点： 平移变换的正确使用；

2、难点： 能对复杂图形进行恰当的平移变换是难点。

三、教学用具：计算机

四、教学过程

（一）课题引入

平移变换是图形变换的基础，利用平移的特征。

（二）分析问题和解决问题

1、运用平移解决周长计算问题

例1、如图2—1，多边形的相邻两边互相垂直，则这个多边形的周长为（ ）.

（A）21 （B）26 （C）

37

（D）42

图1 图2

分析：图中只给出了一个底边的长和高，所以要从现有的条件入手.我们可以利用平移的知识来解决：把所有的短横线移动到最上方的那条横线上，再把所有的竖线移动到两条竖线上，这样可以重新拼成一个长方形（如右图2—2），可得多边形的周长为2×（16＋5）=42．

答案：

教师姓名 学生姓名 学科 年级 数学 四年级 让我们一起为了孩子的进步而努力！ 纳思书院Nice Education 上课时间 2016年 月 日 --- 课题名称 专题八：容斥问题 教学目标 1、了解容斥原理；2、会求两个量和三个量的容斥问题 教学重点 容斥问题 教学过程 专题八：容斥问题 一、两量重叠问题 容斥问题涉及到一个重要原理——包含与排除原理，也叫容斥原理。即当两个计数部分有重复包含时，为了不重复的计数，应从它们的和中排除重复部分。 容斥原理：对 n 个事物，如果采用两种不同的分类标准，按性质a分类与性质b分类（如图）， Na Nab Nb 那么具有性质a的事物的个数 = Na； 具有性质b的事物的个数 = Nb； 具有性质a或性质b的事物的个数 = Na + Nb－Nab。 具有性质a不具有性质b的事物的个数 = Na－Nab； 具有性质b不具有性质a的事物的个数 = Nb－Nab； 例题学习 【例1】一个旅行社，每人至少会一种外语，其中会英语的有24人，会俄语的有18人，两种都会的有4人，旅行社总共有多少人？ 第1页 / 共7页

求阴影部分的面积

教学内容：六年级数学上册圆的整理与回顾（三）：求阴影部分的面积 教学目标

1.经历圆的整理与复习过程，提高归纳、整理知识和综合运用所学知识解决简单的实际问题的能力。

2. 进一步练习圆的面积的有关知识，并能灵活运用求圆面积的的方法解决生活实际问题，从而感受数学的实际价值。

3. 培养合作意识、评价意识、自控意识以及综合运用知识解决问题的能力。

4. 在解决问题中体验成功，享受自我价值。

教学重难点

教学重点：掌握阴影部分的面积计算方法 。

教学难点：能灵活应用公式解决一些实际问题。

教具准备 多媒体课件等

教学过程：

一、问题回顾，再现新知。

1.谈话导入：

同学们，上节课我们一起研究了圆的特征，周长及面积的计算方法,这节课我们继续一起来解决一些有关阴影部分面积的计算方法，看看自己是否学会了，好吗?(导出并板书课题)

[设计意图]简洁语言揭示本节活动主题，激起学生回顾与整理本单元知识的兴趣与愿望，让学生树立回顾与反思意识。

2.梳理知识：

谈话：请同学们继续观察情境图，神舟五号飞船实际降落的范围比预定降落的范围小了多少平方千米？

〔设计意图〕回顾圆面积的计算方法，有利于本节课知识的学习，另外，通过再入情景，提出问题，引导学生加深对环形面积的探索和学习。

二、分

第四专题 容斥原理

教学时数：4学时 教学目标：

（1）理解组合数学三大原理之一的容斥原理；

（2）了解运用容斥原理处理的常见问题； （3）灵活使用容斥原理解决问题。 教学重点与难点：

如何将问题转化成可利用容斥原理解决的问题。 一、基础知识

（一）容斥原理及逐步淘汰原理 容斥原理：（1）（简单形式）

对任何有限集合A、B、C，有A?B?A?B?A?B；

（2）（一般形式）

对任何n个有限集合A1,A2,?,An，有

A1?A2???An??Ai?i?1n1?i?j?n?A?Aij?1?i?j?k?n?A?Aij?Ak

?????1? 简记：|n?1A1?A2???An

?A|??ii?1nI?{1,2,?,n}I??(?1)|I|?1|?Ai|

i?I逐步淘汰原理：（1）（简单形式）A?B?S?A?B

（2）（一般形式）A1?A2???An?S?A1?A2???An

（二）容斥原理的两种证明方法

证法一：（数学归纳法）

当n?2 时，要证明：|A1?A2|?|A1|?|A2|?|A1?A2|

这可由A1?A2等于不相交的两个集合A1和A2\\(A1?A2)的并推出，

维数定理与容斥原理

两个有限维子空间的和的维数定理：

dim(U1+U2)=dimU1+dimU2-dim(U1 ∩ U2) 两个有限集合元素个数的容斥原理：

card(U1∪U2)=cardU1+cardU2-card(U1 ∩ U2)

子空间的和类比于集合的并，那么维数定理和容斥原理形式上及其相似。为什么会有如此的巧合？

可以看到子空间的基底构成的集合在维数定理中扮演一个很重要的转换作用：选择U1 ∩ U2的基底并分别扩充到U1和U2的基底之后，设U1和U2的基底构成的集合分别为A1和A2，那么U1+U2, U1 ∩ U2的基底就分别对应A1∪A2和A1∩ A2。因此两个公式相似也就不足为奇。

那么是否可以把维数定理推广到多个子空间的情形呢？考虑三个子空间的情形，类比于三个集合的容斥原理

card(U1∪U2∪U3)=cardU1+cardU2+cardU3-card(U1 ∩ U2)-card(U2 ∩ U3)-card(U1 ∩ U3)+card(U1 ∩ U2∩ U3) 是否也有类似的三个子空间和的维数定理

dim(U1+U2+U3)=dimU1+dimU2+dimU3-dim(U1 ∩ U2)-dim(U2 ∩ U3

容斥问题（四年级）

1、植树节那天，学校每个年级的学生都去郊外义务植树，其中有23棵不是五年级种的，有21棵不是六年级种的，五、六年级植的树共有8棵，其他年级种的树有多少棵？

2、在100名学生中，有78人语文测试得优秀，85人数学测试得优秀，最少有多少人语文、数学测试都得优秀？

3、某班有学生44人，书法爱好者有30人，体育爱好者有25人，每人至少有这其中的一种爱好，这个班有多少人既爱好书法又爱好体育？

4、北京大学某班会说英语的有30人，会说法语的有25人，既会说英语又会说法语的有13人，全班学生至少会说一种外语，全班有多少学生？

5、在200名学生中，参加书法兴趣小组的有110人，参加围棋兴趣小组的有50人，其中两个小组都参加的有30人，那么，两个小组都不参加的有多少人？

6、在1至1000的全部自然数中，既不是8的倍数也不是5的倍数的数有多少个？

7、某班有68人，参加足球兴趣小组的有32人，参加排球兴趣小组的有30人，如果两个兴趣小组都没有参加的有25人，那么同时参加足球、排球两个兴趣小组的有多少人？

8、某班学生排队，全班排成5行，每行的人数相等地，小星排的位置是：从前面数第8个

解决问题的策略——转化专题练习（2） 1求右图图形中阴影部分的面积。

2.求阴影部分的周长和面积。

11.有一卷卷筒纸，它的内直径长10厘米，外直径长20厘米，纸的厚度为0.01厘米。这卷卷筒纸的长度是多少？卷筒纸在出售时通常是用“每平方米多少元”来合算价格的，即“按长和宽相乘所得的面积是多少平方米，再乘每平方米的价格”来出售。如果这卷卷筒纸的宽度为80毫米， 的成本为0.75元，出售时想获利20%，则每卷卷筒纸的售价应为多少元？ （保留一位小数）

14如图所示，在一个长方形草地里有一条宽1米的曲折小路，小路的面积是多少平方米？

.

16.如右图，从A到B地，共有多少种不同的走法。（只准向上向右行走。）

17.登10级楼梯，每次只能登1级或2级，登上10级楼梯共有多少种走法。

归一与和差问题

10.有一个长方形的跑道，宽40米，长150米，甲乙两人在跑道上跑步，若两人同时同地背向出发，经过40秒后相遇，若两人同时同地同向出发，经过3分20秒后甲追上乙。现在两人在同一地点，乙先出发30秒后，甲再追赶，经过多少秒后，甲追上乙？

数的认识（1）

2.在2、19、4.27、0、-21、635、0.4、1428、

2这些数中

培蒙国际教育——花垣县启智珠心算培训中心奥数教材

容斥原理 1

1、某班学生手中分别拿红、黄、蓝三种颜色的小旗，已知手中有红旗的共有34人，手中有黄旗的共有26人，手中有蓝旗的共有18人．其中手中有红、黄、蓝三种小旗的有6人．而手中只有红、黄两种小旗的有9人，手中只有黄、蓝两种小旗的有4人，手中只有红、蓝两种小旗的有3人，那么这个班共有多少人？

2、 某班有42人，其中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，没有一个人三种球都爱好，也没有一个人三种球都不爱好．问：既爱打篮球又爱打排球的有几人？

3、 四年级一班有46名学生参加3项课外活动．其中有24人参加了数学小组，20人参加了语

文小组，参加文艺小组的人数是既参加数学小组也参加文艺小组人数的3．5倍，又是3项活动都参加人数的7倍，既参加文艺小组也参加语文小组的人数相当于3项都参加的人数的2倍，既参加数学小组又参加语文小组的有10人．求参加文艺小组的人数．（6级）

4、五年级三班学生参加课外兴趣小组，每人至少参加一项．其中有25人参加自然兴趣小组，35人参加美术兴趣小组，27人参加语文兴趣小组，参加语文同时又参加美术兴趣小

牛吃草问题

1、8头牛和3只羊每天吃共吃草136千克；3头牛和8只羊每天共吃草106千克。问：每头牛和每只羊每天各吃多少千克？

2、有一个牧场，牧场上的牧草每天都在匀速生长。这片牧场可供１５头牛吃２０天，或可供２０头牛吃１０天。那么，这片牧场每天新生的草量可供几头牛吃１天？

3、一片草地，每天生长的速度相同，现在这片牧草可供１６头牛吃２０天，或供８０只羊吃１２天。如果一头牛一天吃的草量等于４只羊一天吃的草量，那么１０头牛和６０只羊一起吃，可以吃多少天？

4、由于天气渐冷，牧场上的草每天以均匀的速度减少。经计算，现有的牧场上的草可供２０头牛吃５天，或可供１６头牛吃６天。那么，１１头牛可吃几天？

5、假设旅客在检票进站前若干分钟就开始排队，每分钟来的旅客人数一样多。若同时开4个检票口，从开始检票到等候检票的队伍消失，需30分钟；同时开5个检票口，20分钟后队伍消失。如果同时打开7个检票口，那么需要多少分钟队伍就消失？

6、某幼儿园采购图书，第一次买了5包科技书和7包故事书共620本；第二次又买

同样的6包科技书和3包故事书420本。问：每包科技书比故事书少多少本？

7、牧场山过一片牧草，可供２４头牛吃６周，或者供１８头