题目
杭州第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日举行,经调查,亚运会中球类、田径类、游泳类比赛深受学生喜爱.小明统计了其所在班级50名同学观看球类、田径类、游泳类比赛情况,每人至少观看过其中一类比赛,有15人观看过这3类比赛,18人没观看过球类比赛,20人没观看过田径类比赛,16人没观看过游泳类比赛,因不慎将观看过其中两类比赛的人的数据丢失,记为m,则由上述可推断出m=( )A. 16B. 17C. 18D. 19
杭州第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日举行,经调查,亚运会中球类、田径类、游泳类比赛深受学生喜爱.小明统计了其所在班级50名同学观看球类、田径类、游泳类比赛情况,每人至少观看过其中一类比赛,有15人观看过这3类比赛,18人没观看过球类比赛,20人没观看过田径类比赛,16人没观看过游泳类比赛,因不慎将观看过其中两类比赛的人的数据丢失,记为m,则由上述可推断出m=( )
- A. 16
- B. 17
- C. 18
- D. 19
题目解答
答案
解:根据题意,设观看过球类与田径类比赛的有x人,观看过球类与游泳类比赛的有y人,
观看过田径类与游泳类比赛的有z人,只观看过球类、田径类、游泳类其中一项比赛的人数分别为a,b,c,
画出示意图,如下图所示,

则a+b+c+x+y+z=50-15=35①,
因为有18人没看过球类比赛,所以b+c+z=18,
因为20人没观看过田径类比赛,16人没观看过游泳类比赛,
所以a+c+y=20,a+b+x=16,可得2(a+b+c)+x+y+z=54②,
由①②组成方程组,解得a+b+c=19,则m=x+y+z=54-2×19=16.
故选:A.
观看过田径类与游泳类比赛的有z人,只观看过球类、田径类、游泳类其中一项比赛的人数分别为a,b,c,
画出示意图,如下图所示,

则a+b+c+x+y+z=50-15=35①,
因为有18人没看过球类比赛,所以b+c+z=18,
因为20人没观看过田径类比赛,16人没观看过游泳类比赛,
所以a+c+y=20,a+b+x=16,可得2(a+b+c)+x+y+z=54②,
由①②组成方程组,解得a+b+c=19,则m=x+y+z=54-2×19=16.
故选:A.
解析
考查要点:本题主要考查集合的容斥原理,涉及三个集合的交集与并集关系,需要通过已知条件建立方程组求解。
解题核心思路:
- 明确各类人数关系:总人数为50,每人至少观看一类,15人观看过三类比赛。
- 利用补集思想:通过“没观看某类”的人数,反推出“观看过该类”的人数组合。
- 联立方程求解:设未知数表示两类重叠人数,结合总人数和补集条件建立方程组,最终求解两类重叠总人数m。
破题关键点:
- 分类讨论:将观看人数分为仅一类、两类、三类的情况,避免重复计算。
- 方程联立:通过三个“没观看某类”的条件,建立方程并联立求解。
设:
- 仅观看球类、田径类、游泳类的人数分别为$a, b, c$
- 同时观看两类的人数为$x$(球类+田径类)、$y$(球类+游泳类)、$z$(田径类+游泳类)
- 同时观看三类的人数为15
根据题意,总人数为50,且每人至少观看一类,因此:
$a + b + c + x + y + z + 15 = 50 \implies a + b + c + x + y + z = 35 \quad \text{①}$
补集条件分析:
- 没观看球类的18人:包含仅田径类$b$、仅游泳类$c$、两类田径+游泳类$z$,即:
$b + c + z = 18 \quad \text{②}$ - 没观看田径类的20人:包含仅球类$a$、仅游泳类$c$、两类球类+游泳类$y$,即:
$a + c + y = 20 \quad \text{③}$ - 没观看游泳类的16人:包含仅球类$a$、仅田径类$b$、两类球类+田径类$x$,即:
$a + b + x = 16 \quad \text{④}$
联立方程:
将②、③、④相加:
$(b + c + z) + (a + c + y) + (a + b + x) = 18 + 20 + 16 = 54$
整理得:
$2a + 2b + 2c + x + y + z = 54 \quad \text{⑤}$
将①代入⑤:
$2(a + b + c) + (x + y + z) = 54$
设$a + b + c = S$,则$x + y + z = 35 - S$,代入得:
$2S + (35 - S) = 54 \implies S = 19$
因此:
$x + y + z = 35 - 19 = 16$
结论:两类重叠总人数$m = x + y + z = 16$。