题目
某大学一个数学协会共有100位会员,其中今年有36人参加了全国大学生数学竞赛,有28人参加了全国大学生数学建模竞赛,有18人参加了全国大学生统计建模大赛。又已知,有22人同时参加了数学竞赛和数学建模竞赛,有12人同时参加了数学竞赛和统计建模大赛,有9人同时参加了数学建模竞赛和统计建模大赛,有4人参加了全部三项竞赛,求会员至少参加一项竞赛的概率。
某大学一个数学协会共有100位会员,其中今年有36人参加了全国大学生数学竞赛,有28人参加了全国大学生数学建模竞赛,有18人参加了全国大学生统计建模大赛。又已知,有22人同时参加了数学竞赛和数学建模竞赛,有12人同时参加了数学竞赛和统计建模大赛,有9人同时参加了数学建模竞赛和统计建模大赛,有4人参加了全部三项竞赛,求会员至少参加一项竞赛的概率。
题目解答
答案

根据题意,标记韦恩图的每个区域内的会员数,
所以有6人只参加了全国大学生数学竞赛,1人只参加了全国大学生数学建模竞赛,1人只参加了全国大学生统计建模大赛;
有18人只参加了数学竞赛和数学建模竞赛,有8人同时只参加了数学竞赛和统计建模大赛,有5人同时只参加了数学建模竞赛和统计建模大赛;
有4人参加了全部三项竞赛。
所以
解析
考查要点:本题主要考查集合的容斥原理和韦恩图的应用,需要根据题目给出的各竞赛参与人数及重叠情况,计算至少参加一项竞赛的总人数,进而求概率。
解题核心思路:
- 明确各区域人数:通过题目给出的单竞赛人数和交集人数,利用容斥原理拆分出仅参加一项、仅参加两项、参加三项的人数。
- 避免重复计算:在计算交集区域时,需减去同时参加三项的人数,确保每个区域的人数唯一对应。
- 概率计算:将所有参与竞赛的人数相加,除以总人数100。
破题关键点:
- 正确拆分交集区域:例如,同时参加数学竞赛和建模竞赛的22人中,包含4人同时参加三项,因此仅参加这两项的人数为$22 - 4 = 18$。
- 逐层递推计算:先计算仅参加两项的人数,再计算仅参加一项的人数,最后累加所有参与人数。
步骤1:拆分仅参加两项的人数
- 数学竞赛和建模竞赛:
总交集人数为22人,其中4人参加三项,因此仅参加这两项的人数为:
$22 - 4 = 18$ - 数学竞赛和统计建模:
总交集人数为12人,仅参加这两项的人数为:
$12 - 4 = 8$ - 建模竞赛和统计建模:
总交集人数为9人,仅参加这两项的人数为:
$9 - 4 = 5$
步骤2:计算仅参加一项的人数
- 仅参加数学竞赛:
总参赛人数36人,减去参加两项和三项的人数:
$36 - 18 - 8 - 4 = 6$ - 仅参加数学建模:
总参赛人数28人,减去参加两项和三项的人数:
$28 - 18 - 5 - 4 = 1$ - 仅参加统计建模:
总参赛人数18人,减去参加两项和三项的人数:
$18 - 8 - 5 - 4 = 1$
步骤3:统计总参与人数
将所有区域人数相加:
$6 \, (\text{仅数学}) + 1 \, (\text{仅建模}) + 1 \, (\text{仅统计}) + 18 \, (\text{数学+建模}) + 8 \, (\text{数学+统计}) + 5 \, (\text{建模+统计}) + 4 \, (\text{三项}) = 43$