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二、解决两个集合的重叠问题

数学广角——集合 · 三年级
讲清楚它是什么

定义 利用“容斥原理”计算两个集合并集元素总数,核心公式为:总数 = A + B - 重叠部分。

从哪来 本节为起点,无前置知识点记录。

为什么 当我们分别统计集合A和集合B的数量时,同时属于A和B的元素(即重叠部分)被计算了两次。为了得到准确的并集总数,必须从总和中减去一次重复计算的部分,从而消除重复,还原真实数量。

实物操作法
准备两组不同颜色的圆片(如红、蓝),让学生将部分红片叠放在蓝片上,直观看到“重叠区”。先数红片总数,再数蓝片总数,最后数所有不重复的片数。引导学生发现:红+蓝-重叠=总数。
适合:具象思维强、喜欢动手操作、对抽象公式感到困难的学生。
生活情境法
以“班级报名兴趣小组”为例。统计喜欢踢足球的人数和喜欢打篮球的人数,发现有人两项都报。提问:“如果直接把两个数字相加,谁被算了两遍?”让学生意识到“双重身份”的人需要减去一次。
适合:逻辑推理能力较好、善于从生活经验中提取数学模型的学生。
韦恩图可视化法
画出两个相交的圆,分别标记A、B及交集。用不同颜色填充三个区域(仅A、仅B、A∩B)。强调:总数 = 仅A + 仅B + 交集。而 A+B = 仅A + 仅B + 2×交集。因此 A+B-交集 = 仅A + 仅B + 交集。
适合:空间想象力强、偏好图形化表达、需要结构化理解的学生。
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练一道
基础题
三(1)班有20人参加数学竞赛,15人参加作文竞赛,其中8人两项都参加。问至少参加一项竞赛的有多少人?
变式
三(2)班共有40人,其中25人喜欢画画,18人喜欢唱歌,还有5人两项都不喜欢。问两项都喜欢的人数是多少?
试试手自己判
检测题
某班有30人,其中16人擅长游泳,14人擅长跑步,有6人两项都不擅长。问两项都擅长的人数是多少?
看答案和判分标准
答案:两项都不擅长6人,则至少擅长一项的人数为 30 - 6 = 24 人。 设擅长游泳为A,擅长跑步为B。 |A ∪ B| = 24,|A| = 16,|B| = 14。 24 = 16 + 14 - |A∩B| 24 = 30 - |A∩B| |A∩B| = 30 - 24 = 6(人) 答:两项都擅长的有6人。
判对标准:
1. 正确计算出“至少擅长一项”的人数为24人(2分)。
2. 正确列出容斥原理公式并代入数值(2分)。
3. 正确解出交集为6人(1分)。
4. 最终答案完整且单位正确(1分)。
总分6分,得5分及以上视为掌握。
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