最值問題中,有一種特殊的構(gòu)造,涉及到兩個(gè)及以上的集合的最值,如:某興趣班共有學(xué)生45人,其中喜歡音樂、舞蹈、美術(shù)的學(xué)生分別為36、34、31人,問這三項(xiàng)都喜歡的學(xué)生至少有多少人?
這道湖北選調(diào)的真題中,三個(gè)集合分別為喜歡音樂的學(xué)生、喜歡舞蹈的學(xué)生、喜歡美術(shù)的學(xué)生,問都喜歡的最少是多少,這種“滿足所有集合的最小值”,稱之為多集合反向構(gòu)造問題。
這種問題怎么解決呢?我們以這道題為例看一下正反兩種思路。
第一種反向思路,反向——加和——做差。
?、傧确謩e反向求出各集合的補(bǔ)集:不喜歡音樂、舞蹈、美術(shù)的學(xué)生,分別有9、11、14人;
?、谌绻@9、11、14人毫無重復(fù),則此時(shí)不都喜歡的最多,有9+11+14=34(人);
?、鄄欢枷矚g的最多,那么都喜歡的最少,有45-34=11(人)。
這種思路的核心是“讓不都喜歡的無任何重復(fù),則不滿足要求的最多”。
第二種正向思路,集合加和——和-總數(shù)×(所需集合個(gè)數(shù)-1)。
?、傧葘⑾矚g音樂、舞蹈、美術(shù)的學(xué)生全加和,即喜歡任意科的總?cè)舜螖?shù)有36+34+31=101(人)。
?、诳倲?shù)45人,假設(shè)全部喜歡兩科,那喜歡的總?cè)舜螖?shù)中去掉這45×2次,還余下的喜歡的人必然是喜歡三科的,有101-45×2=11(人)。
這種思路的核心是“總?cè)舜?喜歡人次的極限值,則滿足要求的最少”。
值得注意的是,在小學(xué)奧數(shù)中,這一模型叫“容斥極值”,往往使用正向思路的時(shí)候居多,導(dǎo)致近幾年的公考真題更多使用正向解法。下面讓我們從易到難看幾道真題。
【例1】(2018廣東)某軟件公司對旗下甲、乙、丙、丁四款手機(jī)軟件進(jìn)行使用情況調(diào)查,在接受調(diào)查的1000人中,有68%的人使用過甲軟件,有87%的人使用過乙軟件,有75%的人使用過丙軟件,有82%的人使用過丁軟件。那么,在這1000人中,使用過全部四款手機(jī)軟件的至少有( )人。
A.120
B.250
C.380
D.430
【答案】A
【解析】第一步,本題考查最值問題,屬于反向構(gòu)造。
第二步,本題使用的多集合反向構(gòu)造方法是:反向——求和——做差。
反向:沒使用過甲軟件有1-68%=32%;沒使用過乙軟件的有1-87%=13%;沒使用過丙軟件的有1-75%=25%,沒使用過丁軟件的有1-82%=18%;
求和:未使用過甲乙丙丁四款軟件的人最多有32%+13%+25%+18%=88%;
做差:全部四款軟件都使用過的最少有1-88%=12%。
第三步,四款軟件都使用過的人至少為1000×12%=120(人)。
因此,選擇A選項(xiàng)。
這種純套路的題目現(xiàn)在考查的越來越少,因此同學(xué)們還需要掌握正向思路。來看幾道難題。
【例2】(2018國考)書法大賽的觀眾對5幅作品進(jìn)行不記名投票。每張選票都可以選擇5幅作品中的任意一幅或多幅,但只有在選擇不超過2幅作品時(shí)才為有效票。5幅作品的得票數(shù)(不考慮是否有效)分別為總票數(shù)的69%、63%、44%、58%和56%。問本次投票的有效率最高可能為多少?
A.65%
B.70%
C.75%
D.80%
【答案】B
【解析】第一步,本題考查最值問題,屬于多集合反向構(gòu)造。
第二步,①首先賦值觀眾100人,那么5幅作品得票數(shù)分別是69、63、44、58、56,共290票,即總共有290個(gè)投票人次。
②假設(shè)所有投票觀眾都投2幅作品,則總?cè)舜芜€多出290-100×2=90人次。
?、凼S嗟?0人次分到已經(jīng)投了2次的票上,如果每張?jiān)俜?次則無效票數(shù)90張,有效票10張;如果每張?jiān)俜?次則無效票數(shù)45張,有效票55張;如果每張?jiān)俜?次則無效票數(shù)30張,有效票70張。可知有效率最高是70%。
因此,選擇B選項(xiàng)。
【例3】(2018陜西)觀眾對五位歌手的歌曲進(jìn)行投票,每張選票都可以選擇五首歌曲中的一首或多首,但只有選擇不超過3首歌曲的選票才是有效票,五首歌曲的得票數(shù)分別為總票數(shù)的82%,73%,69%,51%和45%,那么本次投票的有效率最高可能為:
A.95%
B.90%
C.85%
D.80%
E.75%
F.70%
G.65%
H.60%
【答案】B
【解析】第一步,本題考查最值問題,屬于多集合反向構(gòu)造。
第二步,①賦值共有100人進(jìn)行投票,則一共投票82+73+69+51+45=320(票)。即總共有320個(gè)投票人次。
②假設(shè)所有投票觀眾都投3位歌手,則總?cè)舜芜€多出320-100×3=20人次(票)。
?、凼S嗟?0人次分到已經(jīng)投了3次的票上,如果每張?jiān)俜?次則無效票數(shù)20張,有效票80張;如果每張?jiān)俜?次則無效票數(shù)10張,有效票90張。有效率最高為90%。
因此,選擇B選項(xiàng)。
通過這兩道類似的題目可以發(fā)現(xiàn),這一類多集合反向構(gòu)造問題,題目考查難度增大,一味背誦“套路”無濟(jì)于事,因此要理解多集合反向構(gòu)造的兩種思路,尤其是接觸的少的正向思路,一定要理解基礎(chǔ)邏輯,多多練習(xí)!
祝大家攻堅(jiān)克難、金榜題名!
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