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数学 · 集合的运算

解三个集合的文氏图题

三个圆圈叠在一起,你不知道先填哪里,数字总是对不上。

三个集合的文氏图有八个区域。填图时必须由里向外:先填中心,再填两两重叠,再填单独的部分,最后求圈外。

这一课接在 解两个集合的文氏图题 之后,属于 集合的运算 单元。

例题:三个课外活动

一个年级有 48 位同学参加调查,活动分别是 X(篮球)、Y(戏剧)、Z(美术)。已知 n(X) = 22,n(Y) = 20,n(Z) = 16。n(X ∩ Y) = 9,n(Y ∩ Z) = 7,n(X ∩ Z) = 6,三个活动都参加的有 4 位。求三样都不参加的人数。

第一步,填中心。 三者交集是 4。

第二步,填两两重叠(去掉中心)。 只属于 X 和 Y:9 − 4 = 5。只属于 Y 和 Z:7 − 4 = 3。只属于 X 和 Z:6 − 4 = 2。

第三步,填单独的部分。

  • 只属于 X:22 − 5 − 2 − 4 = 11
  • 只属于 Y:20 − 5 − 3 − 4 = 8
  • 只属于 Z:16 − 3 − 2 − 4 = 7

第四步,求圈外。 圈内合计:11 + 8 + 7 + 5 + 3 + 2 + 4 = 40。圈外的人数是 48 − 40 = 8。

公式核对:22 + 20 + 16 − 9 − 7 − 6 + 4 = 40,与圈内合计相同。

最常见的错误:减了中心两次

有同学求“只属于 X”时,用 22 − 9 − 6 = 7,再减去 4 得 3。9 和 6 里都已经含有中心的 4,所以中心被减了三次,只属于 X 的人数被算得太少。

错误做法 正确做法
只属于 X 22 − 9 − 6 − 4 = 3 22 − 5 − 2 − 4 = 11
两两重叠的填法 直接填 9、7、6 先减去中心:5、3、2
圈内合计 对不上 40 40

关键是一句话:两两交集的数字里包含中心,填图前要先把中心减掉。

自测题

一个班有 40 位同学。n(A) = 18,n(B) = 16,n(C) = 14,n(A ∩ B) = 7,n(B ∩ C) = 6,n(A ∩ C) = 5,三者都属于的有 3 位。求三个集合都不属于的人数。

答案

中心:3。

只属于 A 和 B:7 − 3 = 4。只属于 B 和 C:6 − 3 = 3。只属于 A 和 C:5 − 3 = 2。

只属于 A:18 − 4 − 2 − 3 = 9。只属于 B:16 − 4 − 3 − 3 = 6。只属于 C:14 − 3 − 2 − 3 = 6。

圈内合计:9 + 6 + 6 + 4 + 3 + 2 + 3 = 33,圈外是 40 − 33 = 7。公式核对:48 − 18 + 3 = 33。

接下来学什么?

下一课是 把文字叙述转成集合符号,学会用符号写出“只属于”和“都不属于”。做完后用 练习题 检验。

想让老师检查你的填图顺序,可以看 一对一线上数学补习。

常见问题

三个集合的文氏图有几个区域?

有八个:三个只属于一个集合的部分,三个只属于两个集合的部分,一个三者都属于的中心,加上圈外的部分。每个元素只会落在其中一个区域。

填三个集合的文氏图应从哪里开始?

从三者交集开始,也就是正中间。然后填只属于两个集合的部分,再填只属于一个集合的部分,最后求圈外。由里向外,才不会重复计算。

n(X ∩ Y) 是只属于 X 和 Y 的部分吗?

不是。n(X ∩ Y) 包括中间三者都属于的那一块。只属于 X 和 Y 的人数,要用 n(X ∩ Y) 减去中间的人数。

怎样检查三个集合的图?

把八个区域的数字全部加起来,必须等于全集的总数。还可以用公式 n(X ∪ Y ∪ Z) 核对:三个个数相加,减去两两交集,再加上三者交集。

如果三个集合的文氏图总是对不上总数,一对一数学课可以让老师看着你的填图顺序,找出是哪个区域被多减了或漏掉了。

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