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数学 · 集合的运算

解两个集合的文氏图题

文氏图你会画,填数字时总是加起来超过总人数。

两个集合的文氏图有四个区域:只属于 A、只属于 B、两者都属于、两者都不属于。填图的顺序是先算并集,再求重叠,最后填每一块。

这一课接在 读懂并集、交集和补集 之后,属于 集合的运算 单元。

例题:食堂调查

一个班有 40 位同学参加调查:26 位买椰浆饭(A),19 位买炒面(B),5 位两种都不买。求两种都买的人数,以及只买其中一种的人数。

第一步,求并集。 至少买一种的人数是 40 − 5 = 35。

第二步,求重叠。 n(A ∩ B) = n(A) + n(B) − n(A ∪ B) = 26 + 19 − 35 = 10。

第三步,填每一块。 只买椰浆饭:26 − 10 = 16。只买炒面:19 − 10 = 9。

区域 人数
只买椰浆饭 16
两种都买 10
只买炒面 9
两种都不买 5

检查:16 + 10 + 9 + 5 = 40,等于全班人数。只买一种的人数是 16 + 9 = 25。

最常见的错误:把 26 直接填进圆圈

有同学把 26 写在 A 圈里,19 写在 B 圈里,再加上圈外的 5,得到 26 + 19 + 5 = 50,比 40 多了 10。

错误做法 正确做法
A 圈只属于 A 的部分 26 16
B 圈只属于 B 的部分 19 9
重叠部分 没有填 10
总数检查 50,多了 10 40,相符

n(A) = 26 包括了重叠的那 10 人,n(B) = 19 也包括,所以重叠的人被数了两次。先填中间,外圈再用总数减去重叠。

题目给了重叠人数时

如果题目先给出 n(A ∩ B) = 10,就可以跳过第二步。直接填中间的 10,再用 26 − 10 和 19 − 10 填外圈,最后用总人数减去这三块,得到圈外的人数。

自测题

一个班有 50 位同学:32 位喜欢足球,27 位喜欢羽毛球,8 位两种都不喜欢。求两种都喜欢的人数,以及恰好喜欢一种的人数。

答案

至少喜欢一种:50 − 8 = 42。

两种都喜欢:32 + 27 − 42 = 17。

只喜欢足球:32 − 17 = 15。只喜欢羽毛球:27 − 17 = 10。恰好喜欢一种:15 + 10 = 25。

检查:15 + 17 + 10 + 8 = 50。

接下来学什么?

下一步是 解三个集合的文氏图题,做法是同一个思路,只是多了一个圈。也可以先用 练习题 检验两个集合的做法。

想让老师看着你填图,可以看 一对一线上数学补习。

常见问题

填文氏图应该从哪里开始?

从重叠的中间部分开始,再往外填。如果题目没有直接给出两者都属于的人数,就先用公式算出来,再把每个圆圈里剩下的人数填进去。

n(A ∪ B) 怎么求?

用总人数减去两者都不属于的人数。如果没有“都不属于”的信息,全集就是并集。如果题目给了 n(A ∩ B),就用 n(A) + n(B) − n(A ∩ B)。

为什么圈外的数字也要写?

两个圆圈以外的部分,表示全集中两个集合都不属于的元素。它们会影响总数,漏写就会使总和对不上。

怎样检查文氏图填得对不对?

把图中所有区域的数字加起来,包括圈外的,必须等于全集的总数。再检查每个圆圈里的数字加起来是否等于题目给的 n(A)、n(B)。

如果你的文氏图总是数多或数少,一对一数学课可以让老师看着你怎样填,找出是哪一步把重叠部分数了两次。

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