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集合的交集是数学中的重要概念。当我们有两个集合A和B时,它们的交集包含了同时属于A和B的所有元素。图中紫色区域就是集合A和B的交集。
容斥原理是计算集合交集元素个数的重要工具。对于两个集合,交集元素个数等于两个集合元素个数之和减去并集元素个数。对于三个集合,公式更复杂,需要加上各集合元素个数,减去两两交集,再加上三个集合的并集。
让我们通过一个具体例子来理解交集的应用。在100名学生的调查中,60人喜欢数学,50人喜欢物理,30人同时喜欢两科。要求只喜欢数学的人数,我们用喜欢数学的总人数减去同时喜欢两科的人数,得到60减30等于30人。
现在让我们详细分析计算步骤。首先确定已知条件:喜欢数学的有60人,喜欢物理的有50人,同时喜欢两科的有30人。然后应用公式:只喜欢数学的人数等于喜欢数学的总人数减去同时喜欢两科的人数。最后代入数值计算:60减30等于30人。
总结一下集合交集计算的要点。使用容斥原理公式前,必须确认各集合的并集元素个数已知。计算多个集合交集时要注意正负号交替。空集的交集为零,不相交集合的交集也为零。这些方法在调查统计、概率计算、数据分析等领域都有广泛应用。本题答案是30人。