這課要練什麼
只要在問「至少符合一項」或集合有重疊,直接相加就會重複算。容斥原理教你「先全加、再減掉多算的、必要時補回」。這課從最基本的兩集合,練到補集法與格子路徑避點。
想先把觀念一次讀通,看這裡:容斥原理(概念頁)。
標準步驟(配一題給你看)
- 把「或」拆成幾個集合(或事件)。
- 加所有單項,減所有兩兩交集,加回三重交集……(奇加偶減)。
- 若「反面」更單純,改用補集法:全部 − 一個都不符合。
示範:一班 36 人,雞蛋糕 20、地瓜球 14、兩樣都買 6,至少買一樣=20+14−6=28。
入門:兩集合/兩事件,減一次重疊
先確認會不會同時發生;會,就減一次交集。
課內練習
夜市攤位使用一顆紅骰與一顆藍骰決定是否送小禮物。若兩顆點數和為
8,或至少有一顆出現
6,就送小禮物。擲一次紅、藍骰,送小禮物的機率為多少?
- (A)94
- (B)31
- (C)187
- (D)52
- (E)21
課內練習
周六下午,柏翰統計
36 位同學在台中一中街買點心的情況:有
20 人買雞蛋糕,有
14 人買地瓜球,其中有
6 人兩樣都買。至少買其中一樣點心的同學有幾人?
- (A)34
- (B)22
- (C)32
- (D)30
- (E)28
進階:補集法(正難則反)
「至少一次/不相鄰」這類正面很雜的情況,用全部 − 反面往往兩步搞定。
課內練習
社團成果展要將
7 張不同照片貼在一排展示板上,其中甲照片與乙照片不能相鄰。若每個位置只能貼一張照片,則共有多少種不同貼法?
- (A)2400
- (B)2880
- (C)3600
- (D)4320
- (E)5040
課內練習
台中某手搖飲店辦桌遊活動,
6 位高中生甲、乙、丙、丁、戊、己與
2 位老師林老師、王老師共
8 人圍坐一張圓桌。若甲、乙必須相鄰,且兩位老師不可相鄰,則共有幾種不同坐法?旋轉後相同的坐法視為同一種,左右鏡像不同。
- (A)480
- (B)576
- (C)720
- (D)960
- (E)7680
挑戰:格子路徑「避開禁點」
經過某點的路徑數=(起點到該點)×(該點到終點);多個禁點時,重複扣掉的「同時經過兩點」要再加回來。
課內練習
高雄某夜市的巷弄可視為方格道路。小寧從入口
S=(0,0) 走到飲料攤
T=(5,4),每一步只能向東或向北走一格。因為施工,交叉口
P=(2,1) 與
Q=(3,3) 不能經過。小寧共有多少種最短走法?
- (A)6
- (B)27
- (C)33
- (D)48
- (E)66
課內練習
台中車站附近的步道畫成方格,小禾從西南角
S=(0,0) 走到東北角
T=(8,6),每一步只能往東或往北,因此只走最短路。三個集章攤位分別在
A=(2,2)、
B=(4,3)、
C=(6,5),施工中的路口
X=(3,3) 不能經過。問小禾有多少條最短路徑會經過恰好一個集章攤位?
常見錯誤(在這裡掉分最可惜)
- 看到「或」就直接加:沒確認互斥,漏減重疊,答案偏大。
- 三集合只減不補:減完兩兩交集,忘了加回三者交集。
- 正面硬算:明明補集法(1− 反面)更快,卻去窮舉正面。
學完這課,回到題庫做更多同類型練習,把容斥的「加減加減」練成反射動作。