容斥原理和抽屉原理

转自:http://www.exam8.com/zige/gongwuyuan/xingzheng/sl/201408/2984187.html

一、容斥原理

  在计数时,要保证无一重复,无一遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,在不考虑重叠的情况下,把包含于某内容中的所有对象的数目先计算出来,然后再把计数时重复计算的数目排斥出去,使得计算的结果既无遗漏又无重复,这种计数的方法称为容斥原理。

  1.容斥原理1——两个集合的容斥原理

  如果被计数的事物有A、B两类,那么,先把A、B两个集合的元素个数相加,发现既是A类又是B类的部分重复计算了一次,所以要减去。如图所示:

  公式:A∪B=A+B-A∩B

  

\

 

  总数=两个圆内的-重合部分的

  【例1】一次期末考试,某班有15人数学得满分,有12人语文得满分,并且有4人语、数都是满分,那么这个班至少有一门得满分的同学有多少人?

  数学得满分人数→A,语文得满分人数→B,数学、语文都是满分人数→A∩B,至少有一门得满分人数→A∪B。A∪B=15+12-4=23,共有23人至少有一门得满分。

  2.容斥原理2——三个集合的容斥原理

  如果被计数的事物有A、B、C三类,那么,将A、B、C三个集合的元素个数相加后发现两两重叠的部分重复计算了1次,三个集合公共部分被重复计算了2次。

  如图所示,灰色部分A∩B-A∩B∩C、B∩C-A∩B∩C、C∩A-A∩B∩C都被重复计算了1次,黑色部分A∩B∩C被重复计算了2次,因此总数A∪B∪C=A+B+C-(A∩B-A∩B∩C)-(B∩C-A∩B∩C)-(C∩A-A∩B∩C)-2A∩B∩C=A+B+C-A∩B-B∩C-C∩A+A∩B∩C。即得到:

  公式:A∪B∪C=A+B+C-A∩B-B∩C-C∩A+A∩B∩C

  

\

 

  总数=三个圆内的-重合两次的+重合三次的

  【例2】某班有学生45人,每人都参加体育训练队,其中参加足球队的有25人,参加排球队的有22人,参加游泳队的有24人,足球、排球都参加的有12人,足球、游泳都参加的有9人,排球、游泳都参加的有8人,问:三项都参加的有多少人?

  参加足球队→A,参加排球队→B,参加游泳队→C,足球、排球都参加的→A∩B,足球、游泳都参加的→C∩A,排球、游泳都参加的→B∩C,三项都参加的→A∩B∩C。三项都参加的有A∩B∩C=A∪B∪C-A-B-C+A∩B+B∩C+C∩A=45-25-22-24+12+9+8=3人。

  3.用文氏图解题

  文氏图又称韦恩图,能够将逻辑关系可视化的示意图。从文氏图可清晰地看出集合间的逻辑关系、重复计算的次数,最适合描述3个集合的情况。

  【例3】某班有50 位同学参加期末考试,结果英文不及格的有15 人,数学不及格的有19 人,英文和数学都及格的有21 人。那么英文和数学都不及格的有( )人。

  A.4 B.5 C.13 D.17

  解析:如图所示,按英文及格、数学及格画2个圆圈,根据题干条件确定它们重叠。

  

\

 

  二、抽屉原理

  能利用抽屉原理来解决的问题称为抽屉问题。在行测考试数学运算中,考查抽屉原理问题时,题干通常有“至少……,才能保证……”字样。

  抽屉原理1

  将多于n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品件数不少于2。(至少有2件物品在同一个抽屉)

  抽屉原理2

  将多于m×n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少于m+1。(至少有m+1件物品在同一个抽屉)

  下面我们通过几个简单的例子来帮助理解这两个抽屉原理。

  【例1】将5件物品放到3个抽屉里,要想保证任一个抽屉的物品最少,只能每个抽屉放一件,有5件物品,放了3件,还剩5-3×1=2件,这两件只能分别放入两个抽屉中,这样物品最多的抽屉中也只有2件物品中公.教育版权。

  即当物品数比抽屉数多时,不管怎么放,总有一个抽屉至少有2件物品。

  【例2】将10件物品放到3个抽屉里呢?将22件物品放到5个抽屉里呢?

  同样,按照前面的思路,要想保证任一个抽屉的物品数都最少,那么只能先平均放。

  10÷3=3……1,则先每个抽屉放3件,还剩余10-3×3=1件,随便放入一个抽屉中,则这个抽屉中的物品数为3+1=4件。

  22÷5=4……2,则先每个抽屉放4件,还剩余22-4×5=2件,分别放入两个抽屉中,则这两个抽屉中的物品数为4+1=5件。

  即如果物体数大于抽屉数的m倍,那么至少有一个抽屉中的物品数不少于m+1。

  1.利用抽屉原理解题

  一般来说,求抽屉数、抽屉中的最多有几件物品时采用抽屉原理,其解题流程如下:

  (1)找出题干中物品对应的量;

  (2)合理构造抽屉(简单问题中抽屉明显,找出即可);

  (3)利用抽屉原理1、抽屉原理2解题。

  【例题1】外国讲星座,中国传统讲属相。请问在任意的37个中国人中至少有几个人的属相相同?

  A.3 B.4 C.5 D.6

  解析: 属相有12种,看成12个抽屉,则至少有一个抽屉有不少于 \=4个人,即至少有4个人属相相同,选B。

 

  2.考虑最差(最不利)情况

  抽屉问题所求多为极端情况,即从最差的情况考虑。对于“一共有n个抽屉,要有(取)多少件物品,才能保证至少有一个抽屉中有m个物体”,即求物品总数时,考虑最差情况这一方法的使用非常有效。具体思路如下:

  最差情况是尽量不能满足至少有一个抽屉中有m个物品,因此只能将物品均匀放入n个抽屉中。当物品总数=n×(m-1)时,每个抽屉中均有m-1个物品,此时再多1个,即可保证有1个抽屉中有m个物品。因此物品总数为n×(m-1)+1。

  【例题2】从一副完整的扑克牌中,至少抽出多少张牌,才能保证至少有6张牌的花色相同?

  A.21 B.22 C.23 D.24

  解析:此题答案为C。一副完整的扑克牌包括大王、小王;红桃、方块、黑桃、梅花各13张。

  至少抽出多少张牌→求取物品的件数,考虑最差情况中公.教育版权。

  要求6张牌的花色相同,最差情况即红桃、方块、黑桃、梅花各抽出5张,再加上大王、小王,此时共取出了4×5+2=22张,此时若再取一张,则一定有一种花色的牌有6张。即至少取出23张牌,才能保证至少6张牌的花色相同。

转载于:https://www.cnblogs.com/limingluzhu/p/5763054.html

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MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp``MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式I2C地址,`getAcceleration()``getGyroscope()`则分别用于获取加速度角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()``getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准滤波,以消除噪声漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程数据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客其他开源资源是学习解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息实践指南
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