用排斥原理求解学生打球问题 - 详细步骤和解题思路
首先,根据题目中的信息,我们可以画出以下的 Venn 图:
其中,$A$ 表示会打篮球的学生,$B$ 表示会打排球的学生,$C$ 表示会打网球的学生。我们要求的是不会打球的学生数,即 $A^c \cap B^c \cap C^c$。
根据排斥原理,我们可以先求出 $A \cup B \cup C$,即会打篮球或排球或网球的学生数。根据 Venn 图,我们可以列出以下式子:
$$\begin{aligned}|A \cup B \cup C| &= |A| + |B| + |C| - |A \cap B| - |A \cap C| - |B \cap C| + |A \cap B \cap C|\ &= 14 + 12 + 6 - 6 - 5 - 6 + 2\ &= 17\ \end{aligned}$$
其中 $|S|$ 表示集合 $S$ 中元素的个数。
再根据题目中的信息,我们知道 $6$ 个会打网球的人会打篮球或排球,因此 $C \subseteq (A \cup B)$。于是,我们可以把上面的式子改写为:
$$\begin{aligned}|A \cup B \cup C| &= |A| + |B| + |C| - |A \cap B| - |A \cap C| - |B \cap C| + |A \cap B \cap C|\ &= 14 + 12 + 6 - 6 - 5 - 6 + 2 + |C \setminus (A \cup B)|\ &= 17 + |C \setminus (A \cup B)|\ \end{aligned}$$
其中 $C \setminus (A \cup B)$ 表示会打网球但不会打篮球或排球的学生数。
于是,我们有:
$$|C \setminus (A \cup B)| = |A \cup B \cup C| - 17 = 6$$
最后,根据全集大小为 $25$,我们可以得出不会打球的学生数为:
$$|A^c \cap B^c \cap C^c| = 25 - |A \cup B \cup C| = 8$$
因此,不会打球的学生数为 $8$。
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