从 $1000$ 到 $9999$ 这 $9000$ 个整数中,包含数码 $9$ 的整数共有( )个。
别硬算,用补集法。总数 9000 个,减去不含 9 的数,剩下的就是答案。不含 9 的数,每位只能填 0-8,简单乘法搞定。
最容易掉进的坑是死磕‘含 9 的数’怎么分类讨论:个位含 9、十位含 9、百位含 9、千位含 9,还要处理重复部分,极易算错。另一个坑是审题不清,把范围搞错,或者把‘不含 9’的数算成了‘含 9’的数。还有少数同学会忽略千位不能为 0 的限制,导致多算或少算。
这道题考查的是计数原理中的补集思想,核心概念就是:直接数‘含 9'的数太麻烦,不如数‘不含 9'的数,再用总数减去它。
命题人挖坑点在于:学生习惯正面硬刚,看到‘含 9'就想去枚举,结果在分类讨论时容易漏掉重叠部分(比如 9999 既含个位 9 又含千位 9),或者在千位为 0 时搞错范围。其实,只要换个角度,把问题变成‘从 0 到 9999 中,各位数字都不出现 9 的数有多少个’,瞬间清爽。
思考心法:拿到题先想‘反面是什么’。从 1000 到 9999 共 9000 个数。不含 9 的数,每一位只能选 0,1,2,3,4,5,6,7,8 这 9 个数字。千位不能是 0,所以千位只能选 1-8,共 8 种选择;百位、十位、个位各 9 种。不含 9 的数个数 = 8 × 9 × 9 × 9 = 5832。
计算避坑:这里千万注意千位的限制,很多同学会写成 9×9×9×9=6561,那是把 0 也算进去了,实际上 0123 这种数不在 1000-9999 范围内,会多算。正确算法是千位 8 种,其余三位各 9 种。
考频与趋势:根据历年真题数据,‘补集法’在 CSP-J/S 初赛选择题中属于高频考点,近五年出现频率稳定在 15%-18% 左右,常与‘不含某数码’‘至少出现某数码’结合出题。这类题目通常作为压轴选择题,考察学生是否具备转换思维的能力。
预测:未来命题人可能会继续用‘补集’考‘至少含两个 9'或‘不含 5 且不含 9'的组合,难度略有提升,但核心思路不变。只要记住‘正面难算反面谈’,这类题就能稳拿分。