内容正文:
第一讲 乘法原理
在日常生活中常常会遇到这样一些问题,就是在做一件事时,要分几步才能完成,而在完成每一步时,又有几种不同的方法,要知道完成这件事一共有多少种方法,就用我们将讨论的乘法原理来解决.
例如某人要从北京到大连拿一份资料,之后再到天津开会.其中,他从北京到大连可以乘长途汽车、火车或飞机,而他从大连到天津却只想乘船.那么,他从北京经大连到天津共有多少种不同的走法?
分析这个问题发现,某人从北京到天津要分两步走.第一步是从北京到大连,可以有三种走法,即:
第二步是从大连到天津,只选择乘船这一种走法,所以他从北京到天津共有下面的三种走法:
注意到 3×1=3.
如果此人到大连后,可以乘船或飞机到天津,那么他从北京到天津则有以下的走法:
共有六种走法,注意到3×2=6.
在上面讨论问题的过程中,我们把所有可能的办法一一列举出来.这种方法叫穷举法.穷举法对于讨论方法数不太多的问题是很有效的.
在上面的例子中,完成一件事要分两个步骤.由穷举法得到的结论看到,用第一步所有的可能方法数乘以第二步所有的可能方法数,就是完成这件事所有的方法数.
一般地,如果完成一件事需要n个步骤,其中,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,…,做第n步有mn种不同的方法,那么,完成这件事一共有
N=m1×m2×…×mn种不同的方法.
这就是乘法原理.
例1 某人到食堂去买饭,主食有三种,副食有五种,他主食和副食各买一种,共有多少种不同的买法?
分析 某人买饭要分两步完成,即先买一种主食,再买一种副食(或先买副食后买主食).其中,买主食有3种不同的方法,买副食有5种不同的方法.故可以由乘法原理解决.
解:由乘法原理,主食和副食各买一种共有3×5=15种不同的方法.
补充说明:由例题可以看出,乘法原理运用的范围是:①这件事要分几个彼此互不影响的独立步骤来完成;②每个步骤各有若干种不同的方法来完成.这样的问题就可以使用乘法原理解决问题.
例2 右图中有7个点和十条线段,一只甲虫要从A点沿着线段爬到B点,要求任何线段和点不得重复经过.问:这只甲虫最多有几种不同的走法?
分析 甲虫要从A点沿线段爬到B点,必经过C点,所以,完成这段路分两步,即由A到C,再由C到B.而由A到C有三种