内容正文:
第9讲 递推计数
知识点
1、 递推计数(五下)
1、递推计数
用于解决复杂的计数问题,通过考虑问题的简单情况,看看简单情形如何处理,在解决了简单情形后,再考虑如何利用简单情形的结论来解决更复杂的问题.这个由简单到复杂的推导过程就叫“递推”。
2、递推计数的分类
(1)利用数列中各项的简单累加来解决的递推计数问题(如上楼梯、覆盖问题).
(2)依靠增量分析,写出递推数列来解决的递推计数问题(如直线分平面问题).
(3)利用数表中各项的简单累加来解决的递推计数问题(如传球法).
(4)不以简单累加形式进行的递推问题(如圆周连线问题),此类问题必须重视如何将复杂情形化归为简单情形来解决,利用简单情形下已有的结论来推算复杂情形.
3、染色问题[来源:学科网ZXXK]
(1)能对于染色问题,只要能保证前面步骤的染色结果不会影响到后面步骤染色的方法数,就是合理的分步方法.
(1)对于较复杂的染色问题等较复杂的乘法原理问题,在分步时要优先考虑可选择情况较少的步骤,必须让前面步骤的结果不影响后面步骤选择的方法数.
课堂例题
1、 上楼梯及分平面问题
1、老师给小高布置了12篇作文,规定他每天至少写1篇.如果小高每天最多能写2篇,那么共有多少种不同的完成方法?(小高每天只能写完整数篇)
【答案】
233
【解析】
假设有1篇作文,则有1种方法;有2篇作文,则有种方法;有3篇作文,则有种方法;有4篇作文,则有种方法;有5篇作文,则有种方法……有12篇作文,则有种方法.
作文数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
方法数
1
2
3
5
8
13
21
34
55
89
144
233
2、老师给小高布置了12篇作文,规定他每天至少写1篇.如果小高每天最多能写3篇,那么共有多少种写完作文的方法?
【答案】
927种
【解析】
将作文数量与完成作文的方法数列成一张表格,如下所示:
作文数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
完成方法数
1
2
4
7
13
24
44
81
149
274
504
927
下面解释一下这张数表是如何累加得到的.写1、2、3篇作文的方法数可以枚举得到.写4篇作文的完成方法数可以分三类去数:如果第一天写1篇,那么参考数表可得,剩下3篇有4种完成方法;如果第一天写2篇,同样参考数表可得,剩下2篇有2种完成方法;如果第一天写3篇,那么剩下1篇还有1种完成方法——因此4篇作文的完成方法总数为,如上表箭头所示.接着分析5篇作文的完成方法数,仍然分三类:第一天写1篇,那么参考数表可得,剩下4篇还有7种完成方法;第一天写2篇,那么剩下3篇还有4种完成方法;第一天写3篇,那么剩下2篇还有2种完成方法——因此5篇作文的完成方法数等于……以此类推便可填满整张表格.
3、用10个的长方形纸片覆盖一个的方格表,共有多少种覆盖方法?
【答案】
28种
【解析】
我们可以列出一个递推数表,将其表示如下:
方格表大小
覆盖方法数
1
1
2
3
4
6
9
13
19
28
下面详细说明该问题的递推规律.覆盖、和方格表的方法数可以枚举得到.接着分析覆盖的表格有几种覆盖方法.如下图所示,左上角的阴影方格在覆盖的时候有两种方法:竖着覆盖或横着覆盖.当竖着覆盖时,余下部分恰好是一个的方格表,覆盖方法数为2;当横着覆盖时,其下方的方格只能被横放的纸片盖住,因此只剩下一个的方格表需要覆盖,方法数为1.由此可得表格的方法数为.用同样的方法分析的[来源:学。科。网Z。X。X。K]
[来源:Zxxk.Com]
余下部分是的方格表,覆盖方法有2种.
阴影方格下方的格子只能用横放的纸片盖住,因此只剩下的方格表需要覆盖.
方格表,可得其覆盖方法数等于的方法数加上的方法数,因此等于.接着以此类推即可.
4、在一个平面上画出100条直线,最多可以把平面分成几个部分?
【答案】
5051
【解析】
1条直线,把平面分成部分;2条直线,直线间增加1个交点,把平面分成部分;3条直线,直线间增加2个交点,把平面分成部分;4条直线,直线间增加3个交点,把平面分成部分……100条直线,直线间增加99个交点,把平面分成部分.
直线数
1
2
3
4
5
6
……
100
增加交点
0
1
2
3
4
5
99
分成部分
2
4
7
11
16
22
5051
5、在一个平面上画出10个圆,最多可以把平面分成多少部分?
【答案】
92[来源:学科网ZXXK]
【解析】
一个圆最多能把平面分成2个部分;
2个圆最多能把平面分成个部分;
3个圆最多能把平面分成个部分;
现在加入第4个圆,为了使分成的部分最多,第4个圆必须与前面3个圆都有两个交点,因此得6个交点将第4个圆的圆周分成6段圆弧,而每一段圆弧将原来