内容正文:
第19讲 计数原理
本讲内容
1、图形计数
2、加乘原理
3、容斥原理
课前练习
1.下图中有________个长方形?
2.下图中有多少________个长方形?
A D
C1
……
Cn-1
B D1 …… Dm-1 C
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模块一 位值原理的认识
归纳法:从条件值较小的数开始,找出其中规律,或找出其中的递推数量关系,归纳出一般情况下的数量关系。
例题精讲
【例1】 下列图形中分别有①( )②( )个三角形
【例2】 一条直线分一个平面为两部分.两条直线最多分这个平面为四部分.问5条直线最多分这个平面为多少部分?
【例3】 平面上5条直线最多能把圆的内部分成几部分?平面上100条直线最多能把圆的内部分成几部分?
【例4】 平面上10个两两相交的圆最多能将平面分割成多少个区域?
【巩固】 个三角形最多将平面分成几个部分?
【例5】 一个长方形把平面分成两部分,那么3个长方形最多把平面分成多少部分?
【巩固】 在平面上画5个圆和1条直线,最多可把平面分成多少部分?
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模块二 加乘原理
1. 加乘原理的定义
1) 一般地,如果完成一件事有k类方法,第一类方法中有种不同做法,第二类方法中有种不同做法,…,第k类方法中有种不同做法,则完成这件事共有种不同方法,这就是加法原理.
2) 一般地,完成一件事,这个事情可以分成n个必不可少的步骤,第1步有A种不同的方法,第二步有B种不同的方法,……,第n步有N种不同的方法.那么完成这件事情一共有A×B×……×N种不同的方法.这就是乘法原理。
2. 加法原理的常用方法
1)
2) 树形图:“树形图法”实际上是枚举的一种,但是它借助于图形,可以使枚举过程不仅形象直观,而且有条理又不重复遗漏,使人一目了然.
3)
适用于最短路线问题,需要一步一步标出所有相关点的线路数量,最终得到到达终点的方法总数.标数法是加法原理与递推思想的结合。
3. 乘法原理的考题类型
1) 路线种类问题——比如说老师举的这个例子就是个路线种类问题;
2) 字的染色问题——比如说要3个字,然后有5种颜色可以给每个字然后,问3个字有多少种染色方法;
3) 地图的染色问题——同学们可以回家看地图,比如中国每个省的染色情况,给你几种颜色,问你一张包括几个部分的地图有几种染色的方法;
4) 排队问题——比如说6个同学,排成一个队伍,有多少种排法;
5) 数码问题——就是对一些数字的排列,比如说给你几个数字,然后排个几为数的偶数,有多少种排法.
例题精讲
【例6】 三条平行线上分别有2,4,3个点(下图),已知在不同直线上的任意三个点都不共线。问:以这些点为顶点可以画出多少个不同的三角形?
【巩固】 直线a,b上分别有5个点和4个点,以这些点为顶点可以画出多少个四边形?
【例7】 用数码0,1,2,3,4,可以组成多少个小于1000的没有重复数字的自然数?
【巩固】 由数字0,1,3,9可以组成多少个无重复数字的自然数?
【例8】 用0~9这十个数字可组成多少个无重复数字的四位数。
【巩固】 用0,1,2,3四个数码可以组成多少个没有重复数字的四位偶数?
【例9】 写有1~100编号的灯100盏,亮着排成一排,第一次把编号是3的倍数的灯拉一次开关,第二次把编号是5的倍数的灯拉一次开关,那么亮着的灯还有多少盏?
【巩固】 50名同学面向老师站成一行.老师先让大家从左至右按1,2,3,…49,50一次报数;再让报数是4的倍数的同学向后转,接着又让报数是6的倍数的同学向后转.问:现在面向老师的同学还有多少名?
【例10】 现有1克、2克、4克、8克、16克、32克的砝码各一个,称东西的时候,砝码只能放在天平的一边,用这些砝码可以称出_______种不同的重量.
【例11】 如右图所示,每个小正三角形边长为1,小虫每步走过1,从A出发,走4步恰好回到A的路有_______条.(途中不再回A)
【巩固】 如右图,八面体有12条棱,6个顶点.一只蚂蚁从顶点出发,沿棱爬行,要求恰好经过每一个顶点一次.问共有多少种不同的走法?
【例12】 如右图,半圆及其直径上共有12个点,以这些点为顶点可画出_______个三角形。
【巩固】 小悦从1、2、3、4、5这5个自然数中任选一个数