《2013屆高考數(shù)學(xué)單元考點(diǎn)復(fù)習(xí)18 分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2013屆高考數(shù)學(xué)單元考點(diǎn)復(fù)習(xí)18 分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、10.1分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理一、知識精講分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)數(shù)原理分類計(jì)數(shù)原理:做一件事,完成它可以有類辦法,在第一類辦法中有種不同的方法 ,在第二類辦法中有種不同的方法,在第類辦法中有種不同的方法,那么完成這件事共有種不同的辦法。分步計(jì)數(shù)原理:做一件事,完成它需要分成個(gè)步驟,做第一步有種不同的方法,做第二步有種不同的方法,做第步有種不同方法,那么完成這件事共有種不同的方法。特別注意:兩個(gè)原理的共同點(diǎn)是把一個(gè)原始事件分解成若干個(gè)分事件來完成。不同點(diǎn)在于,一個(gè)與分類有關(guān),一個(gè)與分步有關(guān),如果完成一件事情共有類辦法,這類辦法彼此之間相互獨(dú)立的,無論哪一類辦法中的哪一種方法都能單獨(dú)完成這件事情
2、,求完成這件事情的方法種數(shù),就用分類計(jì)數(shù)原理;如果完成一件事情需要分成個(gè)步驟,各個(gè)步驟都是不可缺少的,需要依次完成所有的步驟,才能完成這件事,而完成 每一個(gè)步驟各有若干種不同的方法,求完成這件事情的方法種數(shù)就用分步計(jì)數(shù)原理。二、題型剖析例1、把一個(gè)圓分成3塊扇形,現(xiàn)在用5種不同的顏色給3塊扇形涂色,要求相鄰扇形的顏色互不相同,問有多少鐘不同的涂法?若分割成4塊扇形呢?dcab解:(1)不同涂色方法數(shù)是:(種)(2)如右圖所示,分別用a,b,c,d記這四塊,a與c可同色,也可不同色,先考慮給a,c兩塊涂色,分兩類(1) 給a,c涂同種顏色共種涂法,再給b涂色有4種涂法,最后給d涂色也有4種涂法,
3、由乘法原理知,此時(shí)共有種涂法(2) 給a,c涂不同顏色共有種涂法,再給b涂色有3種方法,最后給d涂色也有3種,此時(shí)共有種涂法故由分類計(jì)數(shù)原理知,共有+=260種涂法。例2、(1)如圖為一電路圖,從A到B共有_條不同的線路可通電。解:按上中下通電可分三類,第一類有3種通法,第二類1種,第三類分2步,每步又可分2種,所以,共有3+1+22=8種通電方法。AB(2)三邊均為整數(shù),且最大邊長為11的三角形的個(gè)數(shù)是 。解:另兩邊用x、y表示,且不妨設(shè),要構(gòu)成三角形,必須當(dāng)y取值11時(shí),可有11個(gè)三角形;當(dāng)y取值10時(shí),可有9個(gè)三角形當(dāng)y取值6時(shí),x只能取6,只有一個(gè)三角形所以所求三角形的個(gè)數(shù)為11+9+
4、7+5+3+1=36,故選C。(3)甲、乙、丙、丁四個(gè)公司承包8項(xiàng)工程,甲公司承包3項(xiàng)工程,乙公司承包1項(xiàng),丙、丁各承包2項(xiàng),問共有_種承包方式?解:由分步計(jì)數(shù)原理有:種。思維點(diǎn)拔【思維點(diǎn)拔】 解決這類題首先要明確:“完成一件事”指什么?如何完成這件事(即分步還是分類)?進(jìn)而確定應(yīng)用分類計(jì)數(shù)原理還是分步計(jì)數(shù)原理。 分步計(jì)數(shù)原理中的“分步”程序要正確?!安健迸c“步”之間是連續(xù)的,不間斷的,缺一不可。 分類計(jì)數(shù)原理中的“分類”要全面, 不能遺漏?!邦悺迸c“類之間是并列的、互斥的、獨(dú)立的,也就是說,完成一件事情,每次只能選擇其中的一類辦法中的某一種方法。 例3(優(yōu)化設(shè)計(jì)P172例1)、電視臺在”歡樂
5、今宵”節(jié)目中拿出兩個(gè)信箱,其中存放著先后兩次競猜中成績優(yōu)秀的觀眾來信,甲信箱中有30封,乙信箱中有20封.現(xiàn)有主持人抽獎(jiǎng)確定幸運(yùn)觀眾,若先確定一名幸運(yùn)之星,再從兩信箱中各確定一名幸運(yùn)伙伴,有多少種不同的結(jié)果?解: (1) 幸運(yùn)之星在甲箱中抽,再在兩箱中各定一名幸運(yùn)伙伴,有302920=1740種結(jié)果;(3) 幸運(yùn)之星在乙箱中抽,同理有201930=11400種結(jié)果。由分類計(jì)數(shù)原理,共有 17400+11400=28800 種不同結(jié)果?!驹u述】在綜合運(yùn)用兩個(gè)原理時(shí),一般先分類再分步。例4(優(yōu)化設(shè)計(jì)P173例2)、從集合1,2,3, ,10中,選出由5個(gè)數(shù)組成的子集,使得這5個(gè)數(shù)中的任何兩個(gè)數(shù)的和
6、不等于11,這樣的子集共有多少個(gè)?解:和為11的數(shù)共有5組:1與10,2與9,3與8,4與7,5與6,子集中的元素不能取自同一組的兩數(shù),即子集中的元素取自5個(gè)組中的一個(gè)數(shù),而每個(gè)數(shù)的取法有2種,所以子集個(gè)數(shù)為22222=25=32【評述】本題的關(guān)鍵是先找出和為11的5組數(shù),然后利用分步計(jì)數(shù)原理求出結(jié)果。例5(優(yōu)化設(shè)計(jì)P173例3)、某城市在中心廣場造一個(gè)花圃,花圃分為6個(gè)部分(如圖).現(xiàn)要栽種4種不同顏色的花,每部分栽種一種且相鄰部分不能栽種同樣顏色的花,不同的栽種方法有 _ 種.(以數(shù)字作答)解法1: 因?yàn)閰^(qū)域1與其它5個(gè)區(qū)域都有公共邊,所以當(dāng)區(qū)域1栽種一種顏色的花之后,該顏色的花就不能栽于
7、其它區(qū)域因而可分兩步走,考慮如下:第一步,在區(qū)域1中,栽上一種顏色的花,有4種栽法;第二步,在剩下的五個(gè)區(qū)域中,栽種其它三種顏色的花為此,可將2至6號五個(gè)區(qū)域分成3組,使同一組中的不同區(qū)域沒有公共邊這樣的分組法有且只有5類,如下表(表中數(shù)字為區(qū)域號): 第一組第二組第三組第一類23,54,6第二類2,43,56第三類2,43,65第四類2,53,64第五類2,534,6對每一類分得的3個(gè)組,將3種顏色的花分別栽于各組,共有種栽法應(yīng)用乘法原理和加法原理,得合乎題意要求的不同栽種方法的種數(shù)為解法2 分兩類情況考慮:第1類:第1、2、3、5四個(gè)區(qū)域栽種不同顏色的4種花,共有種栽法對于每一種栽法,第4
8、、6區(qū)分別都只有1種顏色的花可栽第2類:第1、2、3、5四個(gè)區(qū)域栽種不同顏色的3種花,共有種栽法對于每一種栽法,要么2、5區(qū)栽同色花,要么3、5區(qū)栽同色花對于前者,第6區(qū)有2種顏色的花可供選栽,第4區(qū)只能栽第4種顏色的花;對于后者,第4區(qū)有2種顏色的花可供選栽,第6區(qū)只能栽第4種顏色的花即無論何種情形,第4、6區(qū)的栽法都是2種綜合上述情形,應(yīng)用加法原理與乘法原理,得不同栽種方法的種數(shù)為【評述】本題需抓住花圃布局的要求,看清圖形中6個(gè)部分的關(guān)系;明確每個(gè)部分只種同一種顏色的花,相鄰部分應(yīng)種不同顏色的花;而且4種顏色的花都要種上,缺一不可對這些條件要求,稍有疏忽、遺漏或曲解,都會(huì)引致解答出錯(cuò)其次,
9、應(yīng)設(shè)計(jì)好周全而又不出現(xiàn)重復(fù)計(jì)數(shù)的推算程序,關(guān)鍵是推算過程中分步、分類的安排要合理且嚴(yán)密;此外,在每一分步或分類中,計(jì)數(shù)不出錯(cuò);最后,乘法原理和加法原理的運(yùn)用,以及數(shù)值計(jì)算還得無誤,方能得出正確的答數(shù)練習(xí)題:在一個(gè)正六邊形的六個(gè)區(qū)域栽種觀賞植物(如圖),要求同一塊中種同一種植物,相鄰的兩塊種不同的植物,現(xiàn)有4種不同的植物可供選擇,則有多少種栽種方案?解:考慮A、C、E種同一種植物,此時(shí)共有種方法。考慮A、C、E種二種植物,此時(shí)共有種方法??紤]A、C、E種同三種植物,此時(shí)共有種方法。故總計(jì)有108+432+192=732種方法。備用題:例6、已知集合A=,B=,f是從A到B的映射.(1) 從A到B
10、總共有幾個(gè)映射?(2)若B中每個(gè)元素都有原象,則可建立幾個(gè)不同的映射?(3)若B中的元素0沒有原象,則這樣的f有幾個(gè)?(4)若B中有一個(gè)元素沒有原象,則這樣的映射有幾個(gè)?(5)若f滿足,則這樣的f又有幾個(gè)?解 (1)由乘法原理知有個(gè); (2) f必為一一映射,故有個(gè);(3)個(gè); (4)個(gè);(5) 因4=1+1+1+1=1+1+2+0=1+3+0+0=2+2+0+0,故可分四類討論,得滿足要求的映射f共有個(gè)例7、四面體的頂點(diǎn)和各棱中點(diǎn)共有10個(gè)點(diǎn),在其中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同的取法共有( )A、150種 B、147種 C、144種 D、141種解:從10個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)有種取法,其中4點(diǎn)共面的情況有三類。第一類,取出的4個(gè)點(diǎn)位于四面體的同一個(gè)面內(nèi),有種;第二類,取任一條棱上的3個(gè)點(diǎn)及該棱對棱的中點(diǎn),這4點(diǎn)共面,有6種;第三類,由中位線構(gòu)成的平行四邊形(其兩組對邊分別平行于四面體相對的兩條棱),它的4個(gè)點(diǎn)共面,有3種。以上三種情況不合要求應(yīng)減掉,所以不同的取法共有(種)三、課堂小結(jié):1分類計(jì)數(shù)原理和分步計(jì)數(shù)原理是解決排列、組合問題的理論基礎(chǔ)。這兩個(gè)原理的本質(zhì)區(qū)別在于分類與分步,分類用分類計(jì)數(shù)原理,分步用分步計(jì)數(shù)原理 。2元素能重復(fù)的問題往往用計(jì)數(shù)原理。3注意:類”間相互獨(dú)立,“步”間相互聯(lián)系。四、【布置作業(yè)】 優(yōu)化設(shè)計(jì)P173