摘 要: 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中有時只要掌握好一種方法,就能解決一大類問題。一種好的方法,不但能夠?qū)栴}由難變易,而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能培養(yǎng)學(xué)生的洞察能力及探索精神。本文介紹了握手定律的探究及妙用。
關(guān)鍵詞: 握手定律 探究 妙用
一、問題引入
1.直線兩兩相交,兩條直線1個交點,三條直線最多3個交點,那n條直線最多有幾個交點?
2.過任意兩點畫1條直線,過三點中的任意兩點最多畫3條直線,那過n個點中的兩點最多畫幾條直線?
這是初中學(xué)生在數(shù)學(xué)中經(jīng)常碰到的習(xí)題。對于具體的數(shù)字,學(xué)生可以通過試驗得到答案。但是推廣到n,這對沒學(xué)過排列組合的初中學(xué)生來說還是很困難的。
二、定律探究
我們先來看下面這個問題:一次同學(xué)聚會,任意兩人都相互握手,共握了15次手,問共來了多少人?
探究一:兩個人握1次手,三個人握(1+2)次手,四個人握(1+2+3)次,五個人握(1+2+3+4)次,六個人握(1+2+3+4+5=15)次,依此類推得到規(guī)律:n個人兩兩握手,共握(1+2+3+4+……n-1)=n(n-1)/2次。所以:n(n-1)/2=15,解得n=6。
探究二:設(shè)共有n個人,每一個人都會其他的(n-1)個人握手,但這樣算,顯然把每個交點都算了兩次,所以需要除以2,即:n(n-1)/2條。就得到規(guī)律:n個人兩兩握手,共握n(n-1)/2次手。所以:n(n-1)/2=15,解得n=6。
由以上的探究可得“握手定律”:n個人兩兩握手,共握n(n-1)/2次手。
三、問題解決
我們巧妙地將問題進行轉(zhuǎn)化,由握手定律很容易解決開始兩個問題。
解決一:n條直線相當(dāng)于n個人,兩兩相交相當(dāng)于兩兩握手,直線最多有幾個交點個數(shù)就是握手的次數(shù)。即那n條直線最多有n(n-1)/2個交點。
解決二:n個點相當(dāng)于n個人,過兩點畫一條直線相當(dāng)于兩人握手,過n個點中的兩點最多畫n(n-1)/2個條直線。
四、定律的妙用
在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中許多習(xí)題都可用握手定律來解決,我們要對握手定律深入理解,用得熟練,巧妙地轉(zhuǎn)化,有時會取得意想不到的效果。
例1:在平面上畫100條直線,這些直線最多能形成多少個交點?
解析:根據(jù)握手定律可知100條直線最多能形成交點的個數(shù)是:100×(100-1)/2=4950。
例2:數(shù)一數(shù),下圖中共有幾個銳角?
解析:根據(jù)握手定律5×(5-1)/2=10,所以共有10個銳角。
例3:兩地之間共8個站(包括起終點),每兩站之間票價不同,問有多少種不同的票價?有多少種不同的車票?
解析:根據(jù)握手定律,每兩個點之間就有一條線段,不同的線段就有不同的票價所以共有8×(8-1)/2=28種不同票價。由于從A到B與從B到A票價相同,但車票不同,所以有56種不同的車票。
例4:如圖,在Rt△ABC中,AB=AC,AD是△BC的中線,E是AD的中點。F是AC的中點,問圖中有幾對相似的三角形?
解析:圖中共有7個等腰三角形,任意兩個三角形都是一對相似,根據(jù)握手定律可得有7(7-1)/2=21(對)。
例5:若正方形ABCD的對角線交于點O,則圖中共有多少對面積相等的三角形?如果把正方形改為矩形呢?改為菱形呢?
解析:三角形面積為正方形面積二分之一的4個中面積相等的三角形共有4×(4-1)/2=6(對),面積為正方形面積四分之一有4個中面積相等的三角形也共有4×(4-1)/2=6(對),所以圖中共有12對面積相等的三角形。
例6:一個9×11個小矩形組成大矩形一共有多少個矩形?()
A.2376 B.1188 C.2970 D.3200
解析:在9×11大矩形的長邊上有10個點,任意兩點之間都有一條線段,據(jù)握手定律可知有10×(10-1)/2=45條線段。在9×11大矩形的長邊上有12個點,任意兩點之間都有一條線段,根據(jù)握手定律可知有12×(12-1)/2=66條線段。
所以,一個9×11個小矩形組成大矩形一共有45×66=2970個矩形。此題選C。
例7:初一四班共有50人,其中有5個班干部,老師想從班上任意選2人參加課外活動,每個人被選中的可能性相同,剛好選到的2人都是班干部的概率是多少?
分析:此題看起來很簡單,但對初中學(xué)生來說要做對還是不容易。根據(jù)握手定律50人中任意兩人握手共握50×(50-1)/2=1225次,但5個班干部任意兩個握手共握5×(5-1)/2=10次。這樣概率就好求了。
解析:50人中任意選2人共有50(50-1)/2=1225次選法,兩個人中恰好都是班干部的有5×(5-1)/2=10種選法,而每個人被選中的可能性相同,所以剛好選到的是班干部的概率是10/1225=2/245。
總之,握手定律在初中學(xué)生還沒有學(xué)排列和組合時,應(yīng)用非常廣泛。如果巧妙地應(yīng)用握手定律,不但能使許多難題巧妙化解,而且能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生觀察能力及探索能力得到進一步的提高。
以上是我工作以來積累的一些經(jīng)驗,望各位同仁批評指正。
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