趙建峰
摘要:計(jì)數(shù)總數(shù)或種類的趣題,有些因其數(shù)量關(guān)系比較隱蔽,不容易計(jì)數(shù)。根據(jù)這類題的特點(diǎn),可以分成五類。前三種法適合于數(shù)目、種類不很繁雜的題,后兩種比較適合可能情形及答案較多的題,需分類枚舉的,這是應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)掌握的。分析時(shí)應(yīng)盡量做到分類全面、合理、正確,不重不漏,快速、簡(jiǎn)捷地思考解答。
關(guān)鍵詞:枚舉問(wèn)題;列舉枚舉;畫(huà)圖列舉;標(biāo)數(shù)枚舉;例推枚舉;公式枚舉
中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2018)10-0179-02
在數(shù)學(xué)問(wèn)題中,有許多需要計(jì)數(shù)其總數(shù)或種類的趣題,因其數(shù)量關(guān)系比較隱蔽,很難找到“正統(tǒng)”的列式,讓人感到無(wú)從下手。我們可以先初步估計(jì)其數(shù)目的大小,若數(shù)目不是太大,就按照一定的順序,一一列舉問(wèn)題的可能情況及答案;若數(shù)目過(guò)大,且問(wèn)題繁雜,我們就抓住特征,選擇恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),把問(wèn)題分為不重復(fù)、不遺漏的有限種情形,通過(guò)一一列舉或計(jì)數(shù)、計(jì)算,來(lái)解決問(wèn)題。這就是枚舉法,也叫做列舉法或窮舉法。為了便于掌握,根據(jù)這類題的特點(diǎn),我們可以分類如下:
1.列舉枚舉
特點(diǎn)是有條理,不易重復(fù)或遺漏,使人一目了然,適用于要求的對(duì)象是有限個(gè)。
例1:有一張伍元幣,4張貳元幣,8張壹元幣。要取出8元,可以有多少種不同的取法?
分析與解答:如果隨便取出8元,那是比較容易做到的。但要把所有的情況都想到,并且做到不重復(fù)、不遺漏,可以按伍元、貳圓、壹元的順序來(lái)列表枚舉。
2.畫(huà)圖列舉
為了更清楚地表示出可能情形,用畫(huà)樹(shù)形圖枚舉法,能做到形象直觀,條分理明,簡(jiǎn)練易懂。特別適用于找所有的情形與答案。
例2:暑假里,一個(gè)學(xué)生在A、B、C、三個(gè)城市游覽。他今天在這個(gè)城市,明天就到另一個(gè)城市。假如他第一天在A市,第五天又回到A市,問(wèn)他有幾種不同的游覽方案?
分析與解答:根據(jù)游覽要求,第二天可能是B市或C市;若為B市,第三天又可能是A市或C市;若為C市,第四天可能是A市或B市 。 如此考慮,極可能會(huì)把自己弄糊涂了。但畫(huà)一個(gè)樹(shù)形圖,則會(huì)清晰明了地顯示出所有的游覽方案:
從樹(shù)形圖上可以看出:在三個(gè)城市游覽,第五天回到A市,只有4種符合要求的答案。
3.標(biāo)數(shù)枚舉
例3:如圖,在中國(guó)象棋盤(pán)上,紅兵要走最短的距離到對(duì)方老將處,共有多少種不同的走法?
分析與解答:紅兵要走最短的距離到老將處,只能向下向右。因此原圖可化簡(jiǎn)為圖2,兵走過(guò)第一排各點(diǎn)、第一列各點(diǎn)處都是1種走法,在各點(diǎn)處分別標(biāo)上“1”;經(jīng)過(guò)第二排、第二列各點(diǎn)時(shí),走法則是它前邊相鄰兩點(diǎn)走法的總和依次標(biāo)數(shù)如圖3共得到15種不同的走法。
運(yùn)用該方法的關(guān)鍵,是要找準(zhǔn)后面每一點(diǎn)的前面相鄰兩點(diǎn)的數(shù)目。
當(dāng)然,此題還可以這樣考慮:由題意可知,紅兵到對(duì)方將處的各條最短的路線中,都必須先后經(jīng)過(guò)兩小橫段與四小豎段。這實(shí)際上是他們之間相距最近的不同的組合問(wèn)題,可得解如下:
C24+2=6×52×1= 15(種)
4.例推枚舉
適用于規(guī)律性強(qiáng),情形較多的題??梢员苊庠S多相似的列舉,簡(jiǎn)化解答過(guò)程。
例4:從1到100的自然數(shù)中,每次取出兩個(gè)數(shù),使他們的和大于100,取法肯定繁多。但其中一定有一個(gè)較小的數(shù),因此我們可以采用例舉類推法,通過(guò)枚舉較小的數(shù)的所有可能性來(lái)例舉分析,類推解答。
較小的數(shù)是1,只有一種取法,即【1,100】。
較小的數(shù)是2,只有兩種取法,即【2,99】、【2,100】。
較小的數(shù)是3,只有三種取法,即【3,98】、【3,99】、【3,100】……
較小的數(shù)是50,有50種取法,即【50,51】、【50,52】……【50,100】。
較小的數(shù)是51,有49種取法,即【51,52】、【51,53】……【51,100】。
較小的數(shù)是99的只有一種取法,即【99,100】。
因此一共有:1+2+3……+50+49+……+2+1=50^2=2500種。
5.公式枚舉
此法比較適合題目涉及的對(duì)象比較富有規(guī)律性,且情形繁多,數(shù)目很大,不宜用逐一列舉來(lái)解。但通過(guò)適當(dāng)?shù)姆诸?,逐一分析后,可利用公式解答?/p>
例5:用5種顏色染方格圖(2×2的),要求每個(gè)小格染同一種顏色,相鄰(即有公共邊的)方格要染不同的顏色。有幾種不同的染色方法?
分析與解答:此題可分四步染色:左上角先染色,有5種顏色可選,再染右上角,有4種顏色可選;接著染左下角,如果與右上角同色,則最后一格有4種顏色可選;如果與右上角不同色,則最后一格只剩3種顏色可選.此時(shí)不必逐一或分類列舉??山栌贸朔?、加法原理得到:
5 × 4 × 4 + 5 × 4 × 3× 3 = 180 + 80 = 260 (種)
綜上所述可看出:前三種法適合于數(shù)目、種類不很繁雜的題,后兩種比較適合可能情形及答案較多的題,需分類枚舉的,這是應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)掌握的。分析時(shí)應(yīng)盡量做到分類全面、合理、正確,不重不漏,以便于簡(jiǎn)捷地思考解答。
參考文獻(xiàn):
[1] 《華羅庚數(shù)學(xué)金杯賽試題》 單遵的《初中奧林匹克競(jìng)賽》.