1.掌握計數常用方法; 2.熟記一些計數公式及其推導方法; 3.根據不同題目靈活運用計數方法進行計數. 本講主要介紹了計數的常用方法枚舉法、標數法、樹形圖法、插板法、對應法等,并滲透分類計數和用容斥原理的計數思想. 一、幾何計數 在幾何圖形中,有許多有趣的計數問題,如計算線段的條數,滿足某種條件的三角形的個數,若干個圖分平面所成的區域數等等.這類問題看起來似乎沒有什么規律可循,但是通過認真分析,還是可以找到一些處理方法的.常用的方法有枚舉法、加法原理和乘法原理法以及遞推法等.n條直線最多將平面分成 在其它計數問題中,也經常用到枚舉法、加法原理和乘法原理法以及遞推法等.解題時需要仔細審題、綜合所學知識點逐步求解. 排列問題不僅與參加排列的事物有關,而且與各事物所在的先后順序有關;組合問題與各事物所在的先后順序無關,只與這兩個組合中的元素有關. 二、幾何計數分類 數線段:如果一條線段上有n+1個點(包括兩個端點)(或含有n個“基本線段”),那么這n+1個點把這條線段一共分成的線段總數為n+(n-1)+…+2+1條 數角:數角與數線段相似,線段圖形中的點類似于角圖形中的邊. 數三角形:可用數線段的方法數如右圖所示的三角形(對應法),因為DE上有15條線段,每條線段的兩端點與點A相連,可構成一個三角形,共有15個三角形,同樣一邊在BC上的三角形也有15個,所以圖中共有30個三角形. 數長方形、平行四邊形和正方形:一般的,對于任意長方形(平行四邊形),若其橫邊上共有n條線段,縱邊上共有m條線段,則圖中共有長方形(平行四邊形)mn個. 模塊二、復雜的幾何計數 【例 1】 如下圖在釘子板上有16個點,每相鄰的兩個點之間距離都相等,用繩子在上面圍正方形,你可以得到 個正方形. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】4星 【題型】填空 【關鍵詞】學而思杯,2年級,第4題 【解析】 先看橫著的正方形如下圖⑴,可以得到 ⑴ ⑵ ⑶ <考點> 圖形計數 【答案】 【鞏固】 如圖,
【解析】 根據正方形的大小,分類數正方形.共能組成五種大小不同的正方形(如右圖).
以 故可以組成 【鞏固】 下圖是3×3點陣,同一行(列)相鄰兩個點的距離均為1。以點陣中的三個點為頂點構成三角形,其中面積為1的形狀不同的三角形有 種。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】4星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯,四年級,二試,第11題 【解析】 在本題中,三角形的面積是1,底和高只能一個是1,一個是2,可以有以下三種情況: 【答案】 【例 2】 一塊木板上有13枚釘子(如左下圖)。用橡皮筋套住其中的幾枚釘子,可以構成三角形,正方形,梯形,等等(如右下圖)。請回答:可以構成多少個正方形? 【考點】復雜的幾何計數 【難度】4星 【題型】填空 【關鍵詞】華杯賽,初賽,試題,第2題 【解析】 如下圖所示,可以將正方形分為四類,分別有5個、1個、4個、1個,共11個。 【答案】 【例 3】 在3×3的方格紙上(如圖1),用鉛筆涂其中的5個方格,要求每橫行和每豎行列被涂方格的個數都是奇數,如果兩種涂法經過旋轉后相同,則認為它們是相同類型的涂法,否則是不同類型的涂法。例如圖2和圖3是相同類型的涂法。回答最多有多少種不同類型的涂法?說明理由。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】華杯賽,決賽,第10題,10分 【解析】不同類型的涂法有3種,如下圖A
說明:①所涂5個陰影方格分布在3行中,只有一行涂有3個陰影方格.同樣,僅有一列涂有3個陰影方格.②所以,僅有一個方格,它所在的行和列均有3個陰影方格,有這種性質的方格稱為“特征陰影方格”.“特征陰影方格”在3×3正方格紙中的位置,就唯一地決定了3×3的方格紙的涂法.“特征陰影方格”在方格紙的角上(圖A左邊)、外邊中間的方格(圖A中間)和中心的方格(圖A右邊)三個位置確定了只有3種類型的涂法. 【答案】 【例 4】 在下面的圖中,包含蘋果的正方形一共有 個. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】學而思杯,1年級,第4題 【解析】 包含1個基本正方形的帶蘋果正方形有1個,包含4個基本正方形的帶蘋果正方形有4個,包含9個基本正方形的帶蘋果正方形有6個,包含16個基本正方形的帶蘋果正方形有2個,所以共有 <考點> 圖形的計數方法之——分類計數 【答案】 【鞏固】 圖中,不含“A”的正方形有 個。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯,4年級,1試 【解析】 面積為1的有15個,面積為4的有7個,面積為3的有2個,共24個. 【答案】 【鞏固】 圖中,不含“A”的正方形有____________個。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯,四年級,二試,第10題 【解析】 面積為1的有15個,面積為4的有5個,面積為9的沒有,所以不含A的有20個. 【答案】 【例 5】 在下圖中,不包含☆的長方形有________個. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【關鍵詞】學而思杯,4年級,第4題 【解析】 根據乘法原理,所有長方形總數為(1+2+3+4+5+6)×(1+2+3+4+5+6)=441(個),包含☆的長方形有3×3×4×4=144(個),所以不包含☆的長方形有 【答案】 【例 6】 如圖,其中同時包括兩個☆的長方形有 個. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【解析】 先找出同時包括兩個☆的最小長方形,然后其余所有滿足題目要求的長方形都必須包括該最小長方形.根據乘法原理2×2×2×3=24(種)不同的長方形. 【答案】 【例 7】 圖中含有“※”的長方形總共有________個. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【解析】 根據本題特點,可采用分類的方法計數.按長方形的寬分類,數出含※號的長方形的個數. 含有左上※號的長方形有: 其中,寬為1(即高度為一層)的含※號的長方形為:6個; 寬為2(即高度為兩層)的含※號的長方形為:6個; 寬為3(即高度為三層)的含※號的長方形為:6個; 含有右上※號的長方形有: 其中,寬為1(即高度為一層)的含※號的長方形為:6個; 寬為2(即高度為兩層)的含※號的長方形為: 寬為3(即高度為三層)的含※號的長方形為:6個; 同時含有兩個※號的重復計算了,應減去,同時含有兩個※號的長方形有: 其中,寬為2(即高度為兩層)的含※號的長方形為:4個; 寬為3(即高度為三層)的含※號的長方形為:4個; 所以,含有※號的長方形總共有: 【答案】 【例 8】 在圖中,包含 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】學而思杯,2年級,第5題 【解析】 包含五角星的三角形中含一個基本三角形的有 【答案】 【例 9】 右圖中有 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】學而思杯,2年級,第7題 【解析】 正方形:正著的方塊有4個小的,1個大的,斜的方塊有4個小的,1個大的;以正方形共有10個。三角形:小號的三角形有16個,其中有1個包含★ 中號的三角形有16個,其中有2個包含★ 大號的三角形有8個,其中有3個包含★ 特大號的三角形有4個,其中有2個包含★ 所以三角形有44個,包含★的有8個 【答案】正方形 【例 10】 下圖是5×5的方格紙,小方格為邊長1厘米的正方形,圖中共有_______個正方形,所有這些正方形的面積之和為_______。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】走美杯,四年級,初賽,第14題 【解析】 圖中面積為1、4、9、16、25平方厘米的正方形分別有25、16、9、4、1個,共有55個小正方形,所有小正方形的面積和為259. 【答案】 【例 11】 由20個邊長為1的小正方形拼成一個 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【關鍵詞】走美杯,6年級,決賽,10題 【解析】 根據鼠標法,☆左上角共有6個點,右下角有8個點,所以共有長方形有 面積總和為: 【答案】長方形 【例 12】 圖中內部有陰影的正方形共有 個。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯,五年級,一試,第10題 【解析】 面積為1的正方形有8個,面積為4的正方形有8個,面積為9的正方形有8個,面積為16的正方形有2個,共計26個. 【答案】 【例 13】 在圖中(單位:厘米): ①一共有幾個長方形? ②所有這些長方形面積的和是多少? 【考點】簡單的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【解析】 ①一共有 ②所求的和是
【答案】(1) 【鞏固】如圖,其中的每條線段都是水平的或豎直的,邊界上各條線段的長度依次為5厘米、7厘米、9厘米、2厘米和4厘米、6厘米、5厘米、1厘米.求圖中長方形的個數,以及所有長方形面積的和. 【考點】簡單的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【解析】 利用長方形的計數公式:橫邊上共有 【答案】長方形共有: 【例 14】 如圖是由18個大小相同的小正三角形拼成的四邊形.其中某些相鄰的小正三角形可以拼成較大的正三角形若干個.那么,圖中包含“ 【考點】復雜的幾何計數 【難度】2星 【題型】解答 【解析】 分三類進行計數(設小正三角形邊長為1)包含*的三角形中, 邊長為1的正三角形有1個; 邊長為2的正三角形有4個; 邊長為3的正三角形有1個; 因此,圖中包含“*”的所有大、小正三角形一共有 【答案】 【例 15】 圖中共有多少個三角形? 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】解答 【解析】 顯然三角形可分為尖向上與尖向下兩大類,兩類中三角形的個數相等.尖向上的三角形又可分為6類L (1)最大的三角形1個(即△ABC), (2)第二大的三角形有3個 (3)第三大的三角形有6個 (4)第四大的三角形有10個 (5)第五大的三角形有15個 (6)最小的三角形有24個 所以尖向上的三角形共有1+3+6+10+15+24=59(個) 圖中共有三角形2×59=118(個). 【答案】 【例 16】 圖3,由邊長為1的小三角形拼成,其中邊長為4的三角形有_____個。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯五年級一試第16題,5分) 【解析】 1+2+3=6 【答案】 【例 17】 右圖是半個正方形,它被分成一個一個小的等腰直角三角形,圖中,正方形有 個,三角形有 個。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】希望杯,五年級,一試,第7題 【解析】 正方形10個,角形18+15+4+4+1=42 【答案】正方形 【例 18】 如圖,連接一個正六邊形的各頂點.問圖中共有多少個等腰三角形(包括等邊三角形)? ① ② ③ 【考點】復雜的幾何計數 【難度】4星 【題型】解答 【關鍵詞】華杯賽 【解析】 本題需要分類進行討論. ⑴先考慮其中的等邊三角形. 圖①中,六邊形的每1個頂點是某個小號等邊三角形的頂點,而且,每個小號等邊三角形,有且僅有一個頂點是六邊形的一個頂點,既然六邊形有6個頂點,所以圖中有6個小號三角形; 圖②中,六邊形的每一條邊是某個中號等邊三角形的一條邊,而且,每個中號等邊三角形有且僅有一條邊是六邊形的一條邊,既然六邊形有6條邊,所以圖中有6個中號等邊三角形; 圖③中,大號等邊三角形有2個; ⑵再考慮其中非等邊的等腰三角形. 圖中非等邊的等腰三角形,按照面積大小分類有3種類型,見圖④. ④ ⑤ ⑥ 其中小號的等腰三角形有6個,因為這類三角形均以六邊形的一條邊為其邊長,并且,六邊形的每一條邊只唯一對應一個小號等腰三角形,而正六邊形有6條邊,所以有6個小號等腰三角形; 中號的等腰三角形有12個,因為每個中號等腰三角形的長邊都是六邊形的一條非直徑的弦,并且,以非直徑的弦為長邊的三角形有2個,如圖⑤,這樣的弦共有6條,所以有12個中號等腰三角形; 大號的等腰三角形有6個,因為每個大號等腰三角形的長邊都是六邊形的一條直徑,每條直徑上都對應有2個大號三角形,如圖⑥,共有3條直徑,所以有6個大號等腰三角形. 那么圖中共有 【答案】 【例 19】 圖中有 個正方形,有 個三角形。 【考點】復雜的幾何計數 【難度】4星 【題型】解答 【關鍵詞】華杯賽,初賽,第14題 【解析】 邊線是水平或垂直方向的正方形共有 此題也可以計算不同面積的正方形各有多少個,以面積大小數正方形,記最小的正方形面積為1;則面積為1的正方形的個數為36;面積為2的正方形的個數為4;面積為4的正方形的個數為25;面積為9的正方形的個數為16;面積為16的正方形的個數為9;面積為25的正方形的個數為4;面積為36的正方形的個數為1.所以,共有 第2問。方法1:以圖中的最小的直角三角形為計數基本單位數三角形: 【答案】 【例 20】 將右圖中的2007(即陰影部分)分成若干個1×2的小長方形,共有 種分法. 【考點】復雜的幾何計數 【難度】5星 【題型】填空 【關鍵詞】迎春杯,五年級,初賽,15題 【解析】 下圖中用斜線標出的部分是只存在唯一分法的部分,也就是說,實際上只需要考慮未用斜線連接的陰影部分,先把這些方框標記上字母,以便分析. 取 ⑴第一次劃分 所以劃分 ⑵第一次劃分 所以,一共有 【答案】 【例 21】 如右圖是一個跳棋棋盤,請你算算棋盤上共有多少個棋孔? 【考點】復雜的幾何計數 【難度】3星 【題型】填空 【關鍵詞】華杯賽,初賽,試題,第3題 【解析】 把棋盤分割成一個平行四邊形和四個小三角形,如下圖。平行四邊形中棋孔數為9×9=81,每個小三角形中有10個棋孔。所以棋孔的總數是81+10×4=121(個) 【答案】 |
|