第六讲 加乘原理
乐羊羊到食堂去买饭,主食有三种,副食有五种,甜点一种,喜羊羊主食和副食各买一种,甜点可买可不买,共有多少种不同的买法?
【解析】喜羊羊买饭要分三步完成,即先买一种主食,再买一种副食(或先买副食后买主食),然后甜点。其中,买主食有3种不同的方法,买副食有5种不同的方法,买甜点有2种不同的方法(买或者不买)。故可以由乘法原理解决。
解答:共有3×5×2=30种不同的方法。
学校组织读书活动,要求每个同学读一本书。小明到图书馆借书时,图书馆有不同的外语书150本,不同的科技书200本,不同的小说书100本。那么,小明借一本书可以有多少种不同的选法?
【解析】在这个问题中,小明选一本书有三类方法。即要么选外语书,要么选科技书,要么选小说。
所以,是应用加法原理的问题。
解答:小明借一本书共有:150+200+100=450种不同的选法。
由数字0、1、2、3组成三位数,问:
(1)可组成多少个不相等的三位数?
(2)可组成多少个没有重复数字的三位数?
【解析】在确定由0、1、2、3组成的三位数的过程中,应该一位一位地去确定。所以,每个问题都可以看成是分三个步骤来完成。
(1)要求组成不相等的三位数。所以,数字可以重复使用,百位上,不能取0,故有3种不同的取法;十位上,可以在四个数字中任取一个,有4种不同的取法;个位上,也有4种不同的取法,由乘法原理,共可组成3×4×4=48个不相等的三位数。
(2)要求组成的三位数中没有重复数字,百位上,不能取0,有3种不同的取法;十位上,由于百位已在1、2、3中取走一个,故只剩下0和其余两个数字,故有3种取法;个位上,由于百位和十位已各取走一个数字,故只能在剩下的两个数字中取,有2种取法,由乘法原理,共有3×3×2=18个没有重复数字的三位数。
解答:(1)组成3×4×4=48个不同的三位数;
(2)共可组成3×3×2=18个没有重复数字的三位数。
如图,一只小甲虫要从A点出发沿着线段爬到B点,要求任何点和线段不可重复经过。问:这只甲虫有多少种不同走法?
【解析】从图中我们看出,从A点到B点有两类走法,一类从A经过C到B,另一类从A经过D到B。所以可以分成两类考虑。但同时从每一类中去考虑,要到达B点必定经过C点或D点。所以,每一类又各自要分成两步去考虑,从A到C是1条路,从C到B是3条路,所以是1×3=3(种)方法。从A到D是两条路,从D到B是三条路,所以是2×3=6(种)方法。两类加起来是3+6=9(种)。从此题可以看出,一般较复杂的问题,加法原理与乘法原理是同时运用的。
解答: 1×3+2×3=9(种)。
答:这只甲虫有9种不同的走法。
有1角、5角、1元的硬币各一枚,可以组成多少种币值的人民币?
【解析】一种币值的有:1角、5角、1元,共3种;两种币值的有:6角、 1元1角、1元5角,共3种; 三种币值的有:1元6角,共1种。
解答:3+3+1=7种。
如下图,在三条平行线上分别有一个点,四个点,三个点(且不在同一条直线上的三个点不共线)。在每条直线上各取一个点,可以画出一个三角形。问:一共可以画出多少个不同的三角形?
【解析】分三步完成:从上往下,第一条线有1种取法;第二条线有4种取法;第三条线有3种取法。
解答:一共可画出1×4×3=12(个)不同的三角形。
袋中有3个红球,4个黄球和5个白球,小明从中任意拿出6个球,他拿出球的情况共有多少种可能?
【解析】按最少的红球来分类:3红时,黄+白3,黄可取0,1,2,3共4种。2红时,黄+白4,黄可取0,1,2,3,4共5种。1红时,黄+白5,黄可取0,1,2,3,4共5种。0红时,黄+白6,黄可取0,1,2,3共4种。
解答:共有4+5+5+4=18(种)。
下图中有7个点和十条线段,一只甲虫要从A点沿着线段爬到B点,要求任何线段和点不得重复经过。问:这只甲虫最多有几种不同的走法?
【解析】甲虫要从A点沿线段爬到B点,必经过C点,所以,完成这段路分两步,即由A到C,再由C到B。而由A到C有三种走法,由C到B也有三种走法,所以,由乘法原理便可得到结论。
解答:这只甲虫从A到B共有3×3=9种不同的走法。
用天平称物体时要用砝码,现在有1克、2克、4克、8克的砝码各一个,最多能称几种不同重量的物体?(砝码放在一个托盘中)
【解析】根据砝码的个数不同,可以这样分类:
第一类:用一个砝码。可称1克、2克、4克、8克的物体,共4种;
第二类:用两个砝码。可称(1+2、1+4、1+8、2+4、2+8、4+8)克物体,共6种;
第三类:用三个砝码。可称(1+2+4、1+2+8、1+4+8、2+4+8)克物体,共4种;
第四类:用四个砝码。有1种.
解答:4+6+4+1=15(种)
答:最多能称15种不同重量的物体。
有一些三位数,三位数字之和是21,这样的三位数有多少个?
【解析】21=9+9+3=9+8+4=9+7+5=9+6+6=8+8+5=8+7+6=7+7+7;
三个数字不同的三位数 6×3=18个;
两个数字相同的三位数 3×3=9个;
三个数字相同的三位数 1个;
解答:共有 18+9+1=28个。
陈景润的故事
陈景润一个家喻户晓的数学家,在攻克歌德巴赫猜想方面作出了重大贡献,创立了著名的“陈氏定理”,所以有许多人亲切地称他为“数学王子”。但有谁会想到,他的成就源于一个故事。?
1937年,勤奋的陈景润考上了福州英华书院,此时正值抗日战争时期,清华大学航空工程系主任留英博士沈元教授回福建奔丧,不想因战事被滞留家乡。几所大学得知消息,都想邀请沈教授来讲学,他谢绝了邀请。由于他是英华的校友,为了报达母校,他来到了这所中学为同学们讲授数学课。?
一天,沈元老师在数学课上给大家讲了一故事:“200年前有个法国人发现了一个有趣的现象:6=3+3,8=5+3,10=5+5,12=5+7,28= 5+23,100=11+89。每个大于4的偶数都可以表示为两个奇数之和。因为这个结论没有得到证明,所以还是一个猜想。大数学家欧拉说过:虽然我不能证明它,但是我确信这个结论是正确的。它像一个美丽的光环,在我们不远的前方闪耀着眩目的光辉。……”陈景润瞪着眼睛,听得入神。从此,陈景润对这个奇妙问题产生了浓厚的兴趣。课余时间他最爱到图书馆,不仅读了中学辅导书,这些大学的数理化课程教材他也如饥似渴地阅读,因此获得了“书呆子”的雅号。?
兴趣是第一老师,正是这样的数学故事,激发了陈景润的兴趣,引发了他的勤奋,从而成就了一位伟大的数学家。