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加法原理和乘法原理是所有计数的基础。把它称为计数之母一点不为过。以后更高级的计数方法:排列与组合,其实就是由加乘原理衍生而来的。
什么时候用加法原理?什么时候用乘法原理呢?
当一件事情可以单独完成,不受其他影响,采用加法原理。做一件事情需要若干个步骤,每缺少一个步骤,就不能完成,那么就需要用到乘法原理。
分类相加,互不影响,类类相加;分步相乘。比如说做一件事情需要三个步骤,那么做完这件事有多少种可能呢?每一个步骤有多少种可能,将这三个步骤的所有可能性连续相乘。
举个简单例子。小明有三件不同颜色的衣服,两条不同颜色的裤子,另外有两顶不同颜色的帽子。他出门有多少种穿着搭配呢?
这里搭配分三个步骤,挑一件衣服,衣服有三种颜色,因此会有三种选择,这只是完成了其中的一步。裤子呢只有两种颜色,所以会有两种选择。第三步是选择帽子。
帽子有多少种选择呢?帽子有三种选择,为什么两顶帽子会有三种选择呢?其实很简单,因为帽子不是一定非选不可,所以说不戴帽子它也是一种选择。
所以他出门的穿着有3×2×3=18种不同选择。
我们继续看一下加乘原理的综合运用。
用0、1、2、3、4、5这六个数字,可组成多少个无重复的四位数?其中有多少个偶数?
分析:因为是四位数,需要分步来取,因此需要用到乘法原理。
我们知道最高位是不能为0的,除此之外0可以放到其他任何数位。总共六个数字,最高位有5种选择,百位有5种可能,十位有4种,个位有3种。所以总共有5×5×4×3=300(个)。
另外我们也可以用整体排除法,来做这道题目。总共不是有6个数字吗?6个数字,我们从最高位开始排,第一个数,可以有6种选择,第二个有5种可能,第三个有4种可能,第4个数有3种可能。6×5×4×3=360(个),但是我们这里是包含了最高位,选了0这种情况,所以最后需要减去这一部分。
那么当最高位是0的时候有多少种,1×5×4×3=60种,360-60=300(个)。两种方法的答案是一模一样的。
多一种思路就多一种解题方法多一种方法。
我们继续看第二小问,这些数中有多少个偶数?
或许有不少同学会想当然的认为,奇数偶数不是一样多吗?300÷2=150(个),真的是这样吗?我们用加乘原理来算一算。四位数要是偶数,在这题中,个位只能是0,2,4这三种情况,所以说我们先进行分类。
当个位是0的时候有:5×4×3×1=60(个)
当个位是2,最高位不能为0,排除个位的2,千位只能有4种选法,百位上可以放0,同样是4种,总共有4×4×3×1=48(个)
同理,个位是4的情况和个位是2,它的个数是一样多。
最后我们将这三种情况的得数进行相加,60+48+48=156(个)。
继续看一道类似的加乘原理计数题。
用0、1、2、3、4、5这六个数字能组成多少个没有重复数字,且能被5整除四位数?
分析:能被5整除的整数有什么特征?个位要么是0,要么是5。所以说我们先确定好,将它进行分类。
第一类:个位是0,那么千位可以有5种选择,百位有4种选择,十位有3种选择。也就是5×4×3×1=60(个)
另外一类:个位是5,千位不能为0,所以说千位只能有4种可能,百位依然是4种,十位有3种,4×4×3=48(个)
所以总共会有60+48=108(个)
答:用0、1、2、3、4、5、这六个数字可组成108个无重复数字,且能被5整除的四位数。
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