高思导引六年级第12讲 计数综合三完整版

发布时间:2020-03-30   来源:文档文库   
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12 计数综合三


内容概述
建立递推的思想,将问题的复杂情形与简单情形联系起来;学会现察和发现递推关系;利用树形图、列表等方法处理某些递推关系.另外,综合运用各种方法处理与数字相关的复杂计数问题. 兴趣篇
1一个楼梯共有10级台阶,规定每步可以迈一级台阶或二级台阶.走完这10级台
阶,一共可以有多少种不同的走法? 答案:89种。
解析:将台阶数和走台阶的方法数列成一张表格,如下所示:

12级台阶的方法数可以枚举得到.走3级台方法数可以分两类得到:如果第一步走1级台阶,那么参考数表可得,剩下2级有2种走法;如果第一步走2级台阶,同样参考数表可得,剩下1级有1种走法;因此3级合阶的走法总数1+2=3,如上表箭头所示.以此类推便可填满整张表格.

2.卡莉娅买了10块巧克力,她每天最少吃一块,最多吃3块,直到吃完,共有多少种 吃法? 答案:274
解析:将巧克力的数量与吃法数列成一张表格,如下所示:


123块巧克力的方法数可以枚举得到,吃4块巧克力的方法数可以分三类得到:如果第一天吃1块,那么参考数表可得,剩下3块有4种吃法;如果第一天吃2块,同样参考数表可得,剩下2块有2种吃法;如果第一天吃3块,那么剩下1块还有1种吃法,因此4块巧克力的吃法总数为1+2+4=7,如
上表箭头所示.以此类推便可填满整张表格.

3.用1×2的小方格覆盖7×2的长方形,共有多少种不同的覆盖方法? 答案:21
解析:找到左上角的方格,按照该方格是横着覆盖还是竖着覆盖分两类讨论即可得递推规则,从而得到如下所示的一张表格.

4.如果在一个平面上画出4条直线,最多可以把平面分成几个部分?如果画20
线,最多可以分成几个部分? 答案:11个;211
解析:由于新增直线被分为几部分,区域数量自然也就增加几部分,所以可以将情况写为如下的一张数表:

所以20条直线的时候最多把平面分成2+2+3+4++20=211个部分.

5.甲、乙、丙三名同学练习传球,每人都可以把球传给另外两个人中的任意一个.先由
甲发球,经过6次传球后球仍然回到了甲的手中,请问:整个传球过程共有多少种不同的 可能? 答案:22
解析:采用“传球法”甲拿球,所以最开始甲标1,乙、丙都标o,接着甲必须由乙、丙传球给他,所以他下方的数也必须由乙、两累加给他;其余两人同理——这就是传球规则决定累加规则,依据这一累加规则,我们不停地将数表向下累加,
每传一次球就多累加一行,最后得到第“6”行.这一行的三个数分别为222121.他们分别表示6次传球后,由甲、乙、丙拿球的传球方法数.由于题目要求最后球回到甲手中,因此答案为22种.


6.如图121,用红、黄、蓝三种颜色给一个五边形的各个顶点染色,同一条边的两端点不能同色,且顶点A必须染红色,请问:有多少种不同的染色方式?

121 答案:10
解析:采用“传球法”A染红色,所以在红色的下方标1黄色和蓝色下方标0B不能再染红色,所以红色下面的标O,黄色和蓝色下方标1.后面的CDE按照传球规则进行累加,注意到E不能染红色,所以有5+5=10种染法.



7.一个三位数,有相邻两个数字的和为16,那么这样的三位数共有多少个?

答案:54

解析:首先要审清题,题目中说“有相邻两个数字的和为16并不是说所有相邻两个数字之和都是16.相邻两个数字之和为16有三种可能:799788. (1若百位和十位的数字之和为16,个位可以填O9,共3×1030种填法. (2若十位和个位的数字之和为16,百位可以填19,共3×927种填法,两种情况共计57种填法,考虑到797979888被算了两次,因此这样的三位数有57-3=54个.

8.一个各位数字互不相等的五位数不含数字0,且数字和为18,这样的五位数共有多少个? 答案:360
解析:满足条件的情况只有以下三种:1+2+4+5+6=18, l+2+3+4+8=18, 1+2+3+5+7=18,共计A55×3=360个.

9.一个十位数只含有数字12,且不含两个连续的数字1,一共有多少个这样的十位数? 答案:144
解析:十位数中不含有1,有1种,十位数中含有一个1,有C110=10种.十位23数中含有两个l,有C9= 36种.十位数中含有三个l,有C8= 56种.十位数中含4有四个1,有C7=35种.十位数中含有五个1,有C56=6种.共计144种,

10.一个六位数由12345组成,而且任意相邻两个数位的数字之差都是1,这
样的六位数有多少个? 答案:72
解析:采用“传球法”十万位可以填12345,因此在下方分别填1.要求任意相邻两个数位之差都是1,因此万位12345的下方分别填12
221.后面的数位同理,因此这咩的六位数共有9+18+18+18+9=72个,

拓展篇
1老师给小高布置了12篇作文,规定他每天至少写1篇.如果小高每天最多能3 篇,那么共有多少种写完作文的方法? 答案:927
解析:将作文数量与完成作文的方法数列成一张表格,如下所示:



下面解释一下这张数表是如何累加得到的,写123篇作文的方法数可以枚举得到.写4篇作文的完成方法数可以分三类去数:如果第一天写1篇,那
参考数表可得,剩下3篇有4种完成方法;如果第一天写2篇,同样参考数表可得,剩下2篇有2种完成方法;如果第一天写3篇,那么剩下1篇还有1完成方法,因此4篇作文的完成方法总数为1+2+4=7,如上表箭头所示.接着分析5篇作文的完成方法数,仍然分三类:第一天写1篇,那么参考数表可得,剩下4篇还有7种完成方法;第一天写2篇.那么剩下3篇还有4种完成方法:第一天写3篇,那么剩下2篇还有2种完成方法,因此5篇作文的完成方法数等于2+4+7=13……以此类推便可填满整张表格.

2101×3的长方形纸片覆盖一个10×3的方格表.共有多少种覆盖方法? 2.答案:28
解析:我们可以列出一个递推数表,将其表示如下:


下面详细说明该问题的递推规律.覆盖1×32×33×3方格表的方法数可以枚举得到.接着分析覆盖4×3的表格有几种覆盖方法,如下匿所示,左上角的阴影方格在覆盖的时候有两种方法:竖着覆盖或横着覆盖.当竖着覆盖时,下部分恰好是一个3×3的方格表,覆盖方法数为2当横着覆盖时,其下方的方格只能被横放的纸片盖住,因此只剩下一个1×3的方格表需要覆盖,方法数为1由此可得4×3的表格的覆盖方法数为2+1=3用同样的方法分析5×3的方格表,可得其覆盖方法数等于4×3的方法数加上2×3的方法数,因此等于3+1=4着以此类推即可,


余下部分恰好是一个3×3的方格表,覆盖方法数为2


阴影方格下方的格子只能用横放的纸片盖住,因此只剩下 1×3的方格表需要覆盖,方法数为1

3.现有14块糖,如果墨莫每天吃奇数块糖,直到吃完,那么墨莫共有多少种吃法?

答案:377
解析:采用递推计数法,从简单情况出发寻找规律。当有1块糖时,墨莫有1种吃法。当有2块糖时,墨莫有1种吃法。当有3块糖时,墨莫有2种吃法。当有4块糖时,墨莫有3种吃法。当有5块糖时,墨莫有5种吃法。当有6糖时,墨莫有8种吃法……如下表所示,很奇妙的是方法数恰好为斐波那契数列。

4平面上有六条直线,这六条直线把平面分成了16个区域.现在往该平面上添加第
七条直线,请问:添加该直线后,平面上最多会增加多少个区域? 答案:7
解析:第七条直线与前六条直线最多有6个交点,把第七条直线分成7个部分,每一部分都会位于一个原有的区域中,因此每一部分就会把原有的某个区域一分为二,所以最多会增加7个区域.

5.如果在一个平面上画出8条直线,最多可以把平面分成几个部分?如果画8个圆,最多可以把平面分成几个部分? 答案:37 58
解析:根据上面第4题的解答可知:新增直线被分为几部分,区域数量自然也就增加几部分,所以可以将8条直线的情况写为如下的一张数表

8个圆也是同样的道理:




6.四个人分别穿着红、黄、绿、蓝四种颜色的球衣练习传球,每人都可以把球传给另外三个人中的任意一个.先由红衣人发球,并作为第1次传球,经过8次传球后球仍然回到红衣人手中.请问:整个传球过程共有多少种不同的可能? 答案:1641
解析:本题的方法称为“传球法”传球法在很多问题中有着广泛的应用.如下表格所示,除了第“O”行外,其余每一行的数量都是由上一行的数量通过某种规则累加得到的.比如第“1”行红下方的O,就是通过第“O”行黄、绿、蓝的数量相加得到的;第“3”行黄下方的7,就是通过第“2”行红、绿、蓝的数量相加得到的;第“4”行绿下方的20,就是通过第“3”行红、黄、蓝的数量相加得到的;第“6”行蓝下方的182,就是通过第“5”行红、黄、绿的数量相加得到的.之所以有这样的累加规则,就是因为红想拿球,必须由黄、绿、蓝传球给他,所以他下方的数也必须由黄、绿、蓝累加给他 一这就是传球规则决定累加规则.依据这一累加规则,我们不停地将数表向下累加,每传一次球就多累加一行,最后得到第“8”行.一行的四个数分别为1641164016401640.他们分别表示8次传球后,由红、黄、绿、蓝拿球的传球方法数.由于题目要求最后球回到红手中,因此答案1641种.





7.如图12 -2所示,一个圆环被分成8部分,现将每一部分染上红、黄、蓝三种颜色之一,要求相邻两部分颜色不同,共有多少种染色方法?

12-2 答案:258

解析:采用“传球法”将圆环分别编号为ABCDEFGH,设A红色,如下表所示,由于H不能再染红色,所以共有43+4386种染法,由对称性可知,共有86×3=258种染法。


8.圆周上有10个点A1A2,…,A10,以这些点为端点连结5条线段,要求任两条线段之间都没有公共点,共有多少种连结方式? 答案:42
解析:我们依照连续偶数的次序进行递推累加.(1圆周上有2个点,只有1
连法.(2圆周上有4个点,只有2种连法.(3圆周上有6个点A1A2A3A4A5A6(如图1,那么与A1相连的点只能是A2A4A6.依次分三类情况讨论:第一,A1连结A2,剩下4个点连法数为2;第二,A1连结A4,剩下4个点连法数为1;第三,A1连结A6,剩下4个点连法数也为2.由此可得,6点共有5种不同的连法.(4如果圆周上有8个点A1A2A3A4A5A6A7A8(如图2,那么与A1相连的点有四种可能,分别是A2A4A6A8.以此分四类讨论,共14种方法.


5)如果圆周上有10个点,同样考虑能与A1相连的点,分五类讨论,如图3所示。共43种方法。



9.由134组成的各位数字之和为9的多位数共有多少个? 答案:40
解析:数字和为9有如下几种情况:多位数中含有两个4和一个1,这样的数有3个.含有一个4、一个3和两个1,这样的数有12个,含有一个4和五个1这样的数有6个.含有一个3和六个1这样的数有7个.含有两个3和三个1这样的数有10个,含有三个3,这样的数有1个.含有九个1,这样的数有1个,共有3+12+6+7+10+1+1=40个.

10.在有些多位数的各位数字中,奇数的个数比偶数的个数多,例如137036712等,请问:在110000中有多少个这样的多位数? 答案:3505
解析:这样的一位数为:13579,有5个,满足条件的两位数,十位和个位都是奇数,有5×5=25个.满足条件的三位数:有两个数位为奇数或三个数2位都是奇数.有两个数位是奇数的数有:5×5×(C3C15-1>=350个。减1是考虑到首位为0的情况.三个数位都是奇数的数有:5×5×5=125个.满足条件的四1位数:有三个数是奇数或四个数都是奇数.有三个数是奇数的有:5×5×5×C34C51=23755×5×5×5=6255+25+350+125+2375+625=3535个。


11.有些自然数存在相邻的两位数字顺次为75例如197575675等,432579不算在内.请问:具有这种性质的六位数有多少个? 答案:45 431
解析:若75在首位,剩余4个数字有0000999910000个.若75在第23两位,则第一位不能为O,有9×10×lO×10=9000个.若75在第34两位不在首位,则首位不能为0.前两位不为75,这样前两位有89种情况,共有89×10×10=8900个.若75在第45两位,前三位不是75口和口75,这样前三位900-9-10=881个,共有881×10=8810个,若75在第56两位,前四位不75口口、75口和口口75其中7575多减了一次,共有9000-100-90-90+1= 8721个,则满足条件的六位数共有10000+9000+8900+8810+8721=45431个.

12199个数字组成一个没有重复数字的九位数,满足以下要求:每一位上的数字要么大于它前面的所有数字,要么小于它前面的所有数字.请问:样的九位数共有多少个? 答案:256
解析:采用递推计数法,从简单情况出发寻找规律,当有1个数字时,满足条件的数有1个,当有2个数字时,满足条件的数有2个.当有3个数字时,满足条件的数有4个.当有4个数字时,满足条件的数有8个……如下表所示,很奇妙的是满足条件的个数恰好为等比数列,



13.一个七位数,每一位都是12或者3,而且没有连续的两个1,这样的七位数一共有多少个? 答案:1224

解析:我们把这个七位数看作是123三个人之间传6次球的一个传球顺序,具体的传球规则是:1能传球给23,但不能给自己;23都能传球给123.依据“传球规则决定累加规则”我们可以列出如下表所示的一张递推表格.表格的第“0”行是发球行,对立的是这个七位数的首位数字,由于123都能作首位,因此第“0”行写的都是1接着按照传球规则累加即可,表格中第“6”行(最后一行)中的三个数分别表示第六次传球后,球在123手中的方法数,对于七位数而言,就是表示分别以123结尾的符合题意的七位数有多少个.以最后答案应该把它们全加起来,等于328+448+448=1224(个)


14.满足下面性质的四位数称为“好数”:它的个位比十位大,十位比百位大,百位比千位大,并且任意相邻两位数字的差都不超过3.例如13462579是好数,但1567就不是好数,请问:一共有多少个好数? 答案:81
解析:采用传球法,如下表所示:(1千位可以填19(2按照题目条件,千位l时,百位可以填2,因此百位2下面为1.千位填12时,百位可以填3因此百位3下面为2.千位填123时,百位可以填4,因此百位4下面为3.千位填234时,百位可以填5,因此百位5下面为3……千位填6、?8时,百位可以填9,因此百位9下面为3(3百位填2时,十位可以填3因此百位3下面为1-百位填23时,十位可以填4,因此十位4下面为3.百
位填234时,十位可以填5,因此十位5下面为6.百位填345时,十位可以填6,因此十位6下面为8……百位填678时,十位可以填9因此十位9下面为9(4个位同理,因此一共有1+4+10+17+23+26=81个好数.

超越篇
1.一个九位数,它只由数字123组成,而且它的任意连续两位数都不等于12212231,这样的自然数有多少个?如果还要求数字123每个数字都至少出现一次,那么这样的九位数有多少个? 答案:177 79
解析:(1用传球法,由于不能含有12212231,因此“1”不能传给“22”不能传给“123”不能传给“1列表如下:


结果是1+67+109=177
(2分别算出不含有数码“123”时的数个数,从前面的177个数中去掉即. 先算不含有数字“1”的数,同样用传球法,列表如下:


结果是34+55=89个.
再算不含有数字“2”的数,列表如下:

结果是1+9=10个.
显然不含有数字“3”且满足题目要求的数是不存在的.
而在算不含数字“1”和不含数字“2”的数时,有一个333333重复计算了,因此要去掉的数有89 +10-1=98;所以,数字123每个数字都至少出现一 次的有177-98=79个,

2(l如果在一个平面上画出8个三角形,最多可以把平面分成多少个部分? (2如果在一个平面上画出3个四边形、2个圆、1条直线,最多可以把平面分成多少个部分?
答案:(1 170(2 86
解析:(11个三角形可以把平面分成2部分;
画第2个三角形时,它与前面的三角形最多有6个交点,这6个交点会把
新画的三角形分成6段,每一段都会使整个平面多分出一个部分,因此2介三
形可以把平面分成2+6=8个部分;
画第3个三角形,它与前面的图形有12个交点,同理可知,平面增加了12个部分,因此2个三角形可以把平面分成2+6+12=20个部分;
n个三角形与前面的图形有6(n-1个交点,平面增加了6(n-1个部分, 综上,挖个三角形最多把平面分成2+6×1+6×2++6×(n-1-2+3n(n-1个部分,
因此8个三角形最多可以把平面分成2+3×8×(8 -1=170个部分. (2这类题目中,如果有直线,先画直线不易错.1条直线把平面分成2个部分,再依次画3个四边形和2个圆,每个图形分别最多新增22+8 =102+8+ 8=182+8+8+8=262+8+8+8+2=28个交点,交点数与新增段数相同,每段可以增加一个部分,所以一共有2+2+10+18+26+28=86个部分.

3.如图12 -3所示,阴影部分是一个圆环,4条直线最多可以把这个阴影分成多少个部分?

12-3 14
解析:一条直线最多分阴影部分成2部分;第二条直线最多和圆环和前面一条直线有5个交点,那么形成4条线段,而且一定有一条在小圆内部,圆环内部多3条线段,多了3部分,一共2+3=5部分;
同理,第三条直线和圆环和前面两条直线有6个交点,那么形成5条线段,
圆环内部多了4条线段,多了4部分,一共5+4=9部分;
第四条直线和圆环和前面三条直线有7个交点,那么形成6条线段,圆环内部多了5条线段,多了5部分,一共9+5=14部分.

4.用151×2的小纸片覆盖图12-4,共有多少种不同的覆盖方法?
l5

解析:若只有3×2的方格表,显然有3种填法;仔细观察发现,高度每增加1层,方法数就增加2种;图中比3×2的方格表增加了6层,共有3+2×6=15覆盖方法.

5.对一个自然数作如下操作:如果是偶数则除以2,如果是奇数则加1,如此进行下去直到得数为1操作停止.问:经过9次操作变为1的数有多少个? 34
解析:设经过n次操作岳变为1的数有an个;先看一下前面几个寻找规律. a1=1,这个数是2 a2=1,这个数是4 a3=2,这2个数是38
再看a4即求有多少个数经过一次操作后能变成38若这个数是偶数,它除以2之后是38,这个数可能是616,有2个;若这个数是奇数,则它加1后只能是偶数8,这个数是7,有1个;于是a4=2+1=3
接下来看a5a5中的偶数除以2后正好对应着a4所有的数,a5中的奇数加
1后正好对应a4中的偶数,a4中的的偶数除以2后正好对应着a3中所有的数,因此a5中偶数有a4个,奇数有a3,所以a5=a4+a3=5以此类推,a6=a5+a4=8a7=a6+a5=13, a8=a7+a6=21a9=a8+a7=34.
6.如图12-5所示,用4种不同的颜色将图12-5中的圆圈分别涂色,要求有线段连结的两个相邻的圆圈必须涂不同的颜色,共有多少种涂法?(不允许旋转、翻转)

2112
解析:将十个圆圈分为三类,如下图所示.

①染中间的圆圈,共有4种方式.
②染中间圆圈周围的6个圆圈,以A为传球起点,采用传球法.此时还有三种颜色可选,设为白、绿、黑.

A为白色时,共有11+11=22种染色方式,所以这6个圆圈共有3×22=66种染色方式。

③最后染角上的3个圆圈,每个圆圈都右2种染法,所以共有23 =8种染法.
综上,染10个圆圈共有4×66×8=2112种涂法.

7.圆周上有15个点A1,A2…,A15,以这些点为顶点连出5个三角形,要求任意两个三角形没有公共点,共有多少种连结方式? 273
解析:递推计算.
3个点时,有1种连结方式. 6个点时,有3种连结方式.
9个点时,考虑A1所在的三角形,可以是A1A2A3A1A8A9A1A9A2A1A2A6A1A5A6A1A5A6.前三种各3种连结方式,后三种各1种连结方式,共12种连结方式.
12个点时,假设A,所在的三角形是A1AmAn.并设三个点之间的点数分别3x3y3z.则3x+3y+3z=9(如图所示).而xty+z=310组自然数解,不计次序的话,1+1+11组,0+1+26组,0+0+33组.

如果A1AmAn之间的点数是333,共1种连结方式; 如果A1AmAn之间的点数是036,共3种连结方式; 如果A1AmAn之间的点数是009,共12种连结方式. 所以12个点时,共1×1+3×6+12×3=55种连结方式.
15个点时,假设A1所在的三角形是A1AmAn.并设三个点之间的点数分别
3x3y3z.则3x+3y+3z=12.x+ y+z=4l5组自然数解,不计次序的话,1+1+20+2+20+0+4各有3组,0+1+36组.
如果A1AmAn之间的点数是336,共1×1×3=3种连结方式; 如果A1AmAn之间的点数是066,共3×3=9种连结方式; { 如果A1AmAn之间的点数是0012,共55种连结方式; 如果A1AmAn之间的点数是039,共1×12=12种连结方式. 所以15个点时,共3×(3+9-1-55+6×12=273种连结方式.

8.有一年级到六年级的同学各一人,排成一列领取糖果.如果一个高年级的同学站在一个低年级的同学前面,那么这个低年级的同学就会产生一次“怨言”(一个人可以有多次“怨言”在一种排列顺序里,我们把所有“怨言”的总数叫“怨言数”.例如:六位同学按下面的顺序排列:一年级、四年级、三年级、二年级、六年级、五年级,那么这六位同学产生的“怨言”次数依次为001201,这种排列的“怨言数”就是4.请问:有多少种“怨言数”为7的排列顺序? 101
解析:n个人从低年级到高年级依次用123n代替,所谓某个排列的言数即对每个数求出排在它前面且比它大的数的个数,再求这些个数的和;将n个数排列且怨言数为m的排列数记为Fnm,现在要找Fnm的规律(本题即是求Fnm
n=1,有1种排列,怨言数为0F10=1
1n=2,有2种排列,怨言数分别为01F20=F2=1
1n=36种排列,怨言数可能是0123F30 =1F3=2F32=2F33=1
接下来分析n=4的情况;4个数的排列可以视为先将前三个数排列好后,再将最大数放在前3数形成的4个空隙之一;而最大数的位置是4321时,分别会令总的怨言数增加0123n=4时,怨言数m可以是0123456,现在一个个求它们的值:

要使m=0,最大数插入后增加的怨言数必为0,此时前三数排列的怨言数为0,因此F40=F30=1
要使m=1,最大数插入后增加的怨言数可以是01,前三数排列的怨言数11对应分别为10,因此F4=F3+F30=3
要使m=2,最大数插入后增加的怨言数可以是012,前三数排列的怨1言数对应分别为210,因此F42=F32+F3+F30=5
以此类推,可得下表

n=5时,怨言数可以是010,用同样的方法可得下表:

n=6时有下表:

根据此表可得F67=101


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/78b921940229bd64783e0912a216147917117ef0.html

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