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高中数学:分类加法计数原理与分步乘法计数原理

更新时间:作者:小小条

分类加法计数原理与分步乘法计数原理

高中数学:分类加法计数原理与分步乘法计数原理

1、分类加法计数原理

(1)分类加法计数原理的概念

完成一件事直两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法.

概念推广:完成一件事有n类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,...,在第n类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有:

种不同的方法.

(2)分类加法计数原理的特点

分类加法计数原理又称分类计数原理或加法原理,其特点是各类中的每一种方法都可以完成要做的事情,我们可以用第一类有种方法,第二类有种方法,...,第n类有种方法,来表示分类加法计数原理,即强调每一类中的任一种方法都可以完成要做的事,因此一共有:

种不同方法可以完成这件事.

(3)分类的原则

分类计数时,首先要根据问题的特点,确定一个适当的分类标准,然后利用这个分类标准进行分类,分类时要注意两个基本原则:一是完成这件事的任何一种方法必须属于相应的类;二是不同类的任意两种方法必须是不同的方法,只要满足这两个基本原则,就可以确保计数时不重不漏.

2、分步乘法计数原理

(1)分步乘法计数原理的概念

完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法.

概念推广:完成一件事需要n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,...,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事共有:

种不同的方法.

(2)分步乘法计数原理的特点

分步乘法计数原理的特点是在所有的各步之中,每一步都要使用一种方法才能完成要做的事,可以利用图形:

来表示分步乘法计数原理,图中的强调要依次完成各个步骤才能完成要做的事情,从而共有种不同的方法可以完成这件事.

(3)分步的原则

①明确题目中所指的“完成一件事”是指什么事,怎样才能完成这件事,也就是说,弄清要经过哪几步才能完成这件事;

②完成这件事需要分成若干个步骤,只有每个步骤都完成了,才算完成这件事,缺少任何一步,这件事就不可能完成;不能缺少步骤.

③根据题意正确分步,要求各步之间必须连续,只有按照这n个步骤逐步去做,才能完成这件事,各个步骤既不能重复也不能遗漏.

3、分类加法计数原理与分步乘法计数原理的辨析

(1)联系

分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决的都是有关完成一件事的不同方法的种数问题.

(2)区别

分类加法计数原理每次得到的都是最后结果,而分步乘法计数原理每步得到的都是中间结果,具体区别如下表:

(3)分类加法计数原理与分步乘法计数原理的合理选择

分类→将问题分为互相排斥的几类,逐类解决→分类加法计数原理;

分步→将问题分为几个相互关联的步骤,逐步解决→分步乘法计数原理.

在解决有关计数问题时,应注意合理分类,准确分步,同时还要注意列举法、模型法、间接法和转换法的应用.

两个计数原理的综合应用

1、两类计数问题的求解思路:

(1)“类中有步”计数问题

完成一件事有几类方案,每一类方案中分若干步,利用分步乘法计数原理求出每一类方案中的方法数,再利用分类加法计数原理把各类方案的方法数相加,即可得出结果.

(2)“步中有类”计数问题

完成一件事的过程分成若干步,完成每一步的方法分成若干类,利用分类加法计数原理求出完成每一步中的方法数,再利用分步乘法计数原理把每一步的方法数相乘,即可得出结果.

2、两个计数原理的综合应用

两个计数原理的综合应用主要包括四个方面:(1)实际问题中的计数问题;(2)代数中的计数问题;(3)几何计数问题;(4)涂色问题.

分类加法计数原理与分步乘法计数原理在概率论中的重要性

分类加法计数原理与分步乘法计数原理在概率论中具有极其重要的地位,它们是解决概率论中计数问题的基础。以下是对这两个原理在概率论中重要性的详细阐述:

一、分类加法计数原理的重要性

1、简化复杂问题

分类加法计数原理将一个复杂事件分解为若干个互不相交的子事件,通过分别计算这些子事件的概率,然后将它们相加得到整个事件的概率。这种方法极大地简化了复杂事件的概率计算过程。

2、广泛适用性

在概率论中,很多事件都可以被看作是由多个互不相交的情况组成的。分类加法计数原理为这类问题的解决提供了一个统一且有效的方法。

3、理论基础

分类加法计数原理是概率论中很多重要定理和公式的基础。例如,在计算某些复杂事件的概率时,经常需要用到这个原理来将事件分解为更简单的子事件进行计算。

二、 分步乘法计数原理的重要性

1、解决多步骤问题

分步乘法计数原理适用于解决需要分成多个步骤完成的任务。它通过将每个步骤的方法数相乘,得到完成整个任务的总方法数。在概率论中,这对应于计算多个独立事件同时发生的概率。

2、逻辑清晰

分步乘法计数原理要求每个步骤的方法数必须是独立的,即一个步骤的选择不影响其他步骤的选择。这种独立性要求使得问题的逻辑更加清晰,有助于避免在计算过程中出现错误。

3、广泛应用

分步乘法计数原理在概率论中有着广泛的应用。例如,在计算连续事件的概率、复合事件的概率以及某些特定条件下的概率时,都需要用到这个原理。

三、两者的综合作用

1、互补性

分类加法计数原理和分步乘法计数原理在概率论中相互补充。前者适用于解决由多个互不相交情况组成的事件的概率计算问题,后者适用于解决需要分成多个步骤完成的任务的概率计算问题。

2、灵活性

在实际应用中,很多事件既包含多个互不相交的情况,又需要分成多个步骤来完成。此时,可以灵活运用这两个原理来解决问题。例如,在计算某个复杂事件的概率时,可以先用分类加法计数原理将事件分解为若干个子事件,然后再用分步乘法计数原理计算每个子事件的概率。

3、提升解题能力

掌握这两个原理有助于提升解决概率论中计数问题的能力。通过运用这两个原理,可以更加系统地、有条理地分析问题,找到解决方案。

分类加法计数原理与分步乘法计数原理在高考中的价值取向

分类加法计数原理与分步乘法计数原理在高考中的价值取向主要体现在以下几个方面:

一、知识点的重要性

1、基础且核心

分类加法计数原理和分步乘法计数原理是高中数学中的基础且核心知识点,是组合数学的重要基础。

这两个原理是解决计数问题的最基本、最重要的方法,为很多实际问题的解决提供了思想和工具。

2、高考必考

这两个原理在高考数学中是必考的知识点之一,经常出现在选择题、填空题或解答题中。

考查形式多样化,可能单独考查,也可能与其他知识点结合考查。

二、能力培养的价值

1、逻辑思维能力

通过学*和应用这两个原理,可以培养学生的逻辑思维能力,特别是分类和分步的思考方式。

这有助于学生在面对复杂问题时,能够有条理地进行分析和求解。

2、问题解决能力

掌握这两个原理后,学生能够更加灵活地解决各种计数问题,包括与数字、几何、涂色等相关的问题。

这有助于提升学生的数学应用能力和问题解决能力。

3、抽象思维能力

分类加法计数原理和分步乘法计数原理都涉及到对问题的抽象和概括,需要学生从具体情境中抽象出数学模型。

这有助于培养学生的抽象思维能力,提高他们的数学素养。

三、高考备考策略

1、理解原理

学生需要深入理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念、性质和应用方法。

通过举例、对比等方式,加深对这两个原理的理解。

2、掌握题型

熟悉高考中可能出现的题型和考查方式,包括选择题、填空题和解答题。

针对不同类型的题目,掌握相应的解题技巧和策略。

3、强化训练

通过大量的练*和模拟考试,巩固对这两个原理的掌握和应用能力。

注重解题过程的规范性和准确性,避免因为粗心大意而失分。

综上所述,分类加法计数原理与分步乘法计数原理在高考中具有极高的价值取向。它们不仅是基础且核心的知识点,更是培养学生逻辑思维能力、问题解决能力和抽象思维能力的重要途径。因此,在高考备考中,学生应给予这两个原理足够的重视,并通过理解原理、掌握题型和强化训练等方式来提升自己的数学成绩。

以下是相关练*题目(附答案)

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