董业平 山东省枣庄市市中区永安镇中学 277116
摘 要:为了迅速清点“完成一件事情”所有的不同方法总数,科学的方法就是分类加法计数原理和分步乘法计数原理。分类计数原理与“分类”有关,类与类之间互不相容,用任何一类中的任何一种方法都可以完成这件事;分步计数原理与“步骤”有关,只有依次完成每一个步骤,才能完成这件事。
关键词:整体把握 理解 区分 步骤
一、整体把握两个计数原理
分类加法计数原理和分步乘法计数原理共同之处:回答的都是“完成一件事情”所有的不同方法总数问题。两个计数原理的区别在于:分类计数原理与“分类”有关,类与类之间互不相容,用任何一类中的任何一种方法都可以完成这件事;分步计数原理与“步骤”有关,只有依次完成每一个步骤,才能完成这件事。
下面从集合运算的角度来认识两个计数原理的内涵。
设:完成一件事的方法的集合是U,且card(U)=N。
如果完成这件事的方法可区分为互不相同的A、B两类,即A∪B=U, A∩B=φ。若记card(A)=m,card(B)=n,那么N=card(U)=card(A∪B)=card(A)+card(B)=m+n。
如果完成这件事的方法需要分成A、B两个步骤,即U=A×B={(a,b)|a∈A,b∈B}。
若记card(A)=m,card(B)=n,那么N=card(U)=card(A×B)=card(A)·card(B)=m×n。
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二、如何理解“分类”与“分步”
1.分类:
“完成一件事有两(或n)类不同的方案”,这是对完成这件事的所有方法的一个分类;分类时,首先要根据问题的特点确定一个分类标准。一般地,标准不同,分类的结果也不同;一个合理的分类要满足:
(1)完成这件事的任何一种方法必须属于某一类。
(2)分别属于不同两类的两种方法是不同的方法。
只有这样,应用分类加法计数原理才能做到“不重不漏”。
2.分步:
“完成一件事需要两(或n)个步骤”,这是说完成这件事的任何一种方法都要分成要两(或n)个步骤。分步时,首先要根据问题的特点,确定一个可行的分步标准,标准不同,分成的步骤数也不相同。一个合理的分步应当满足:
(1)完成这件事情必需且只需连续做完所分步骤,即分别从各个步骤中选一种完成该步骤的方法,将各个步骤方法依次串联在一起就得到完成这件事情的一种方法。
(2)做完任何一个步骤可选用的方法数与其他步骤所选用的方法无关。简而言之,应用分步乘法计数原理才能做到“步骤完整”。
三、如何区分是“分类”还是“分步”
运用两个计数原理时,最重要的是在开始计算之前要进行仔细分析计数原则——是“分类”还是“分步”?要明确这一点,只有准确理解什么叫“完成一件事情”。“完成一件事情”是一个比较抽象的概念,它比应用题里的“完成一件工作”“完成一项工程”含义要广泛。排列、组合中的“确定一个满足条件的排列”“确定一个满足条件的组合”就是这里的“完成一件事情”。
在实际应用中,初学者容易把“完成一件事情”与“计算完成这件事情的方法总数”混同。例如,在分析问题“从1~9这九个数字中任取两个,共可组成多少没有重复数字的两位数”,人们常常错误地理解为“求满足条件的两位数”。
对于一个具体计数问题,只有把握“完成一件事情”的内涵,才能进一步分析用什么方法完成,是否需要分类与分步完成,这样才能确定到底应该用哪一个计数原理。因此,弄清题意,把握“完成一件事情”,合理地区分“分类”和“分步”,是应用计数原理的关键。
四、运用两个计数原理解题的基本步骤
1.认真审题,弄清题意,把握“完成一件事”含义及基本程序(或环节)。
2.根据“完成一件事”的基本程序(或环节),区分计数原则是“分类”还是“分步”。
3.确定分类的标准及分类的类数,或确定分步的标准及分步的步数。
4.选用相应的计数原理进行计算。
论文作者:董业平
论文发表刊物:《中小学教育》2018年第305期
论文发表时间:2018/1/16
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