計數原理

計數原理

數學中的重要研究對象
計數原理是數學中的重要研究對象之一,分類加法計數原理、分步乘法計數原理是解決計數問題的最基本、最重要的方法,也稱為基本計數原理,它們為解決很多實際問題提供了思想和工具。在本章中,學生将學習計數基本原理、排列、組合、二項式定理及其應用,了解計數與現實生活的聯系,會解決簡單的計數問題。[1]
  • 中文名:計數原理
  • 外文名:
  • 别名:
  • 學科:數字
  • 性質:原理
  • 用途:證明二項式定理
  • 應用學科:離散數學、組合數學

内容介紹

加法原理

如果一個目标可以在n種不同情況下完成,第k種情況又有 種不同方式來實現 ,那麼實現這個目标總共有 種方法。

注意事項:

(1)每種方式都能實現目标,不依賴于其他條件;

(2)每種情況内任兩種方式都不同時存在;

(3)不同情況之間沒有相同方式存在。

乘法原理

如果實現一個目标必須經過n個步驟,第k步又可以有 種不同方式來實現 ,那麼實現這個目标總共有 種方法。

注意事項:

(1)步驟可以分出先後順序,每一步驟對實現目标是必不可少的;

(2)每步的方式具有獨立性,不受其他步驟影響;

(3)每步所取的方式不同,不會得出(整體的)相同方式。

兩個原理異同

加法原理和乘法原理的關鍵點在于區分是分類還是分步。

相同點

加法原理和乘法原理一樣,都是回答有關一件事的不同方法種數的問題。

區别點

加法原理是完成這件事的分類計數方法,每一類都可以獨立完成這件事;乘法原理是完成這件事的分步計數方法,每個步驟都不能獨立完成這件事。應用這兩個原理解題,首先應該分清要完成的事情是什麼,然後需要區分是分類完成還是分步完成,“類”間相互獨立,“步”間相互聯系。

典例

例1

求以下要求的計數。

A:大于0小于10的偶數;

B:大于0小于10的奇數;

C:大于0小于10的整數;

D:大于0小于10的質數。

E:大于0小于10的質數或偶數。

解:

(1)A={2,4,6,8},|A|=4;

(2)B={1,3,5,7,9},|B|=5;

(3)C=A∪B,|C|=|A|+|B|=9;

(4)D={2,3,5,7},|D|=4;

(5)E=A∪D,但質數與偶數并不互斥,有一個公共元素2,故有|E|=|A|+|D|-1=4+4-1=7。例2

從A地到B地共有3種方法,從B地到C地共有兩種方法,問從A地到C地共有多少種方法。

解:要從A地到C地,需要先從A到B,再從B到C,且A到B的3種方法和B到C的2種方法互不幹擾,故總共有3×2=6種方法。

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