高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程( 二 )



接下来我们来看乘法原理(Multiplication Principle):
你们的教科书上一般是这样描述的:
高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程

我接下来用两个例子来阐明这种描述的问题:
高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程

我们直接套用上面描述的乘法原理:
第1步:取第1个球,有4种方法
第2步:取第2个球,由于剩下3个球,有3种方法
第3步:取第3个球,由于剩下2个球,有2种方法
因此总共有:种方法,即24种不同的“排”。
这个答案是正确的,我们接着看例2
高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程


我们做这件事情的方法还是一样的呀:
第1步:取第1个球,有4种方法
第2步:取第2个球,由于剩下3个球,有3种方法
第3步:取第3个球,由于剩下2个球,有2种方法
因此总共有:种方法,即24种不同的“堆”。
这个答案明显是错误的,最起码的,由于不考虑顺序,“堆”的种类一定比“排”的种类要少,而不可能相等。
那么这种解法错在哪儿?我们一字不差的使用教科书上的乘法原理呀?
事实上,同学们要记做,在数学上,乘法就是加法来定义的法则,即乘法就是加法。例如+3
因此,在我们使用乘法原理的时候,事实上也是一个分类的过程,而这两个条件 1)无遗留 2)无重叠也必须要满足,这是使用乘法原理的前提!这就是很多同学在使用乘法原理的时候经常出错的原因所在,不怪你们,教科书的编排是有问题的。
我们用这两个例子说明:
在使用乘法原理的时候,我们实际上是在分类– 我们把“排”和“堆”分类
“第一步有4种方法”实际上就是说,我们把“排”和“堆”分成4类,如下图


高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程


高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程

理解了乘法原理的使用条件,我们接下来可以看看后面两道高考题:
2.(2017?浙江高考)从6男2女共8名学生中选出队长1人,副队长1人,普通队员2人组成4人服务队,要求服务队中至少有1名女生,共有 种不同的选法.(用数字作答)
思路:首先仍然是第一招翻译:
高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程

而目标是求不同选法的个数– 即计数问题。利用第三招,盯住目标,联想加法原理或乘法原理。而无论是用加法原理还是乘法原理,核心都是分类,这题的条件之一就是服务队至少有1名女生,我们由此入手分类:
第一类:服务队有且仅有1个女生
第二类:服务队有且仅有2个女生
【高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程】 这两类包含了满足条件的所有情况(无遗漏),而且这两类之间无交集(无重叠),因此我们可以利用加法原理。
对于第一类,我们可以先选服务队的女生,由于女生不同服务队一定不同(无论剩下的男生如何选),因此一定是不同的选法,我们复合无重叠的条件,因此可以使用乘法原理:
高中学排列组合思路不清晰是不是代表不适合学编程


推荐阅读