小学奥数 计数之递推法 精选练习例题 含答案解析(附知识点拨及考点)
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前面在讲加法原理、乘法原理、排列组合时已经穿插讲解了计数中的一些常用的方法,比如枚举法、树形图法、标数法、捆绑法、排除法、插板法等等,这里再集中学习一下计数中其他常见的方法,主要有归纳法、整体法、对应法、递推法.对这些计数方法与技巧要做到灵活运用.
对于某些难以发现其一般情形的计数问题,可以找出其相邻数之间的递归关系,有了这一递归关系就可以利用前面的数求出后面未知的数,这种方法称为递推法. 【例 1】 每对小兔子在出生后一个月就长成大兔子,而每对大兔子每个月能生出一对小兔子来.如果一个人
在一月份买了一对小兔子,那么十二月份的时候他共有多少对兔子? 【考点】计数之递推法 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 第一个月,有1对小兔子;第二个月,长成大兔子,所以还是1对;第三个月,大兔子生下一对小
兔子,所以共有2对;第四个月,刚生下的小兔子长成大兔子,而原来的大兔子又生下一对小兔子,共有3对;第五个月,两对大兔子生下2对小兔子,共有5对;……这个特点的说明每月的大兔子数为上月的兔子数,每月的小兔子数为上月的大兔子数,即上上月的兔子数,所以每月的兔子数为上月的兔子数与上上月的兔子数相加. 依次类推可以列出下表: 经过月数:---1---2---3---4---5---6---7---8---9---10---11---12
兔子对数:---1---1---2---3---5---8--13--21--34--55--89—144,所以十二月份的时候总共有144对兔子.
【答案】144
【例 2】 树木生长的过程中,新生的枝条往往需要一段“休息”时间供自身生长,而后才能萌发新枝.一棵树
苗在一年后长出一条新枝,第二年新枝“休息”,老枝依旧萌发新枝;此后,老枝与“休息”过一年的枝同时萌发,当年生的新枝则依次“休息”.这在生物学上称为“鲁德维格定律”.那么十年后这棵树上有多少条树枝? 【考点】计数之递推法 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 一株树木各个年份的枝桠数,构成斐波那契数列:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,……所以
十年后树上有89条树枝.
【答案】89
【例 3】 一楼梯共10级,规定每步只能跨上一级或两级,要登上第10级,共有多少种不同走法? 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
例题精讲
教学目标
7-6-4.计数之递推法
【解析】 登 1级 2级 3级 4级 ...... 10级
1种方法 2种 3种 5种 ...... ?
我们观察每级的种数,发现这么一个规律:从第三个数开始,每个数是前面两个数的和;依此规律我们就可以知道了第10级的种数是89.其实这也是加法的运用:假如我们把这个人开始登楼梯的位置看做A 0,那么登了1级的位置是在A 1,2级在A 2... A 10级就在A 10.到A 3的前一步有两个位置;分别是A 2 和A 1 .在这里要强调一点,那么A 2 到A 3 既然是一步到了,那么A 2 、A 3之间就是一种选择了;同理A 1 到A 3 也是一种选择了.同时我们假设到n 级的选择数就是An .那么从A 0 到A 3 就可以分成两类了:第一类:A 0 ---- A 1 ------ A 3 ,那么就可以分成两步.有A 1×1种,也就是A 1 种;(A 1 ------ A 3 是一种选择)第二类:A 0 ---- A 2 ------ A 3, 同样道理 有A 2 .类类相加原理:A 3 = A 1 +A 2,依次类推An = An -1 + An -2.
【答案】89
【巩固】一楼梯共10级,规定每步只能跨上一级或三级,要登上第10级,共有多少种不同走法? 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 登 1级 2级 3级 4级 5级 ...... 10级
1种方法 1种 2种 3种 4种...... ?
我们观察每级的种数,发现这么一个规律:从第三个数开始,每个数是前面相隔的两个数的和;依此规律我们就可以知道了第10级的种数是28.
【答案】28
【例 4】 1×2的小长方形(横的竖的都行)覆盖2×10的方格网,共有多少种不同的盖法. 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 如果用12⨯的长方形盖2n ⨯的长方形,设种数为n a ,则11a =,22a =,对于3n ≥,左边可能竖放1个
12⨯的,也可能横放2个12⨯的,前者有-1n a 种,后者有-2n a 种,所以-1-2n n n a a a =+,所以根据递推,
覆盖210⨯的长方形一共有89种.
【例 5】 用13⨯的小长方形覆盖38⨯的方格网,共有多少种不同的盖法? 【考点】计数之递推法 【难度】5星 【题型】解答
【解析】 如果用13⨯的长方形盖3n ⨯的长方形,设种数为n a ,则11a =,21a =,32a =,对于4n ≥,左边可能竖
放1个13⨯的,也可能横放3个13⨯的,前者有-1n a 种,后者有-3n a 种,所以-1-3n n n a a a =+,依照这
【答案】13
【例 6】 有一堆火柴共12根,如果规定每次取1~3根,那么取完这堆火柴共有多少种不同取法? 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 取1根火柴有1种方法,取2根火柴有2种方法,取3根火柴有4种取法,以后取任意根火柴的种
【答案】927
【巩固】 一堆苹果共有8个,如果规定每次取1~3个,那么取完这堆苹果共有多少种不同取法? 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 取1个苹果有1种方法,取2个苹果有2种方法,取3个苹果有4种取法,以后取任意个苹果的种
【答案】81
【例 7】 有10枚棋子,每次拿出2枚或3枚,要想将10枚棋子全部拿完,共有多少种不同的拿法? 【考点】计数之递推法 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 本题可以采用递推法,也可以进行分类讨论,当然也可以直接进行枚举.
(法1)递推法.假设有n 枚棋子,每次拿出2枚或3枚,将n 枚棋子全部拿完的拿法总数为n a 种. 则21a =,31a =,41a =.
由于每次拿出2枚或3枚,所以32n n n a a a --=+(5n ≥).
所以,5232a a a =+=;6342a a a =+=;7453a a a =+=;8564a a a =+=;9675a a a =+=;10787a a a =+=.
即当有10枚棋子时,共有7种不同的拿法. (法2)分类讨论.
由于棋子总数为10枚,是个偶数,而每次拿2枚或3枚,所以其中拿3枚的次数也应该是偶数.由于拿3枚的次数不超过3次,所以只能为0次或2次. 若为0次,则相当于2枚拿了5次,此时有1种拿法;
若为2次,则2枚也拿了2次,共拿了4次,所以此时有2
4
6C =种拿法. 根据加法原理,共有167+=种不同的拿法.