1、构建数学模型巧解应用题许多排列、组合应用题直接求解往往较为困难,若能认真阅读理解题意,抽象出其中的数量关系,通过构建数学模型来求解,则简捷、巧妙,同时也能培养同学们的探索能力和创新能力下面举例说明一、构建方程模型例 上一个有 10 级的台阶,每步可上一级或两级,共有多少种上台阶的方法?解析:设 x 表示上一级台阶的步数,y 表示上两级台阶的步数,则 210(0)xyZ, 当 时,6 步走完 10 级台阶的方法为 种;4xy, 26C当 对应的 的取值分别为 5,3,2,1,0 相对应的上台阶的方法为081y和 0465789C,01C故总有上台阶的方法为 种02468105679C点评:构建方
2、程模型的关键是:找到等量关系,正确列出方程二、构建不等式模型例 2 某电脑用户计划使用不超过 500 元的资金购买单价分别为 60 元、70 元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买 3 件,磁盘至少买 2 盒,则不同的选购方式共有( )5 种 6 种 7 种 8 种解析:设买单片软件 x 件,盒装磁盘 y 盒,则命题转化为不等式组:的解的个数6075032xy, ()yN不难求得 为其解,()(34)2()5(62),所以不同的选购方式共有 7 种点评:根据题意分析不等关系,通过设元正确列出不等式组是解题的关键三、构建数列模型例 3 跳格游戏:如图 1,人从格外只能进入第 1 格,在格中
3、每次可向前跳 1 格或 2 格,那么人从格外跳到第 8 格的方法种数为( )21 26 17 13解析:设跳到第 n 格的方法种数为 ,则到达第 n 格的方法有两类:向前跳 1 格到na达第 n 格,方法数为 ;向前跳 2 格到达第 n 格,方法数为 ,则由分类加法计数1na 2na原理知: ,由数列的递推关系得该数列的前 8 项为2n,1,2,3,5,8,13,21所以人从格外跳到第 8 格的方法种数为 21 种点评:本题通过数列模型,考查了根据逻辑推理进行分类讨论的能力四、构建立体几何模型例 如图 2,A,B ,C,D 为海上的四个小岛,要建三座桥,将这四个小岛连接起来,则不同的建桥方案共
4、有( )解析:如图 2,构造三棱锥 ,四个顶点表示四个小岛,六条棱表示连接任ABCD意两岛的桥梁由题意,只需求出从六条棱中任取三条不共面的棱的不同取法,这可由间接法完成:从六条棱中任取三条棱的不同取法为 种,任取三条共面棱的不同取法为 4 种,36所以从六条棱中任取三条不共面的棱的不同取法为 种41点评:本题根据问题特征,巧妙地构建恰当的立体几何图形,用几何知识去解,显得直观清晰、简洁明快五、构建隔板模型例 5 把 20 个相同的球全部装入编号分别为 1,2,3 的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不小于其编号数,问有多少种不同的装法解法一:运用隔板法必须同时具备以下三个条件: 所有元素必须相同
5、 所有元素必须分完每组至少有一个元素此例有限制条件,不能直接运用隔板法但可转化为隔板问题向 1,2,3 号三个盒子中分别装入 0,1,2 个球后还剩下 17 个球,然后再把这 17 个小球分成 3 份,每份至少一球,运用隔板法,共有 种不同的分法2160C解法二:此例可转化为不同的两类元素,即小球和隔板的排列问题,向 1,2,3 号三个盒子中分别装入 1,2,3 个球后还剩下 14 个球,然后再将这 14 个球装入,号三个盒子中的某几个(不再要求每个盒子必须有球) ,故可从这 14 个球和 2 个隔板所占的16 个位置中选出 2 个位置放隔板,剩下的位置放小球即可故共有 种不同的分160C法点
6、评:根据问题的特点,把握问题的本质,通过联想、类比是构建隔板模型的关键六、构建邮筒模型例 6 若集合 满足 ,则称 为集合 的一个分析;并规定:当12A,12A12()A,且仅当 时, 与 为集合 的同一种分拆,则集合 的不12()(), 123Aa,同分拆种数为 解析:建立数学模型,如图 3,设集合 为邮筒2()A,设集合 为邮筒,设集合 为邮筒,设12A1三个元素为三封信,则问题转化为我们非常熟悉123a,的“把三封信投入到三个邮筒共有多少种投递方法”的问题可分三步进行求解:第一步投 ,共有 种投法;第二步投 ,共有 种投法;第1a13C2a13C三步投 ,共有 种投法根据分步乘法计数原理共有 种投法,即集合3a13C137的不同分拆种数为 2712A,点评:本题属集合类信息迁移题,若直接分类求解则较繁这里通过构建邮筒模型转化求解,则思路清晰、图文并茂、运算简炼、颇为有趣