现实问题
1. 分类加法计数原理场景:从甲地到乙地,可以乘火车、汽车、轮船。火车有 4 班、汽车 2 班、轮船 3 班,那么一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地有多少种不同的走法?
2. 分步乘法计数原理场景:从 A 到 B 的道路有 3 条,从 B 到 C 的道路有 2 条,那么从 A 到 B 到 C 总共有多少种不同的走法?
分类加法计数原理
概念:如果一个目标可以在 n 种不同情况下完成,第 k 种情况又有 mk(k = 1, 2, ..., n) 种不同方式来实现 ,那么实现这个目标总共有几种方法?(做一件事情有 n 类方法,每一类方法又有 m 种不同的情况,m1 表示第 1 类方法有 m 种不同的情况)
公式:
约束:
(1)每种方式都能实现目标,不依赖于其他条件;
(2)每种情况内任两种方式都不同时存在;
(3)不同情况之间没有相同方式存在。
分步乘法计数原理
概念:如果实现一个目标必须经过 n 个步骤,第 k 步又可以 mk(k = 1, 2, ..., n) 种不同方式来实现 ,那么实现这个目标总共有几种方法?(做一件事情有 n 个步骤,每一个步骤又有 m 中方法,m1 表示进行第 1 步总共有 m 中不同的情况)
公式:
约束:
(1)步骤可以分出先后顺序,每一步骤对实现目标是必不可少的;
(2)每步的方式具有独立性,不受其他步骤影响;
(3)每步所取的方式不同,不会得出(整体的)相同方式。
两者异同
那「分类加法计算原理」和「分步乘法计算原理」的异同又是什么呢?我们通过辩证的方式来加深理解。
相同的:两者都是为了求解完成一件事情所拥有的方法的数量问题。
不同的:前者解决的分类计数问题,每一类都可以完成这件事情;后者解决的是分步计算问题,需要经过所有步骤才可以完成这个事情。
总结
计数,即计算数量,是数学中最重要的研究对象之一。其中「分类加法计数原理」和「分步乘法计数原理」是解决计数问题最基础的方法。在日常生活中,我们常用于计算完成某件事情所存在的方法的数量。那这个数量有什么用处呢?虽然很基础且理想化,但这个数量往往会被作为计算某个方法发生的可能性的基础数值。
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