小學(xué)小學(xué)數(shù)學(xué)專(zhuān)題之容斥與染色

2010-05-12 11:00:35 　來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)資源文章作者：匿名

　　染色問(wèn)題基本解法：

　　三面涂色和頂點(diǎn)有關(guān) 8個(gè)頂點(diǎn)。

　　兩面染色和棱長(zhǎng)有關(guān)。即新棱長(zhǎng)(棱長(zhǎng)-2)×12

　　一面染色和表面積有關(guān)。同樣用新棱長(zhǎng)表面積公式(棱長(zhǎng)-2)×(棱長(zhǎng)-2)×6

　　0面染色和體積有關(guān)。用新棱長(zhǎng)體積公式(棱長(zhǎng)-2)×(棱長(zhǎng)-2)×(棱長(zhǎng)-2)

　　長(zhǎng)方體的解法和立方體同理，即各種公式前長(zhǎng)、寬、高都要先減2再利用公式。

　　容斥原理：

　　在計(jì)數(shù)時(shí)，必須注意無(wú)一重復(fù)，無(wú)一遺漏。為了使重疊部分不被重復(fù)，人們研究出一種新的計(jì)數(shù)方法，這種方法的基本思想是：先不考慮重疊的情況，把包含于某內(nèi)容中的所有對(duì)象的數(shù)目先出來(lái)，然后再把計(jì)數(shù)時(shí)重復(fù)的數(shù)目排斥出去，使得的結(jié)果既無(wú)遺漏又無(wú)重復(fù)，這種計(jì)數(shù)的方法稱(chēng)為容斥原理。

　　(1)如果被計(jì)數(shù)的事物有A、B兩類(lèi)，那么，A類(lèi)或B類(lèi)元素個(gè)數(shù)= A類(lèi)元素個(gè)數(shù)+B類(lèi)元素個(gè)數(shù)(既是A類(lèi)又是B類(lèi)的元素個(gè)數(shù))。

　　(2)如果被計(jì)數(shù)的事物有A、B、C三類(lèi)，那么，A類(lèi)或B類(lèi)或C類(lèi)元素個(gè)數(shù)= A類(lèi)元素個(gè)數(shù)+B類(lèi)元素個(gè)數(shù)+C類(lèi)元素個(gè)數(shù)-既是A類(lèi)又是B類(lèi)的元素個(gè)數(shù)(既是A類(lèi)又是C類(lèi)的元素個(gè)數(shù)-既是B類(lèi)又是C類(lèi)的元素個(gè)數(shù)+既是A類(lèi)又是B類(lèi)而且是C類(lèi)的元素個(gè)數(shù))。

　　容斥與染色問(wèn)題例題：

　　1. 某班有40人，其中有33人會(huì)中國(guó)象棋，28人會(huì)國(guó)際象棋，36人會(huì)圍棋。這個(gè)班至少有多少人三種都會(huì)?

　　解：∵總?cè)藬?shù)為40，其中有33人會(huì)中國(guó)象棋，28人會(huì)國(guó)際象棋，36人會(huì)圍棋。∴有8人不會(huì)中國(guó)象棋，12人不會(huì)國(guó)際象棋，4人不會(huì)為其，共計(jì)24人。

　　∴有40-24=16人什么都會(huì)。

　　2. 某班有46人，其中有40人會(huì)騎車(chē)，38人會(huì)打乒乓球，35人會(huì)打羽毛球，27人會(huì)游泳，則這個(gè)班至少有多少入以上四項(xiàng)運(yùn)動(dòng)都會(huì)?

　　解：一共46人，有40人會(huì)騎車(chē)，所以就有46-40=6(人)不會(huì)騎車(chē)，同理有46-38=8(人)不會(huì)打乒乓球，有46-35=11(人)不會(huì)打羽毛球，有46-27=19(人)不會(huì)游泳。假設(shè)這個(gè)班每個(gè)人較多只有一項(xiàng)不會(huì)，此時(shí)四項(xiàng)都會(huì)的人較少。即有6+8+11+19=44(人)不是4項(xiàng)運(yùn)動(dòng)都會(huì)。而4項(xiàng)都會(huì)的人是：46-44=2(人)

　　答：這個(gè)班至少有2人以上四項(xiàng)運(yùn)動(dòng)都會(huì)。

　　3.一批商品，每件是1×2×8的長(zhǎng)方體，現(xiàn)在有一批現(xiàn)成的木箱，尺寸是12×12×12，試問(wèn)，能不能用這樣的商品將木箱裝滿?

　　解：不能，因?yàn)?2除不盡8。

　　4. 有六個(gè)點(diǎn)a.b.c.d.e.f，其中沒(méi)有任何三點(diǎn)在同一條直線上，在每?jī)牲c(diǎn)間用線段連接，如果這些線段中每一段或者涂上白色或者涂上黑色，證明至少有一個(gè)三角形的三邊是同樣顏色

　　證明：從a看，它連接的五條線至少有三條同X(可能黑，可能白)色，這三條連著的三個(gè)點(diǎn)(假設(shè)是b.c.d，其實(shí)是等價(jià)的)中共有三條連線，若有一條為X色(假設(shè)端點(diǎn)b.c)，則有同色三角a.b.c，若都不是X色，則有同色三角b.c.d。

　　5. 8×8的國(guó)際象棋棋盤(pán)能不能被剪成7個(gè)2×2的正方形和9個(gè)4×1的長(zhǎng)方形?如果可以，請(qǐng)給出一種剪法;如果不行，請(qǐng)說(shuō)明理由。

　　解：如下圖，對(duì)8×8的棋盤(pán)染色，則每一個(gè)4×1的長(zhǎng)方形能蓋住2白2黑小方格，每一個(gè)2×2的正方形能蓋住1白3黑或3白1黑小方格。推知7個(gè)正方形蓋住的黑格總數(shù)是一個(gè)奇數(shù)，但圖中的黑格數(shù)為32，是一個(gè)偶數(shù)，故這種剪法是不存在的。

　　智康教育：優(yōu)秀的N對(duì)一個(gè)性化輔導(dǎo)、口碑好的家教品牌，提供小學(xué)數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、語(yǔ)文、物理、化學(xué)等全科家教輔導(dǎo)，滿足小學(xué)、小學(xué)、初中、中考、高中、高考等各類(lèi)人群課外補(bǔ)習(xí)需求。