摘 要: 將高斯公式的思想進(jìn)行拓展,建立一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型,使其延伸應(yīng)用到更廣泛的數(shù)學(xué)解題領(lǐng)域,有效解決某些疑難問題.
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)模型 高斯公式 實(shí)際應(yīng)用
問題1:平面上兩個(gè)不同的點(diǎn)可以確定1條直線,三個(gè)點(diǎn)最多可確定幾條直線?四個(gè)點(diǎn)最多可確定幾條直線?分別畫圖說明.并探索平面上n個(gè)不同的點(diǎn)最多可以確定直線條數(shù).
分析:每增加一個(gè)點(diǎn),都應(yīng)使該點(diǎn)不與已有點(diǎn)中的任意兩點(diǎn)共線,也就是將該點(diǎn)與已有點(diǎn)分別連接,則新增加的直線數(shù)等于已有點(diǎn)數(shù).
將點(diǎn)數(shù)與直線條數(shù)的數(shù)量關(guān)系列表如下:
由上述分析,能得到:
平面上n個(gè)點(diǎn),兩兩連接,最多可以確定1+2+3+…+(n-1)=條直線.
問題2:平面上兩條直線相交,有1個(gè)交點(diǎn),三條直線兩兩相交,最多有幾個(gè)交點(diǎn)?四條直線兩兩相交,最多有幾個(gè)交點(diǎn)?分別畫圖說明.并探索平面上n條直線兩兩相交,最多有幾個(gè)交點(diǎn).
分析:每增加一條直線,都應(yīng)使該直線不與已有直線中的任意一條直線平行,且不經(jīng)過任何已有的交點(diǎn),也就是將該直線與已有直線分別相交,則新增加的交點(diǎn)數(shù)等于已有直線數(shù).
將直線條數(shù)與交點(diǎn)數(shù)的數(shù)量關(guān)系列表如下:
由上述分析,能得到:
平面上n條直線,兩兩相交,最多有1+2+3+…+(n-1)=個(gè)交點(diǎn).
以上兩個(gè)問題本來是不同的問題,但最后得到的結(jié)果形式上完全相同.兩者彼此之間有沒有內(nèi)在的聯(lián)系呢?
我們可以作如下想象:將問題1中原有的點(diǎn)拉成直線,將直線縮成點(diǎn),會(huì)發(fā)現(xiàn),最終問題1變成了問題2.反過來,也能將問題2變成問題1.
可見問題1與問題2在本質(zhì)規(guī)律上是相通的.
由此可以建立下面的模型:
n個(gè)對(duì)象,兩兩相遇,相遇次數(shù)最多為1+2+3+…+(n-1)=.
實(shí)際應(yīng)用例析
例1:有8個(gè)朋友見面,熱情地互相握手.如果每兩個(gè)人之間握一次手,他們總共要握手幾次?
分析:
思路1:如圖,用8個(gè)點(diǎn)表示8個(gè)人,兩人握手一次就在兩點(diǎn)之間連一條線段,最后8個(gè)點(diǎn)間所有的線段條數(shù)就是他們握手的次數(shù).
A點(diǎn)與其他點(diǎn)連接7條線段,B、C、D、E、F、G、H分別連接6、5、4、3、2、1、0條線段(重復(fù)的不算).
故,總共7+6+5+4+3+2+1+0===28.
思路2:8個(gè)人中,每個(gè)人都要與其他7個(gè)人握手,則每個(gè)人要握7次手,8個(gè)人總共就有8×7=56次,但每個(gè)人都與其他人重復(fù)一次,56次握手重復(fù)了一半,故,總共應(yīng)為56÷2=28次.列式:=28.
例2:小洋每次畫畫前都要自己調(diào)色.已知兩種基本顏色按一定比例可調(diào)出第三種顏色.現(xiàn)在小洋有6種基本顏色,如果他每次都把兩種基本顏色按相同比例調(diào)在一起,那么小洋最多可以得到幾種不同的顏色?
分析:
將每種基本顏色看做一個(gè)點(diǎn),第三種顏色看做由兩點(diǎn)連接的線段,則此問題等同于:求一個(gè)六邊形中所有的頂點(diǎn)連接的線段的條數(shù).
例3:如圖,有公共端點(diǎn)的10條射線可組成多少個(gè)小于平角的角?
分析:
如圖,作一條直線l分別與這些射線相交于10個(gè)交點(diǎn),則這10個(gè)交點(diǎn)兩兩可以連接=45條線段,每條線段與頂點(diǎn)O對(duì)應(yīng)確定一個(gè)角,所以10條射線可組成=45個(gè)小于平角的角.
參考文獻(xiàn):
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