浙江金華第一中學(xué) 浙江金華 321000
在高中數(shù)學(xué)知識(shí)體系中,排列組合學(xué)習(xí)是非常重要組成部分,它不但在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要作用,而且在實(shí)際生活中也有著較為廣泛的應(yīng)用范圍。在實(shí)際解題過(guò)程中,排列組合十分容易出現(xiàn)解題錯(cuò)誤。為了保證解題質(zhì)量和效率,本文就排列組合題目的解題要點(diǎn)進(jìn)行分析,以期提高高中生解答此類(lèi)題目的效率。
排列組合不同于其他數(shù)學(xué)知識(shí),其定義、概念比較簡(jiǎn)單,學(xué)習(xí)時(shí)比較容易理解,但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中卻存在一定的難度,若是學(xué)生對(duì)此概念記憶不深刻或者應(yīng)用不熟練,就會(huì)導(dǎo)致解題錯(cuò)誤[1]。就目前數(shù)學(xué)排列組合的學(xué)習(xí)內(nèi)容而言,很多學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)練習(xí)比較重視,往往忽略了基礎(chǔ)概念?;A(chǔ)概念是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ),也是形成解題思路的前提。以排列組合中分類(lèi)計(jì)數(shù)與分步計(jì)數(shù)為例,很多學(xué)生對(duì)這兩個(gè)定義內(nèi)容并未充分掌握,由于概念理解錯(cuò)誤,導(dǎo)致無(wú)法求得正確答案。
在排列組合中,應(yīng)用加法原理與乘法原理進(jìn)行解題較為常見(jiàn)。作為排列組合題目常用的解題方法,大多數(shù)學(xué)生對(duì)其并不夠重視,甚至無(wú)法明確加法原理與乘法原理應(yīng)用條件的差異性,在解題過(guò)程中無(wú)法判斷與之相適應(yīng)的解題方法,進(jìn)而導(dǎo)致解題失敗。除此之外,還有一部分學(xué)生在解題時(shí),雖然選對(duì)了解題方法,但是卻沒(méi)有得到正確的結(jié)論,這是對(duì)解題方法應(yīng)用不熟練所導(dǎo)致的。
高中數(shù)學(xué)排列組合相關(guān)知識(shí)在生活中的應(yīng)用比較廣泛,與實(shí)際生活有著極為密切的聯(lián)系。因此,求解排列組合題目,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力十分重要。通過(guò)排列組合解決實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容建立解題模型,在此基礎(chǔ)上解決問(wèn)題。然而,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型需要學(xué)生有較為完整的基礎(chǔ)知識(shí)體系,能夠準(zhǔn)確把握對(duì)應(yīng)的解題方法。但是大多數(shù)高中生在這方面存在不足,往往無(wú)法通過(guò)建立數(shù)學(xué)模式進(jìn)行答題。
在排列組合學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要掌握基礎(chǔ)概念,明確解題思路,從而解決問(wèn)題[2]。在日常學(xué)習(xí)中,學(xué)生應(yīng)該加強(qiáng)基礎(chǔ)概念的學(xué)習(xí)與記憶,在解題之前結(jié)合概念定義,確定解題思路。只有在深入了解基礎(chǔ)概念的前提下,才能保證解題過(guò)程的準(zhǔn)確性,提高解題質(zhì)量。
例1:在一塊并排的10壟田地中,選擇兩壟分別種植A、B兩種作物,每種種一壟有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。要求A、B兩種作物的間隔不少于6壟,共有幾種不同選法?
首先,根據(jù)“A、B兩種作物的間隔不少于6壟”的要求,該條件不符合包含排列數(shù)組數(shù)的條件,因此可以采用分類(lèi)分析方法進(jìn)行解題。分析:當(dāng)A在第一壟時(shí),B有3種選擇;當(dāng)A在第二壟時(shí),B有2種選擇;當(dāng)A在第三壟時(shí),B有1種選擇;若AB位置交換,則共有12種選法。
加法原理與乘法原理在排列組合解題中具有十分重要的作用,屬于最基本解題方法。因?yàn)閮烧咧g的解題條件不同,解題思路與解題順序均不相同,所以二者存在較大差異。在實(shí)際解題過(guò)程中學(xué)生應(yīng)注意以下幾點(diǎn):首先,判斷問(wèn)題是哪一種排列組合問(wèn)題,如排列問(wèn)題、組合問(wèn)題、混合問(wèn)題;其次,根據(jù)問(wèn)題條件,判斷問(wèn)題應(yīng)該應(yīng)用哪種解決方法;最后,注意限定問(wèn)題中的附加條件,避免重復(fù)解題。
例2:某施工現(xiàn)場(chǎng)使用四個(gè)彩燈一字排開(kāi)作安全警戒提醒,每一個(gè)彩燈的顏色都不一樣,根據(jù)安全等級(jí),最低可以亮一盞,最高亮四盞。根據(jù)排列組合原理,一共有多少種組合?
根據(jù)題意可知,這是簡(jiǎn)單的排列組合問(wèn)題,該問(wèn)題可以采用加法原理進(jìn)行解答。由于安全等級(jí)不同,亮燈的數(shù)量存在差異,因此,學(xué)生在此過(guò)程中應(yīng)考慮所有的排列組合類(lèi)型。在最低安全等級(jí)的情況下,有4種方式;當(dāng)亮兩個(gè)彩燈時(shí),有12種;亮三個(gè)彩燈時(shí),有24種;亮四個(gè)燈時(shí),有24種。因此共有4+12+24+24=64種。
在實(shí)際解題過(guò)程中,由于無(wú)法將實(shí)際問(wèn)題與相關(guān)理論結(jié)合在一起,使得學(xué)生的建模能力較弱,從而無(wú)法建模解決問(wèn)題。這則需要學(xué)生通過(guò)大量的練習(xí),掌握解題技巧,進(jìn)而提高解題效率。
例3:從1、2、3...20這二十個(gè)數(shù)中取出三個(gè)不同的數(shù)組成等差數(shù)列,這樣不同的等差數(shù)列有幾個(gè)?在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí),學(xué)生需要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題結(jié)合排列組合的定義進(jìn)行解題,這樣將降低解題難度。
總而言之,在高中數(shù)學(xué)排列組合相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生除了要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)概念的理解以外,還應(yīng)結(jié)合排列組合的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析。掌握排列組合解題方法,不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,還而且能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,有利于提高高中生的數(shù)學(xué)綜合素質(zhì)。