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生活中的数学无处不在,只要你去认真观察、仔细思考,总能发现很多有趣的数学问题,而且很多数学问题是有规律的,就象本文要解决的问题。
关键词 排列组合 解决问题
生日的那天,我邀请了6个小朋友来参加我的生日晚会。晚会上,爸爸给我们拍了许多照片。过了一些日子,照片洗出来了。看着大家排成一排肩搭着肩的照片,我突然想到了一个问题,那天晚上包括我一共有7个小朋友,如果我们7个人排成一排,每拍一张照片就交换位置,并且每次的组合都不相同的话,一共可以拍多少张照片呢?我试着用数学办法来解决这个问题。
如果是1个人,那毫无疑问是1种组合。如果2个人,3个人……该如何算呢?我用A、B、C、D、E、F、G分别来代表7个小朋友。
人数(个) 排列组合方式 组合数(组)
1 A 1
2 A、B B、A 2
3 A、B、C A、C、B B、A、C
B、C、A C、A、B C、B、A 6
人数(个) 排列组合方式 组合数(组)
4 A、B、C、D
A、B、D、C
A、C、B、D
A、C、D、B
A、D、B、C
A、D、C、B
类推下去,把A替换成B或C或D也各有6种排列方式 4×6=24
算到这儿,我发现几个人组合数等于这个数乘上前一个数的组合数,譬如,
3个人的组合数等于3乘以2的组合数=3×2=6(组)
4个人的组合数等于4乘以3的组合数=4×6=24(组),照此类推
人数 1 2 3 4 5 6 7
组合数 1 2 6 24 120 720 5040
我拿着我的发现去告诉爸爸。爸爸看了我的结论,表扬了我。他接着说:“你这个方法很好,只可惜要求a个人可以几种排法,先要知道(a-1)个人有几种排法,可如果我们还不知道(a-1)个人的几种排法,又要接着往前推,好象有点麻烦,能不能用一个公式来求解呢?”我带着爸爸的问题开始思考。
1个人:=1
2个人:=2×1=2
3个人:=3×2×1=6
4个人:=4×3×2×1=24
5个人:=5×4×3×2×1=120
6个人:=6×5×4×3×2×1=720
……
啊有了,如果求a个人有几种排法,只要从1开始乘一直乘至a为止,用公式表示是:a个人的组合数=……×(a-1)×a,所以,如果我们7个人排成一排,每拍一张照片就交换位置,用不同的排列竟然可以排出1×2×3×4×5×6×7=5040种不同的组合,可以拍出5040张照片,简直太让人难以置信了。
我拿着结果到来到爸爸身边,把我的想法和结论说给爸爸听。爸爸直夸我是个聪明的孩子,我心里别提有多高兴了。