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枚举法是一一列举出来的方法,它是抽象问题具体化、形象化的体现,下以古典概型为例,说明枚举法的具体表达形式有列表枚举、树状图枚举,或用对应符号枚举等.
例
抛掷两枚均匀的骰子,向上点数分别为a, b,求a-b>2的概率.
记“a-b>2”为事件A.
1° 列表枚举法.
表中36个点横、纵坐标分别表示
第一枚骰子点数、第二枚骰子点数,
P(A)=636=16.
此法是借用坐标系将基本事件一一枚举出来,形象直观,不易出错,一维的数轴,二维的平面直角坐标系,三维的空间直角坐标系可解决小于等于3个变量的问题,此法可变为求a2+b2>10的概率,ba为整数的概率,或ba>2的概率等与图形有关的概率,此法的实质是数形结合,高中数学四大思想之一的数形结合无处不在当然.此法不仅在概率中,它贯穿高中数学始终,如统计中的散点图,数列中(n,an),线性规划中的整点问题都有具体体现.
2° 画树状图枚举.
此法是用分步计数原理借助树状图将每种情况一一枚举出来,再找出满足条件基本事件.在枚举过程中要注意每个基本事件等可能,如:甲、乙两人比赛,甲再赢一局就胜,乙需赢两局才胜,求乙获胜的概率.
第一局 甲 乙甲乙
第二局
P(乙胜)=13,此解法错,错误原因在于每个基本事件不等可能,为了每个基本事件等可能,若第一局乙赢,需比赛两局才能分出胜负,因此为了基本事件等可能,需要全部比两局.
第一局 甲甲乙 乙甲乙
第二局
P(乙胜)=14.
再如:某人有4种颜色的灯泡(每种颜色的灯泡足够多),要在右图所示的6个点A, B, C, A1, B1, C1上各装一个灯泡,要求同一条线段两端的灯泡不同色,求每种颜色的灯泡都至少用一个的概率.
此题可按分步计数原理选色的顺序A1―B1―C1―A―B―C,选A1―B1―C1共4×3×2=24种,下选A, B, C处颜色比较复杂,我们可用树状图枚举四种颜色,记为1, 2, 3, 4.记“每种颜色的灯泡至少用一个”为事件B.
若A1, B1, C1选色为1, 2, 3号色灯泡
ABC 3124412412312
总的基本事件24×11种,每种颜色至少用一个共24×9种,P(B)=24×924×11=911.
枚举法形象具体,实用性强,此法也可用在数学其他章节,如数列{an}满足:a1=m(m为正整数),an+1=an2, 当an为偶数,
3an+1,当an为奇数,若a6=1,求m所有可能取值.
a6
a5
a4
a3
a2
a1
124816325124
3° 用对应符号枚举.
(1, 1)(1, 2)(1, 3)(1, 4)(1, 5)(1, 6)
…
(6, 1)(6, 2)(6, 3)(6, 4)(6, 5)(6, 6)
此法有个难点是如何做到不重不漏,而要做到不重不漏,枚举时要有逻辑性,不能杂乱无章,用二维有序数对表示每个基本事件,枚举时先抓一个变量有序列出,第一变量固定再有序列出第二个变量,即突出先分类后枚举的思想.
如:抛掷两枚均匀的骰子,向上点数分别为a, b,求方程组ax+by=3,x+2y=2只有正数解的概率.
记方程组有正数解为事件B.
求出方程组的解x=6-2b2a-b>0,y=2a-32a-b>0.
则2a-b3,a0,b32.
先将一个变量按顺序取值,后按第一个变量的值分类.
当a=1时,b>2,b>3,即b>3, 所以b=4, 5, 6;
当a=2时,b
当a=3时,b
当a=4时,b
当a=5时,b
当a=6时,b
所以B中含13种基本事件.
枚举的表示手法多种多样,但万变不离其宗,其实质是将抽象问题具体化,而具体化的手段又多种多样,可用列表,树状图,符号一一列举出,这个过程反映数学的化难为易、化抽象为具体、化未知为已知的化归思想.