数一数,有几个三角形和长方形 江铭辉 五梦网
如图1,请问它大大小小总共有几个三角形?
在图1我们看到,图中的每一个三角形都以A为顶点,另外两个点分别是底边上B1、B2、B3、B4、B5、B6中的两个点,所以,从到B1到B6这6个点一共可以决定多少条线段,就有多少个三角形。
图1:
于是,图1中一共有多少个三角形的问题,转化成了底边上的6个点与顶点A,一共决定多少条线段的问题。
B1、B2、B3、B4、B5、B6这6个点到底一共决定多少条线段呢?我们采用两种方法来解决这问题:
第一种是直接去数,第二种是比较筒洁的算法、用排列组合的知识。
第一种方法:
老老实实地数,我们看到,线段B1、B2,与A够成三角形,同理B2、B3;B3、B4;B4、B5;B5、B6都会与A成三角形,总共有5个三角形。换言之,底边的6个点将底边分成了5小段。这5小段与顶点A成为一个三角形。
因此我们综合分析:
k=1(代表底线一小线段与A点构成三角形),总共有B1、B2;B2、B3;B3、B4;B4、B5;B5、B6,共5个三角形。
k=2(代表底线二小线段与A点构成三角形),总共有B1、B3;B2、B4;B3、B5;B4、B6,共4个三角形。
k=3(代表底线三小线段与A点构成三角形),总共有B1、B4;B2、B5;B3、B6;,共3个三角形。
k=4(代表底线四小线段与A点构成三角形),总共有B1、B5;B2、B6共2个三角形。
k=5(代表底线五小线段与A点构成三角形),总共有B1、B6共1个三角形。
因此图1总共有三角形:5+4+3+2+1=15个三角形。
第二种方法:利用排列组合的知识计算
从B1、B2、B3、B4、B5、B6这6个点,任取两点与A点可以构成三角形,从排列组合的公式,从六点中,任取2点的方法为nCr=2C6=6×5/2=15
因此若像图1一样,若底线的点是n点,则可构成nC2三角形,即n(n-1)/2个三角形。
本题还可以进一步发展·如图2,总共有多少个矩形?
我们也可以通过两种思路解答这个问题,即直接算法和排列组合算法。
图2:
一、直接算法
图2中,横线段Ai (i=1、2、3、4)共有4条线段,纵线Bj(j=1、2、3、4) 共有4条线段,我们直接数共有几个长方形。
1.一个长方形共9个
2.二个长方形共12个
3.三个长方形共6个
4.四个长方形共4个
5.五个长方形共0个
6.六个长方形共4个
7. 7,8个长方形共0个
8. 9个长方形共1个
所以图2长方形共9+12+6+4+4+1=36
二、排列组合算法
图2中的每一个矩形都可由二条水平的横线和二条垂直的纵线构成,图2共有横线4条,纵线也四条,横线和纵线各任意取2条,可构成所有长方形。
因此图2的长方形大大小小共:4C2×4C2=36
这个问题可推广到任意得平行n条横线和m条纵线所构成的据矩形,它们总共有:
nC2×mC2=(n×(n-1)/2)×(m×(m-1)/2)=(n×(n-1)×m×(m-1)/4