加法原理和乘法原理是所有計數的基礎。把它稱為計數之母一點不為過。以後更高級的計數方法:排列與組合,其實就是由加乘原理衍生而來的。
什麼時候用加法原理?什麼時候用乘法原理呢?
當一件事情可以單獨完成,不受其他影響,採用加法原理。做一件事情需要若干個步驟,每缺少一個步驟,就不能完成,那麼就需要用到乘法原理。
分類相加,互不影響,類類相加;分步相乘。比如說做一件事情需要三個步驟,那麼做完這件事有多少種可能呢?每一個步驟有多少種可能,將這三個步驟的所有可能性連續相乘。
舉個簡單例子。小明有三件不同顏色的衣服,兩條不同顏色的褲子,另外有兩頂不同顏色的帽子。他出門有多少種穿著搭配呢?
這裡搭配分三個步驟,挑一件衣服,衣服有三種顏色,因此會有三種選擇,這只是完成了其中的一步。褲子呢只有兩種顏色,所以會有兩種選擇。第三步是選擇帽子。
帽子有多少種選擇呢?帽子有三種選擇,為什麼兩頂帽子會有三種選擇呢?其實很簡單,因為帽子不是一定非選不可,所以說不戴帽子它也是一種選擇。
所以他出門的穿著有3×2×3=18種不同選擇。
我們繼續看一下加乘原理的綜合運用。
用0、1、2、3、4、5這六個數字,可組成多少個無重複的四位數?其中有多少個偶數?
分析:因為是四位數,需要分步來取,因此需要用到乘法原理。
我們知道最高位是不能為0的,除此之外0可以放到其他任何數位。總共六個數字,最高位有5種選擇,百位有5種可能,十位有4種,個位有3種。所以總共有5×5×4×3=300(個)。
另外我們也可以用整體排除法,來做這道題目。總共不是有6個數字嗎?6個數字,我們從最高位開始排,第一個數,可以有6種選擇,第二個有5種可能,第三個有4種可能,第4個數有3種可能。6×5×4×3=360(個),但是我們這裡是包含了最高位,選了0這種情況,所以最後需要減去這一部分。
那麼當最高位是0的時候有多少種,1×5×4×3=60種,360-60=300(個)。兩種方法的答案是一模一樣的。
多一種思路就多一種解題方法多一種方法。
我們繼續看第二小問,這些數中有多少個偶數?
或許有不少同學會想當然的認為,奇數偶數不是一樣多嗎?300÷2=150(個),真的是這樣嗎?我們用加乘原理來算一算。四位數要是偶數,在這題中,個位只能是0,2,4這三種情況,所以說我們先進行分類。
當個位是0的時候有:5×4×3×1=60(個)
當個位是2,最高位不能為0,排除個位的2,千位只能有4種選法,百位上可以放0,同樣是4種,總共有4×4×3×1=48(個)
同理,個位是4的情況和個位是2,它的個數是一樣多。
最後我們將這三種情況的得數進行相加,60+48+48=156(個)。
繼續看一道類似的加乘原理計數題。
用0、1、2、3、4、5這六個數字能組成多少個沒有重複數字,且能被5整除四位數?
分析:能被5整除的整數有什麼特徵?個位要麼是0,要麼是5。所以說我們先確定好,將它進行分類。
第一類:個位是0,那麼千位可以有5種選擇,百位有4種選擇,十位有3種選擇。也就是5×4×3×1=60(個)
另外一類:個位是5,千位不能為0,所以說千位只能有4種可能,百位依然是4種,十位有3種,4×4×3=48(個)
所以總共會有60+48=108(個)
答:用0、1、2、3、4、5、這六個數字可組成108個無重複數字,且能被5整除的四位數。