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1 # 一學堂王老師
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2 # 佩玉的爸爸
小學階段會出現一些數線段的問題,對於首先它其實就是發現簡單規律,然後發現可以快速計算的數學方法。
解決的關鍵有次序,有規律,不重複。第1個問題從數線段開始。
這是借用了別人的一個圖,我們可以把它看成有包括以字母a為端點的ab、aC、AD三條;以字母b為開頭端點的bc和bd兩條;以字母c為端點的cd一條。所以一共有3+2+1=6條。
這就是規律,當然規律的方式有很多種方式存在,無論是孩子還是老師還是家長在研究這樣題型的時候,只要找出一個規律就可以。
比如說我們還可以找出另外一種規律,這種規律是由幾個線段組成的,那麼由aB、BC、cd三條;由兩個線段組成的,ac和bd兩條;由三個線段組成的,那只有一條了,那就是ad。這也是一個規律,那就用3+2+1還是等於6。
問題來了,我們應當學會活學活用,擴充套件到其他的圖形。所以留下一個問題,我們可以考慮一下,一條線段中如果有5個端點,那麼可以有多少個呢?如果有6個呢?都是非常簡單?
當然僅僅學會了數線段還是不行的,我們還要擴充套件一下,在其他的位置如何處理。
我們看這樣的一個關於角的擴充套件吧。
由於小學生可能沒有學過關於腳的一些稱呼,所以我們還是使用線段的一些標識來識別,那麼我們可以使用第1種規律,從字母a開始的角有多少個從字母b開始的,從這麼c開始的依次類推。
接著我們可以再延續一種方式,由一個角組成,由兩個角組成,有三個角,組成一共有多少個?
想必能夠掌握這種方法或者兩種方法都掌握,對於我們學習判斷是很好的一個幫助總結規律,必定是讓我們的學習更好。
最後我們再來一點複雜的。
問題是一共有多少個長方形?
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3 # 思考思考的動物
數線段是小學二年的數學問題,目的是讓孩子熟悉平面幾何體——線段:
直線上不同的兩點以及兩點之間的有限部分稱為(直)線段。
一般的題目,由多個匯流排段組成,例如:
由於各匯流排段互不干涉,問題相當於各個匯流排段含有的子線段之和。因此只要搞清楚一條匯流排段上,子線段的數法就可以了,具體有如下方法。
直接數:
當匯流排段上含有的結點較少時,這種方法有用,而當結點過多時,就容易數漏或數重複了。
按照線段終點分類數:
將匯流排段水平放置,並從左向右 依次用 自然數: 0, 1, 2, ... 對其所含結點(包括端點) 標記。例如:
我們規定任何(子)線段,的左邊端點為起點,右邊端點為終點。從左向右,對於每個結點,我們統計以其為終點的線段的個數。
上例有,
以 結點0 為 終點的 線段個數 為 0(注意:線段的兩個端點不能重複);
以 結點1 為 終點的 線段有 01 這 1 條;
以 結點2 為 終點的 線段有 02 和 12 這 2 條;
以 結點3 為 終點的 線段有 03、13、23 這 3 條;
以 結點4 為 終點的 線段有 04、14、24、34 這 4 條;
分析:
因為我們規定,線段的起點在終點的左側,所以,以 結點 n 為 終點的 線段 的起點 只能 是 n 左側這些 標記小於 n 的結點,即,從 0 到 n-1 的結點,這些起點的個數為,
(n-1) - 0 + 1 = n
剛好是 n,於是我們得出結論:
以 結點 n 為 終點的 線段有 n 條。
進而,一個含有 n 個結點 的匯流排段 總共含有 線段的條數為:
S = 0 + 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) = 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) ①
根據 加法的交換律,有:
S = (n-1) + (n-2) + ... + 2 + 1 ②
等式 ① + ② 有:
2S = S + S = 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) + (n-1) + (n-2) + ... + 2 + 1 = (1 + (n-1) + (2 + (n-2)) + ... + ((n-2) + 2) + ((n-1) + 1) = n + n + ... + n + n = n(n - 1)
即,
S = n(n-1)/2
最終得到結論:
含有 n 個結點 的匯流排段 含有 線段的條數為 n(n-1)/2。
按照線段終起點分類數:
這種方法和上面的方法沒有本質區別,只是反過來數。如上例:
以 結點0 為 起點的 線段有 01、02、03、04、這 4 條;
... ...
以 結點4 為 起點的 線段沒有。
利用排列組合:
對於 含有 n 個結點 的匯流排段,從 n 個結點中 任意選取兩個作為端點 都可以構成 一條線段。一條線段的選取分兩步:
1. 首先,選線段的第一端點時,我們可以從 n 個結點中 任意選取,因此 有 n 種可能 選法;
2. 接著,選線段的第二端點時,因為不能重複選,於是要從除去第一次選擇剩下的 n-1 個結點中選擇,因此 有 n - 1種 可能的選法。
那麼兩步組合起來總共有多少種選法呢?我們畫一個圖:
(圖中展示了:乘法原理)
顯然,總共有 n(n-1) 種選法,也就是說我們可從 n 個結點中可以選取 線段有 n(n-1) 條。再仔細觀察上圖的分支樹,我們發現,在選取時,同一線段的兩個端點,因區分選擇順序不同,導致一條線段被重複統了 2 次。例如:01 和 10,根據線段的對稱性,它們其實是用一條線段。
於是,真實的,線段條數是 n(n-1)/2,這和上一種方法得出的結論相同。
其實,從 n 個結點中 選取 m 個排列一列,稱為 排列,利用上面的 乘法原理,可以得到如下排列公式:
P(n, m) = n(n-1)...(n-m+1) = n!/(n-m)!
而,從 n 個結點中 選取 m 個不考慮先後順序,稱為 組合,同上理,可以得到如下組合公式:
C(n, m) = P(n, m)/m! = n!/(m!(n-m)!)
數線段不考慮2 個 端點的順序,因此是 n 選 2 的組合,即:
C(n, 2) = n(n-1)/2
以上,第一種方法,才是真正的“數線段”吧!不要小看它,這才是孩子剛起步時的,對於鍛鍊孩子形象思維的最好方法。數學上,有些時候,一個一個數的笨辦法,反而有效!另外,皮亞諾算術系統,不就是一個一個數嗎?
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數線段是入門級的圖形計數題型,不建議把具體題型套路化或技巧化,要知其然更要知其所以然。我是王老師,專注於小學數學,很高興為您答疑解惑,分享解題策略,推廣趣味數學,提供家庭輔導建議,歡迎您的關注!圖形計數的難點在於做到不重不漏,所以必須遵循分類、有序的計數原則,以下詳解,供您參考!
數線段每個年齡段認知特點不同,所以根據年級不同,以下圖為引例,分三種方法,一定要理解的基礎上去多運用方法。
【引例】求下圖中共有多少條線段?
① 鉛球法,低年級階段(1~2年級)
低年級階段引領有序列舉需要比較形象的方法,王老師在一二年級趣味數學專欄中,透過鉛球法,引導孩子按照一定順序去計數。把線段的兩個點,想象成從一點投鉛球,到另一點落下,從最左邊A點開始,只能一個方向投,依次是從B,C,D點投擲。
① 從A點投鉛球,可以落在B,C,D,E四點,即有4條線段;
② 從B點投鉛球,可以落在C,D,E三點,即有3條線段;
④ 從D點投鉛球,可以落在E一點,即有1條線段;
把所有線段相加,即:4+3+2+1=10條選段。
② 找規律,中年級階段(3,4年級)
中年級是具象思維到抽象思維過渡階段,觀察這類數線段題目特點,引導孩子得出普遍的解題規律。
四個點的數線段:1+2+3,從1開始,連續自然數相加到3(4-1);
五個點的數線段:1+2+3+4,從1開始,連續自然數相加到4(5-1);
六個點的數線段:1+2+3+4+5,從1開始,連續自然數相加到5(6-1);
發現規律了嗎?那麼10個點的數線段呢?
高年級課外會接觸到排列組合的思想,可以根據線段的構造(兩個點)利用排列組合思想解題。
四個點的數線段:四個點中任選兩個點求方法數,4選2的組合數,C₄²=6;
五個點的數線段:五個點中任選兩個點求方法數,5選2的組合數,C₅²=10;
等等。以上!
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