今天我們就來挑戰一下加法原理的小BOSS(為什麼不是大BOSS呢?那是因為以後還會遇到更兇猛的)。
【挑戰題2】
“一些白色瓷磚和灰色瓷磚排成3×3的正方形,其中不含有兩塊相鄰的灰瓷磚的拼法有多少種?”(下圖是其中的一種)
注:灰瓷磚一塊都不使用,也算一種;旋轉後重合的算同一種;只是翻轉後重合的算不同種。
做題前先澄清一個概念“相鄰”——兩個正方形有公共邊,下面左圖中兩個灰色方格屬於相鄰的情況,右圖中的兩個灰色方格不相鄰:
接下來我們對9個格子進行分類,位於四個角的(綠色)、位於四條邊中間的(黃色)和位於中心的(紅色):
利用加法原理求解,需要對各種情況進行分類,我們選擇黃色的方格(也可以選擇綠色的,如果選擇紅色的……那就自求多福吧):
1. 黃色方格都沒有放灰色瓷磚
按綠色方格放灰色瓷磚的數目進行分類:
0塊:1種
1塊:1種(放哪個格子旋轉都是一樣的)
2塊:2種(位於同一邊上或對角線上)
3塊:1種
4塊:1種
共有:1+1+2+1+1=6(種)
此時紅色方格放白色或灰色的瓷磚都可以,所以共有:6×2=12(種)
2. 黃色方格放了1塊灰色瓷磚
下圖中打“X”的方格都不能放灰色瓷磚:
剩下2個方格放任意顏色的瓷磚都可以,所以有:2×2=4(種)
3. 黃色方格放了2塊灰色瓷磚
有兩種情況:
上面左圖的情況下,打“X”的方格都不能放灰色瓷磚:
剩下一個方格放任意顏色的瓷磚都可以,所以有:2種。
上面右圖的情況下,打“X”的方格都不能放灰色瓷磚:
只有1種擺法。
所以,共有:2+1=3(種)。
4. 黃色方格放了3塊灰色瓷磚
下圖中打“X”的方格都不能放灰色瓷磚:
只有1種。
5. 黃色方格放了4塊灰色瓷磚
下圖中打“X”的方格都不能放灰色瓷磚:
只有1種。
綜上,共有:12+4+3+1+1=21(種)擺法。
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