話說遞推
遞推是數學中常用的解題手法之一,有些中學生對此或許有些陌生,本文想通過幾個有趣的例子談談它。
握? 手
有五個人,若其中每兩個人都握一次手,問他們總共握多少次手?
這是一個組合問題,在高中有現成的公式好算。對於初中同學來講有無辦法可解;我們隻須簡單分析一下,答案不難得到。
我們來看下列圖例:用“點”代表人,“連線”代表握手這件事。
若隻有兩人,則握1次手(圖1);
若有三人,可看成在兩人基礎上又添一人,此人和原來兩人每人握手一次,這時共握1+2次手(圖2);
若有四人,則又可視為三人基礎上再加一人,此人和原來三人各握手一次,這時共握1+2+3次手(圖3);
…………
如此分析下去,若有k人,則共握1+2+3+…+(k-1)次手。
當然,1+2+3+…+(k-1)=k(k-1)/2,這裏正是利用了遞推方法。
顯然我們開頭問題的答案是1+2+3+4=10次。
數 三 角
請你數一數圖4中一共有多少個三角形?
“這還不容易!”他也許會說,可是你動手一數就知道它並不那麼簡單了,但是利用遞推辦法,你會很容易地算出三角形的個數來。我們還是先從簡單的圖形分析起,從圖5~7你會看出:
這裏圖形下麵的數字表示該圖中三角形的個數,它們分別是1,1+2,1+2+3,……往下你隻須注意到再添一個小三角形後(圖中陰影三角形),則整個圖形較前一個圖形多出4個三角形,它們分別為圖8~11。
這時三角形總數為1+2+3+4。仿此分析下去我們可以得到:
由k個並列小三角形組成的圖形中,共含有1+2+3+…+(k-1)個不同的三角形。
其實,它與握手問題分析的思路是一樣的。
分? 餅
一張餅切一刀可以把它分成兩塊(圖12、13);
切兩刀至多可把餅分成4塊(圖14);
今問:切k刀至多可把餅分成多少塊?
直接回答並非那麼輕快,我們仍用遞推的辦法來分析。
先來看切兩刀時,第二刀與第一刀有一個交點,同時這點把第二刀切痕直線分成兩段,每一段都把原來的半張餅分成了兩部分,這時共切成2+2塊(可以寫成1+1+2);
再切一刀,若它與原來兩刀都相交,則與原切痕有兩個交點而把其自身分成三段(圖15)每一段都將所在部分分成兩塊,這樣共可切成2+2+3塊(它較前多了3塊,它可寫成1+1+2+3);
遞推地分析,切k刀至多可分成1+1+2+3+…+k塊,即1+k(k+1)/2塊。