神奇的握手公式
一、问题的提出暑假期间,爸爸妈妈带我去山西大同游玩,回来时我们乘坐了大同到杭州的火车,我看到示意图上显示中途需要停靠24个站点,爸爸问我铁路部门需要设计多少种火车票?我自认为是数学高手,于是不假思索地说,1234…25,然后我拿起笔,在纸上利用等差数列求和。还没算出结果时,爸爸又问我还有没有更快捷的方法去解决呢?我很迷惑,带着这个问题,我决心尝试一下,去努力寻找一种更加事半功倍的方法。我渴望通过我的研究,让学到的数学知识能在生活实际中得到应用,享受成功的喜悦。
二、问题的解决1先谈谈我原先的想法
(1)当站点个数很少时,我们可以用数的方法来完成解答;但是当站点个数
较多时很容易数错,并可能产生遗漏或是重复的情况,这种方法显然不奏效。
(2)于是我从数学的角度去思考,能否从中寻找到规律,然后运用这个规律
去解决问题。我给这26个站点编号,从第1个站点到第26个站点,分别是A
至Z。
假设有2个站点,票种标记为AB。
假设有3个站点,票种标记为AB,AC;BC。
假设有4个站点,票种标记为AB,AC,AD;BC,BD;CD。
假设有5个站点,票种标记为AB,AC,AD,AE;BC,BD,BE;CD,CE;DE
以此类推,我发现规律列表如下:
站点数
火车票种类
2
1
3
123
4
1236
5
123410
6
1234515
7
12345621
8
123456728
……
……
26
1234…25
由此我发现,站点数和火车票种类的关系为:
1234…(站点数1)
这也就是说,从A站出发的火车票种类有25种(26个站,没有从A站到A
站的火车票),B站出发的火车票种类有24种,C站23种,D站22种……
设站点数为
个时,火车票种类为:
1234…
1
1为从始发站出发的火车票种类,一站站减少直到0(公式中已省略),
将各站出发的火车票种类相加,即为总火车票种类。
那当站点数为26个时,火车票种类为:
f1234…
1
1234…25
125×25÷2325(种)
2那么到底有没有更快捷的方法解决,不用等差数列,符合爸爸的要求呢?
我思考了很久,突然我想到前面统计时我考虑的是大同到杭州的单程火车
票,如果先考虑统计大同到杭州的往返火车票,再除以2,是不是会有新的发现?
心动不如行动,我开始做了起来。
假设有2个站点,票种标记为AB;BA。
假设有3个站点,票种标记为AB,AC;BA,BC;CA,CB。
假设有4个站点,票种标记为AB,AC,AD;BA,BC,BD;CA,CB,CD;DA,DB,DC。
假设有5个站点,票种则标记为AB,AC,AD,AE;BA,BC,BD,BE;
CA,CB,CDr