在AMC有一些序号靠前的题型虽然简单,但是如果不正确理解题目意思,就有可能拿不到这些分数了,下面就给大家讲讲AMC最易得分的考点介绍排列组合和容斥原理,希望大家都能够考出好成绩。
排列组合
AMC中的计数(Counting)问题主要有三类:容斥原理、排列组合和概率问题。解决排列组合问题首先需要弄清楚是排列(permutation)还是组合(combination)问题,其次要准确合理地应用加法原理(addition principle of counting)和乘法原理(multiplication principle of counting),做到分类不重不漏、分步连续独立。
(一)排列组合问题中涉及的部分英文单词
addition principle of counting:加法原理
multiplication principle of counting:乘法原理
permutation:排列
combination:组合
distinct objects with repetition:不同元素可重复使用
distinct objects without repetition:不同元素不重复使用
n distinct objects taken r at a time:从n个不同元素中取r个不重复的元素
factorial:阶乘
(二)排列组合问题经典题型
分类与分步是解决排列组合问题的基本策略,其他常用的方法有直接法、间接法、捆绑法、插空法等等。AMC中近5年的排列组合题目有变难的趋势,比如2019年的排列组合问题就出现在了最后一题。
例如2019年AMC的25题
首先我们来判断它是个排列还是组合问题:第一眼感觉是个比较复杂的排列问题,因为有三个不同的人来分24个苹果,它是有一定次序的。其次你会发现分类与分步已经无法轻而易举地解决这个问题了,这时候就要想到解决排列组合问题的经典方法——隔板法。
隔板法就是在n个元素间插入(b-1)个板,也就是把n个元素分成b组的方法。隔板法的使用要求每组至少分到一个苹果,但题目中要求每人至少两个苹果,所以可以理解为每人必然分到一个苹果,然后在剩余的21个苹果中,每人至少被分到一个苹果。
这21个苹果是相同的,隔板也是无差别的,因而是无序的。所以隔板法实际上是个组合问题。我们需要在这21个苹果之间插入两个隔板,从而分成3份,对应着每个人分到的苹果。21个苹果之间有20个间隔,所以隔板的插法有C(20,2)=190种。
容斥原理
容斥原理是计算集合中元素个数的基本原理。应用容斥原理的问题在AMC的考题中序号靠前,也就是说都是比较好处理的问题,但前提还是要能正确理解题目意思。
(一)计数问题中涉及的部分英文单词
combinatorics: 组合学
set:集合
subset:子集
proper subset:真子集
empty set:空集
element:集合中的元素
universal set:全集
complement set:补集
union set:并集
intersection set:交集
Venn diagram:韦恩图
(二)容斥原理
应用容斥原理的问题通常是先将题目中描述的内容用集合语言表达,然后利用如下公式求解。如果集合A和B是有限集(也就是说集合中的元素个数是有限的),那么有如下结论:
例如2019年AMC的11题
首先将题目中描述的内容用集合语言表达:令
A= set of eighth graders taking a math class
B= set of eighth graders taking a foreign language class
那么根据题意可知n(A)=70, n(B)=54, n(A∪B)=93,画出Venn Diagram如下所示:蓝色圆圈代表set A,绿色圆圈代表set B
阴影部分利用公式可得:n(A∩B)=70+54-93=31
题目中需要求解的“选了数学课而未选外语课的学员个数”就是蓝色圆圈去掉阴影部分所代表的集合中的元素个数,即n(A)-n(A∩B)=70-31=39
以上就是AMC的两个很容易得分的点,同学们对这些考点要能够熟记于心哦,想了解更多AMC考点和了解竞赛思维吗?那就赶紧来橡沐吧,橡沐也开设了一些竞赛复习班,能够从长远处训练学员的竞赛思维。如果您也想在竞赛中获奖,那就赶紧点击【预约试听】报名参加吧!
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