這是一道漂亮的組合題,適合小學生學習,題目具有一定有難度。
將圖中的8個小圓點塗成紅色或者黃色,要求每個點至少與一個紅點相鄰(有線段或者弧線直接連接的兩個點稱為相鄰)。不同的塗法有 種。
解:首先這個圖等價於立方體,8個圓點對應立方體的8個頂點。
從立方體的一個頂點A1出發,標出其相鄰點B2,B3,B4,然後再標記B2的相鄰點A3,A4,A1,標出A3的相鄰點B1,B3,B4,這樣依次編號,我們發現所有標有A的點的相鄰點都是B集合,而標有B的相鄰點都是A集合,如圖2。當A中的點,只有一個紅點時,例如A1是紅點,只能讓B2, B3, B4的相鄰點有一個紅點,而B1就沒有紅的相鄰點。
所以A至少有兩個紅點才能使得四個B點都至少有一個紅相鄰點。如圖3,六個正方體表面,對應6組不同的兩個點。
當A有三個紅點時,也能保證B的相鄰點都至少有一個紅點,總計有4中情況。
而四個A點都為紅色時,也能保證每個B都有紅色相鄰點,1種情況。
合計有:6+4+1=11種情況。
A,B集合具有幾何上的對稱性,為保證所有的A有紅色相鄰點,B也有11種情況。由乘法原則:合計有11X11=121種。
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