学习数线段有哪些技巧?怎么样才能把复杂的问题简单化?

农在天涯


数线段是入门级的图形计数题型,不建议把具体题型套路化或技巧化,要知其然更要知其所以然。我是王老师,专注于小学数学,很高兴为您答疑解惑,分享解题策略,推广趣味数学,提供家庭辅导建议,欢迎您的关注!图形计数的难点在于做到不重不漏,所以必须遵循分类、有序的计数原则,以下详解,供您参考!

数线段

每个年龄段认知特点不同,所以根据年级不同,以下图为引例,分三种方法,一定要理解的基础上去多运用方法。

【引例】求下图中共有多少条线段?

① 铅球法,低年级阶段(1~2年级)

低年级阶段引领有序枚举需要比较形象的方法,王老师在一二年级趣味数学专栏中,通过铅球法,引导孩子按照一定顺序去计数。把线段的两个点,想象成从一点投铅球,到另一点落下,从最左边A点开始,只能一个方向投,依次是从B,C,D点投掷。

① 从A点投铅球,可以落在B,C,D,E四点,即有4条线段;

② 从B点投铅球,可以落在C,D,E三点,即有3条线段;

③ 从C点投铅球,可以落在D,E两点,即有2条线段;

④ 从D点投铅球,可以落在E一点,即有1条线段;

把所有线段相加,即:4+3+2+1=10条选段。

② 找规律,中年级阶段(3,4年级)

中年级是具象思维到抽象思维过渡阶段,观察这类数线段题目特点,引导孩子得出普遍的解题规律。

四个点的数线段:1+2+3,从1开始,连续自然数相加到3(4-1);

五个点的数线段:1+2+3+4,从1开始,连续自然数相加到4(5-1);

六个点的数线段:1+2+3+4+5,从1开始,连续自然数相加到5(6-1);

发现规律了吗?那么10个点的数线段呢?

③ 图形构造+排列组合应用,高年级阶段(5,6年级)

高年级课外会接触到排列组合的思想,可以根据线段的构造(两个点)利用排列组合思想解题。

四个点的数线段:四个点中任选两个点求方法数,4选2的组合数,C₄²=6;

五个点的数线段:五个点中任选两个点求方法数,5选2的组合数,C₅²=10;

等等。以上!

学习更多好玩有趣的数学学习方法


一学堂王老师


数线段是小学二年的数学问题,目的是让孩子熟悉平面几何体——线段:

直线上不同的两点以及两点之间的有限部分称为(直)线段。

一般的题目,由多个总线段组成,例如:

由于各总线段互不干涉,问题相当于各个总线段含有的子线段之和。因此只要搞清楚一条总线段上,子线段的数法就可以了,具体有如下方法。

  • 直接数:

当总线段上含有的结点较少时,这种方法有用,而当结点过多时,就容易数漏或数重复了。


  • 按照线段终点分类数:

将总线段水平放置,并从左向右 依次用 自然数: 0, 1, 2, ... 对其所含结点(包括端点) 标记。例如:

我们规定任何(子)线段,的左边端点为起点,右边端点为终点。从左向右,对于每个结点,我们统计以其为终点的线段的个数。

上例有,

以 结点0 为 终点的 线段个数 为 0(注意:线段的两个端点不能重复);

以 结点1 为 终点的 线段有 01 这 1 条;

以 结点2 为 终点的 线段有 02 和 12 这 2 条;

以 结点3 为 终点的 线段有 03、13、23 这 3 条;

以 结点4 为 终点的 线段有 04、14、24、34 这 4 条;

分析:

因为我们规定,线段的起点在终点的左侧,所以,以 结点 n 为 终点的 线段 的起点 只能 是 n 左侧这些 标记小于 n 的结点,即,从 0 到 n-1 的结点,这些起点的个数为,

(n-1) - 0 + 1 = n

刚好是 n,于是我们得出结论:

以 结点 n 为 终点的 线段有 n 条。

进而,一个含有 n 个结点 的总线段 总共含有 线段的条数为:

S = 0 + 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) = 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) ①

根据 加法的交换律,有:

S = (n-1) + (n-2) + ... + 2 + 1 ②

等式 ① + ② 有:

2S = S + S = 1 + 2 + ... + (n-2) + (n-1) + (n-1) + (n-2) + ... + 2 + 1 = (1 + (n-1) + (2 + (n-2)) + ... + ((n-2) + 2) + ((n-1) + 1) = n + n + ... + n + n = n(n - 1)

即,

S = n(n-1)/2

最终得到结论:

含有 n 个结点 的总线段 含有 线段的条数为 n(n-1)/2。

  • 按照线段终起点分类数:

这种方法和上面的方法没有本质区别,只是反过来数。如上例:

以 结点0 为 起点的 线段有 01、02、03、04、这 4 条;

... ...

以 结点4 为 起点的 线段没有。

  • 利用排列组合:

对于 含有 n 个结点 的总线段,从 n 个结点中 任意选取两个作为端点 都可以构成 一条线段。一条线段的选取分两步:

1. 首先,选线段的第一端点时,我们可以从 n 个结点中 任意选取,因此 有 n 种可能 选法;

2. 接着,选线段的第二端点时,因为不能重复选,于是要从除去第一次选择剩下的 n-1 个结点中选择,因此 有 n - 1种 可能的选法。

那么两步组合起来总共有多少种选法呢?我们画一个图:

(图中展示了:乘法原理)

显然,总共有 n(n-1) 种选法,也就是说我们可从 n 个结点中可以选取 线段有 n(n-1) 条。再仔细观察上图的分支树,我们发现,在选取时,同一线段的两个端点,因区分选择顺序不同,导致一条线段被重复统了 2 次。例如:01 和 10,根据线段的对称性,它们其实是用一条线段。

于是,真实的,线段条数是 n(n-1)/2,这和上一种方法得出的结论相同。


其实,从 n 个结点中 选取 m 个排列一列,称为 排列,利用上面的 乘法原理,可以得到如下排列公式:

P(n, m) = n(n-1)...(n-m+1) = n!/(n-m)!

而,从 n 个结点中 选取 m 个不考虑先后顺序,称为 组合,同上理,可以得到如下组合公式:

C(n, m) = P(n, m)/m! = n!/(m!(n-m)!)

数线段不考虑2 个 端点的顺序,因此是 n 选 2 的组合,即:

C(n, 2) = n(n-1)/2


以上,第一种方法,才是真正的“数线段”吧!不要小看它,这才是孩子刚起步时的,对于锻炼孩子形象思维的最好方法。数学上,有些时候,一个一个数的笨办法,反而有效!另外,皮亚诺算术系统,不就是一个一个数吗?


思考思考的动物


小学阶段会出现一些数线段的问题,对于首先它其实就是发现简单规律,然后发现可以快速计算的数学方法。

解决的关键有次序,有规律,不重复。

第1个问题从数线段开始。



这是借用了别人的一个图,我们可以把它看成有包括以字母a为端点的ab、aC、AD三条;以字母b为开头端点的bc和bd两条;以字母c为端点的cd一条。所以一共有3+2+1=6条。

这就是规律,当然规律的方式有很多种方式存在,无论是孩子还是老师还是家长在研究这样题型的时候,只要找出一个规律就可以。

比如说我们还可以找出另外一种规律,这种规律是由几个线段组成的,那么由aB、BC、cd三条;由两个线段组成的,ac和bd两条;由三个线段组成的,那只有一条了,那就是ad。这也是一个规律,那就用3+2+1还是等于6。

问题来了,我们应当学会活学活用,扩展到其他的图形。

所以留下一个问题,我们可以考虑一下,一条线段中如果有5个端点,那么可以有多少个呢?如果有6个呢?都是非常简单?



当然仅仅学会了数线段还是不行的,我们还要扩展一下,在其他的位置如何处理。

我们看这样的一个关于角的扩展吧。



由于小学生可能没有学过关于脚的一些称呼,所以我们还是使用线段的一些标识来识别,那么我们可以使用第1种规律,从字母a开始的角有多少个从字母b开始的,从这么c开始的依次类推。

接着我们可以再延续一种方式,由一个角组成,由两个角组成,有三个角,组成一共有多少个?

想必能够掌握这种方法或者两种方法都掌握,对于我们学习判断是很好的一个帮助总结规律,必定是让我们的学习更好。

最后我们再来一点复杂的。



问题是一共有多少个长方形?


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