数学运算
第一节 代入排除法
【注意】代入排除法:
1、什么时候用?
(1)特定题型:年龄、余数、多位数、不定方程。
①年龄:涉及到年龄的问题(年龄差不变)。隐含条件是年龄差保持不变,比如王义老师今年28岁,李夫人老师今年38岁,两人年龄差为10岁,10年后,王义老师变为38岁,李夫人老师变为48岁,10年后两人年龄差依旧为10岁。
②余数:出现"余"字,平均分,有剩余(常见出题形式)。
例:一个数,除以7余3,除以8余2,除以9余1······。
A、10 B、11
答:考虑代入排除法,代入A项:10除以7余3、除以8余2、除以9余1,满足,当选。
③多位数:三位数/四位数:出现位数的变化。可能是车牌号、银行保险柜密码。优先验证对调的条件。
例:一个三位数,十位上的数字比百位多1,十位和各位对调,比原来大9······。
A、121 B、123
答:位数从右向左数"个十百",代入A项:“十位上的数字比百位多1”,2比1多1,满足;将十位上的数字2和个位上的数字1对调112,比原来的121小,排除;B项:“十位上的数字比百位多1”,2比1多1,满足;将十位上的数字2和个位上的数字3对调为132,132-123=9,满足,当选。
④不定方程:未知数个数多于方程个数。比如5x+4=24,普通方程,未知数只有1个,且有一个等号,即未知数个数=方程个数,属于普通方程;比如3x+2y=10,未知数有2个,方程有1个,即未知数个数多于方程个数,为不定方程,优先考虑代入排除。
(2)选项是一组数:每个选项中数字的个数>=2个数。
(3)条件多,题意乱或难求解。
2、代入排除法怎么用?
(1)方法:先排除、再代入。
第二节 倍数特性法
一、余数型
【注意】余数型:
1、常见形式:平均分,有剩余/缺少,求总数
4、多退少补:
(1)多退:题目出现多几个/余几个/剩几个,多几个在总数上退几个,正正好好。
(2)少补:题目出现少几个/缺几个/不够几个,少几个在总数上补几个,正正好好。
二、比例型:
【比例型】:
1、什么时候用?出现分数、百分数、比例、倍数,可考虑倍数特性。
4、已知A事物/B事物=m/n(最简整数比,不能再约分)。比如男生/女生=6/10,推出男生人数是6的倍数,6的倍数可以是6、12、18、24、30······;如果用最简整数比为3/5,则3的倍数可能为3、6、9、12、15、18、21、24、27,如果不化简为最简整数比,会漏掉很多情况。
(1)A事物是m的倍数。
(2)B事物是n的倍数。
(3)A+B是m+n的倍数。
(4)A-B是m-n的倍数。
第三节 方程法
一、普通方程
【注意】方程法:
1、普通方程:未知数的个数=方程个数
2、不定方程:未知数的个数>方程个数
【注意】:普通方程:找、设、列、解。
1、找等量关系。
2、设未知数技巧:
(1)设小不设大(减少分数计算,重点):通常设"是"字或者"比"字后的为未知数。比如甲是乙的2倍,设乙为x,甲为2x。
(2)设中间量(方便列式):甲是乙的1.5倍,丙是乙的3倍。都有中间量乙,设乙为x,则甲为1.5x,丙为3x。
(3)有比例设份数(重点):甲:乙=3:4,设甲为3x,乙为4x。
(4)问谁设谁(避免陷阱,不会设):甲和乙总共100个,求甲,设甲为x,则乙为100-x。
二、不定方程
【注意】不定方程:
1、可以代入排除。
2、解法:倍数特性、奇偶特性、尾数特性。本节课最难的点。
【注意】尾数特性法:结合不定方程的尾数求解,如12345的尾数为5、23的尾数为3;再如14+25的尾数为9、14+17的结果尾数为1。
1、ax+by=M,当a或b尾数是0或5时,考虑尾数。字母前的数字叫做系数,等号右侧的是常数项。记忆:任意一个系数尾数为0或者5时,用尾数特性。
【注意】倍数特性:根据项和项之间的倍数关系解题。
1、ax+by=M,当a或b与M有公因子时(记忆:常数项可以和任意的一个系数约分),考虑倍数特性。
【注意】奇偶特性:
1、ax+by=M,当两个系数(a、b)恰好一奇一偶时,考虑奇偶特性。
3、两数相乘的奇偶性:
(1)偶数 * 偶数=偶数
(2)偶数 * 奇数=偶数
(3)奇数 * 偶数=奇数
第四节 工程问题
【注意】工程问题:在考场中出现,就是送分题,因为比较套路,变形不多相对较固定。2022年5月21日A类和B类的数量均为5题,A、D类都考查了2题工程,B、C、E 类都考査了1题工程,2022 年 11月 12 日的联考中也出现了工程问题,2023年5月份的联考中,也出现了工程问题,相对而言喜欢考查。理论课要讲解的工程问题整体难度比 2022 年考查的工程问题难。
1、三量关系:工作总量=效率 * 时间。
(1)例如:老师编模拟题,每天可以编写5道模拟题(效率),一周只上5天班,一周可以编写 5 * 5=25 道。25 道题是工作总量,效率是5道题,时间是 5天。
(2)W表示总量,P表示效率,t表示时间,W=P * t,P=W/t,t=W/P。
2、考查题型:
(1)给完工时间型(比较基础)。
(2)给效率比例型(重点)。
(3)给具体单位型(比较简单)。
【注意】给完工时间型工程问题(给出多个完工时间):
1、识别:给出多个完工时间。
(1)“多个”是“≥2个”。
(2)“完工时间”是从头干到尾的时间。
(3)例如:搬一堆砖,甲单干要4小时,乙单干要6 小时,4 小时和6小时都是完工时间,给多个完工时间,属于给完工时间型。
2、三步走:
(1)赋总量(完工时间的公倍数)。
(2)算效率:效率=总量/时间。
(3)根据工作过程列式计算。
3、例:搬一堆砖,甲单干要4小时,乙单干要6小时,甲乙合作需要多久完成?
答:初中或小学,赋值工作总量为单位1,设份数,但是不好算,会出现小数或分数,不好计算,此时赋值工作总量为完工时间的公倍数,不管是 100 份工作、1000 份、10000 份工作对结果没有影响。设工作总量为W,甲做完需要4小时,,,乙做完需要6小时,;求甲、乙合作的时间,,甲、乙做W的工作,效率是甲、乙合作的效率(P甲+P乙),,W约掉了,W对于最终的结果无影响,所以可以赋值。为了好算,赋值总量为完工时间的公倍数,例如:4的倍数有4、8、12、16、20、24······6 的倍数有 6、12、18、24、30······,12 既是4的倍数又是 12 的倍数,24 既是4 的倍数又是 12 的倍数,赋值工作总量为 12 或24。(1)赋总量:W=12(24、36均可);(2)算效率:P甲=12/4=3,P乙=12/6=2;(3)根据工作过程列式计算:问甲、乙合作需要多久,求合作的时间,小时。重点有两个:识别(给出多个完工时间,是给完工时间型工程问题);做题三步走:赋工作总量、算效率、列式求解。
4、怎么找公倍数——大数扩大找工作总量。
(1)完工时间为4和6:把大数扩大,6扩大2倍变为12,12刚好也是4的倍数,则公倍数为12。
(2)完工时间为6和9:把大数扩大,9扩大2倍变为18,18是6的倍数,则公倍数为18。
【注意】给效率比例型工程问题(给多个效率的比例关系):
1、方法:
(1)赋效率(满足比例即可)。
(2)算总量:效率 * 时间 = 总量
(3)根据工作过程列式计算。
2、例:甲乙两人工作效率之比为 5:2,一项工作两人合作6天可以完成。问乙单独工作需多少天完工?
答:给出效率比例,是给效率比例型工程问题。(1)赋效率:满足比例关系即可,赋值P甲=5、P乙=2(分别赋值为 50、20 也可以);(2)算总量:已知“一项工作两人合作哦6天可以完成”,W=P * t=(5+2) * 6=42;(3)根据工作过程列式计算:问乙单独工作需要多少天,t=W/P乙=42/2=21天。
3、给效率比例型:分成三种。
(1)直接给。例如:甲、乙的效率之比为 3:4。
(2)间接给。
(3)特殊给。
【注意】间接给:甲4天的工作量等于乙3天的工作量。
1、“4 天”不是完工时间,没有说“甲用4天的时间把工作干完”;“3天”不是完工时间,没有说“乙用3天的时间把工程干完”。两个工作量相等,W甲(4天)=W乙(3天),则P甲 * 4=P乙 * 3→P甲 /P乙=3/4,赋值P甲 =3、P乙=4。
2、结论:W=P * t,W 一定,P 和t成反比。例如:咱们都去打扫同一间教室,我的效率比较低,则我打扫完教室用的时间就越长;我的效率越高,则我打扫完教室用的时间就短。
(1)例如:一样多的工作,P甲:P乙=3:4,则t甲:t乙=4:5。
(2)甲4天的工作量等于乙3天的工作量,t甲:t乙=4:3,则P甲:P乙=3:4。
(3)甲6天的工作量等于乙7天的工作量,t甲:t乙=6:7,则P甲:P乙=7:6。
3、什么情况下用以上结论:
(1)两个部分的工作量相等。例如:甲4天的工作量等于乙3天的工作量。
(2)同样一份工作,如果两人分别干。例如:打扫一间教室,甲干需要6小时,乙干需要7小时,同样一份工作,两人分别干,t甲:t乙=6:7,则P甲:P乙=7:6。
【注意】特殊型——给多个人或多台机器:
1、50 个工人、36 台收割机(每个人效率相同),赋值每个人/每台机器效率为 1。
2、例如:50 个工人是甲、乙、丙、丁······,有的人干活慢、有的人干活快,不可能知道每个人的具体效率,只能默认每个人的效率相同,效率比为 1:1:1:1······,直接赋值每个人的效率为 1。一共 50 个工人,则工厂的效率为 50,3 天的工作总量为 3 * 50=150;6个工人工作4天可以完成的工作量为 6 * 4=24。
【注意】给具体带单位数值型工程问题(具体效率或工作量):
1、例:
(1)要修 5000 米的路、要栽 1000 棵树,给出了工作总量的数值和单位,此时不能赋值工作总量。
(2)每天修 300 米、每天栽 100 棵树,给出了效率的数值和单位。
2、方法:设未知数,根据工作过程列方程。
3、给完工时间型,赋 W、算 P、列式求解;效率比例型(直接给、讲解给、特殊型),赋 P、算 W、列式求解。
第五节 经济利润问题
一、基础经济
【注意】基本公式:
1、第一组:表示盈亏情况。
(1)利润=售价-成本。例如:卖口红,成本为 20 元/支,卖 78 元/支,则利润=78-20=58 元/支,利润率=58/20。
(2)利润率=利润 / 成本。利润率是百分数,用百分数表示盈亏情况。例如赚了 20 元,则 20 元是利润;赚了 20%,则 20%是利润率。资料分析中:利润率=利润 / 收入,因为资料分析是国家统计局研究的某个国家、某个地区、某个行业的数据,不好核算成本,用收入来表示;数量关系都是小老板做小生意,可以核算成本。
2、售价=成本 * (1+利润率)。售价=成本+利润,利润=利润率 * 成本,则售价=成本+利润率 * 成本=成本 * (1+利润率)。
3、折后价格=折前价格 * 折扣。折扣就是打几折,例如 100 元,打八折,折后为 80 元。原来为 120 元,现在是 100 元,打了100/120。折扣=小的/大的。
4、总价=单价 * 数量。比如一支口红 78 元,卖了 10 支,总价=78 * 10=780 元。总利润=单个利润 * 销量,每支赚 58 元,卖了 10 支,总利润=58 * 10=580 元。
【注意】三组混淆概念:
1、定价和售价:例如霸王防脱洗发液,零售价是30元(定价),促销价是24 元(售价),有促销(调价),定价≠售价;如果就按照定价卖,没有活动,定价=售价。
2、成本和进价:
(1)例如摆地摊卖口红,没有房租、水电等其他成本,则成本=进价。90%以上的经济利润问题,成本=进价。
(2)如果开店铺卖口红,此时成本除了口红的进价,还有房租费、水电费物流费、人工费等其他费用,则成本=进价+其他费用。一般题干会说明其他费用。
3、售价(定价)=成本 * (1+利润率)。该公式需要灵活使用。
(1)某商品成本 100元,按照 20%的利润率定价,则定价为多少元?
答:定价=成本 * (1+利润率)=100 * (1+20%)=120元。利润率最终决定的是谁,用公式算出的就是谁。
(2)某商品成本 100 元,按照 20%的利润率售卖,则售价为多少元?
答:售价=成本 * (1+利润率)=100 * (1+20%)=120元。因为20%的利润率最终决定的是售价,用公式算出的就是售价。
(3)某商品成本 100 元,按照 20%的利润率定价,后又打九折出售,则售价多少元?
答:定价=成本 * (1+利润率)=100 * (1+20%)=120。定价之后又打九折,售价=120 * 90%=108元。利润率决定定价,则120是定价;后面利润率决定售价,则算出的 108 是售价。
【注意】给比例求比例的经济利润问题:赋值法。
1、只提到钱:赋成本。
2、例:某商品按照 20%利润率定价,后来又打9折销售,此时每件商品的利润率是多少?
答:没有出现具体的数值和单位,给比例求比例,叫做无具体数值单位,也叫做给比例求比例,可以用赋值法,通常赋值成本,一切的商业或经济行为都和成本相关,赋值多少好算就赋值为多少,一般是百分数,赋值成本为 100 元,“商品按照 20%利润率定价”,定价=100 * (1+20%)=120 元。“后来打9折销售”,售价=120 * 90%=108 元,利润=售价-成本=108-100=8元,利润率=利润/成本=8/100=8%。
3、给比例求比例的经济利润问题,一般赋值成本为 100。
二、分段计费
【注意】分段计费:
1、在生活中,水电费、出租车计费等,每段计费标准不等。问:在不同收费标准下,一共需要的费用?
2、计算方法:
(1)先按标准分开看。
(2)计算之后再汇总。
3、引例:某地出租车收费标准为:3公里内起步价8元;超出3公里的部分,每公里 2元。小明打车坐了 12 公里,共花费多少钱?
答:前面3公里8元,后面超出部分为 12-3=9 公里,每公里2元,花费 9 * 2=18元,所求=8+18=26 元。
三、函数最值
【注意】函数最值:
1、题型特征:单价(单利)和销量此消彼长,问何时总销售额/总利润最高?记忆:钱和量此消彼长,何时取最值。
2、计算方法(两点式):
(1)不管问什么,都设价格变动(提价或降价)的次数为x,总价或总利润=() * ()。
(2)令总价或为 0,解得 x1、x2,让两个括号分别为 0。
(3)当x=(x1+x2)/2 时,取得最值。
3、引例:单价上升,销量降低;销量降低,定价上升,单价和销量此消彼长,问何时销售总额最高,是函数最值问题。不管问什么,都设提价次数为x,问的是总价,表示出总价,总价=单价 * 销量。原来的情况:单价是 300,卖出16件,原来的总价是 300 * 16=48000,把提价的情况放进去,提价1次单价涨 30元,提价 2次单价涨 2 * 30,提价x次单价涨 30x,则单价=300+30x;再看量,提价1次销量降低1件,提价2次销量降低2件,提价x次销量降低x件,则销量=16-x。总价=(300+30x) * (16-x)。令总价为0,让两个括号分别为0,300+30x=0,解得x=-10,16-x=0,x=16;当x=(x1+x2)/2=(16-10)/2=3 时取最值,提价 3次总销售额最高。
4、横坐标x是提价的次数,纵坐标y是总价,提价 16 次,总价为 0,提价 8次,总价为 4000 多。问的是何时总价最高,即抛物线的顶点,求对应的x的次数,图像是开口向下的抛物线,最高点一定在对称轴上,让总价=0,可以找到和x轴的两个交点,x=-10,x=16,当x=(x1+x2)/2 时,取得最值。
第六节 行程问题
一、普通行程
【注意】行程问题:
1、三量关系:路程=速度 * 时间(S=V * t)。
【注意】等距离平均速度:
1、公式:平均速度=总路程/总时间。
2、例:有 A、B两点,甲从 A→B,速度是V1,从B回到A速度是 V2,问甲往返两地的平均速度为多少?
答:从 A→B,再从 B→A。不能用“”表示整个的平均速度,这是容易犯错的地方,这样列式不对,“”表示V1和V2数值上的平均数,还可以表示初速度V1、末速度V2的匀加速直线运动过程中的平均速度,不表示该题中的平均速度。等距离平均速度公式推导:,假设 A、B 两点之间的距离是 S,去时走了 S,回来走了 S,总路程是 2S,去的速度为 V1,,回来的速度为V2,;,分子、分母同时乘以 V1V2;。推导不重要,只需要记住等距离平均速度的公式。
3、核心公式:,记忆:。
4、题型特征:直线往返、等距离两段、上下坡往返。题目中出现这三种形式之一,考虑等距离平均速度。
二、相对行程
直线相遇:两人同时相向而行。
公式:S和 = V和 * t;S和:两人各自的路程加和。
【注意】直线相遇:两人同时相向而行。
1、例:猫和老鼠早上 8:00 从 A、B 两地同时出发(脸对脸走),在 8:30时两人相遇,例如在C点相遇。S和 = V和 * t,S和 = 猫的路程 + 老鼠的路程 = AC + BC,猫的速度为 V1,猫的路程为 V1 * t;老鼠的速度为 V2,老鼠的路程为 V2 * t,8:00出发 8:30 相遇,都用半小时,运动的时间相同,提出t,S和=AC+BC=V1 * t + V2 * t = (V1+V2) * t。
2、S和=V 和 * t相遇 。
(1)S和:两人各自的路程加和。
(2)t相遇:从开始运动到两人相遇所需的时间,上例中,8:00出发8:30相遇,t相遇=0.5小时。
直线追及:两人同时同向而行。
公式:S差=V差 * t;S差:快的比慢的多走的距离。
【注意】直线追及:两人同时同向而行
1、公式:S差=V差 * t;S:快的比慢的多走的距离。
2、例:早上 8:00,猫从 A地、老鼠B两地同时出发,都往右走,猫的速度为V1,老鼠的速度为V2,猫的速度快,猫追老鼠,假设8:30时猫在C点追上老鼠,是直线追及。追及问题核心公式:S差=V差 * t,S差是两个人的路程作差,S差 = 猫走的路程 - 老鼠走的路程=AC-BC=V1t - V2t,8:00出发8:30 到达C点,都是0.5 小时,时间相同,把t提出来,S 差=(V1-V2) * t。S差:快的人比慢的人多走的距离,对应图中黑色虚线;t:追及所需的时间。
3、直线追及是两人同时同向而行,追上的那一点是脸贴着后脑勺;核心公式:S差=V差 * t,S差:快的比慢的多走的距离;t:追及所需的时间。
4、例如:李老师在王老师家中住宿,早上8:00 王老师从家出发,发现电脑忘带了,给李老师打电话让李老师带电脑,早上9:00李老师出门。王老师提前出发1小时,9:30李老师追上了王老师。先看追及时间,从 9:00 开始追到9:30 追上,追及时间为 0.5 小时,王老师走的是蓝色线段,李老师走的是紫色线段,路程差为黑色部分,S:王老师从 8:00到 9:00 走过的路程。最近的题目都这样考查。
【注意】环形相遇(同时同点、反向):
1、公式:S 和=V 和 * t。
2、例:环形跑道上,猫和老鼠同时从A点出发,都往B点运动,猫的速度为V1,老鼠的速度为V2,会在某一点相遇,环形相遇:公式:S和=V和 * t,第一次在B 点相遇,S和=1圈(蓝色线段+红色线段);继续走,老鼠走到B点继续走,猫走到B点继续走,A点出发在C点第二次相遇,S和=2圈;结论:相遇n次,S和=n圈。
3、S和=n 圈=V和 * t。n为相遇次数;圈为每圈的长度;t 为相遇所需的时间
4、例如:跑道一圈为 400 米,猫和老鼠第6次相遇,S和=6 圈=6 * 400=2400米=V和 * t。
5、重点有三个:识别、公式、公式中每个量的含义。
【注意】环形追及(同时同点、同向):
1、公式: S 差=V差 * t。
2、例:女生和男生都从A点出发,女生走红色路径,男生走蓝色路径,类似初、高中开运动会,有长跑项目(3000 米、5000 米),会出现跑得快的套圈跑得慢的,该过程是环形追及。同时同点同向(顺时针)出发,女生跑得慢,男生跑得快,在B点男生追上女生,女生的路程是红色线段,男生的路程是蓝色线段,S差=男生路程-女生路程=蓝色线段-红色线段=1圈,追上1次,S差=1圈;追上 2次,S差=2圈,每多追上1次,路程差多1圈;结论:追上n次,S差=n圈。
3、S差=n 圏=V差 * t。n 是追上的次数;圈是每圈的长度,t 是追及所需的时间。
4、例:跑道长度为 300米,追上4次,n=4,则S差=4 * 300=1200 米。
5、三个重点:识别、公式、公式中每个量的含义。
【注意】直线两端同时出发多次往返相遇:
1、例:A、B 两地距离为 S,猫从A点出发,速度为V1,老鼠从B点出发,速度为 V2,在中间某一点相遇,第一次相遇,S和=AB=S(红色线段+蓝色线段),老鼠按照原来的方向走,撞墙后掉头回来,猫按照原来的方向走,撞墙后掉头回来,会出现第二次相遇,从开始出发到第二次相遇,S和=3S;相遇后老鼠和猫继续保持原来的方向走,撞墙后掉头,开始到第三次相遇,S=5S,是以公差为2S的等差数列;结论:第n次迎面相遇,共走S和=(2n-1) * S=V和 * t遇 。
2、从两端出发,第1次迎面相遇,共走 1S;第2次迎面相遇,共走 3S;第3 次迎面相遇,共走 5S;第n次迎面相遇,共走S和=(2n-1) * S=V和 * t遇。n为相遇次数,S为两人起点之间的距离(例如滑冰场的长度、游泳池的长度、墙之间的长度等)。
【注意】相遇追及部分的公式比较重要,需要记忆
1、只要是相遇,都用S和=V和 * t遇,只不过在不同的相遇问题中,S 和不同。
(1)直线相遇:S和:两人走的路程加和。
(2)环形相遇:相遇n次,S和=n 圈。
(3)直线多次相遇:S=(2n-1) * S,(S:两人出发时相距的距离)。
2、只要是追及,都用S差=V差 * t追,只不过在不同的追及问题中,S差不同。
(1)追及:S差=V差 * t追。
(2)直线追及:S差:快的比慢的多走的路程。
(3)环形追及:追上n次,S差=n 圈
流水行船
V顺=V船+V水
V逆=V船-V水
V船=1/2 * (V顺+V逆)
V水=1/2 * (V顺-V逆)
注:船在静水中速度=船速、漂流速度=水速
【注意】流水行船:相对而言比较容易。
1、V顺=V船+V水,V逆=V船-V水。如果高山流水,水往下流,水对船起推动作用;如果要乘风破浪,船逆流而上,水对船起阻碍作用。
2、注:
(1)船速:船在静水中速度,依靠船本身的动力前行的速度。
(2)漂流速度:例如矿泉水瓶在水中漂流的速度,漂流速度=水速。
第七节 几何问题
【注意】常见图形公式:
1、长度相关公式:
(1)正方形周长:C=4a。
(2)长方形周长:C=2(a+b)。
(3)圆形周长:C=2πr,π是圆周率,r是半径。
2、面积相关公式:记忆圆形的周长和面积、菱形的面积、扇形的周长和面积。
(1)S正方形=a²。
(2)S长方形=ab。
(3)S平行四边彩=ah。
(4)S三角形=1/2 * (a * h)。
(5)S梯彩=1/2 * (a+b) * h。
(6)S圆形=πr²。区别圆形周长:C=2πr。
(7)S菱形=对线角乘积/2。
①菱形对角线的性质:互相垂直且平分。
②如图所示,菱形对角线可以把菱形分为四个相同(全等)的三角形,面积公式推导:设横向的对角线为 a,往上移、下移,竖着的对角线为b,往左移、右移,S=a * b,长方形中一共8个全等三角形,菱形中只有4个小三角形,S=a * b/2=对角线乘积/2。
(8)S扇=n°/360° * πr²
①如图所示,圆心角是 n°,看扇形占整个圆的比重,圆的一圈为 360°,圆的面积为πr²,扇形的占比=n°/360°,S扇=n°/360° * πr²。
②拓展——算弧长:扇形占整个圆的比重为n°/360°,整个圆的周长为 2πr,弧长=n°/360° * 2πr。
3、体积相关公式:椎体的体积需要乘以 1/3,柱体的体积不需要乘以 1/3。
(1)V正方体=a³
(2)V长方形=a * b * c。
(3)V柱体=S * h。
(4)V锥体=1/3 * Sh。
(5)V球体=(4/3) * πr³。
4、表面积相关公式:圆柱的表面积计算公式需要记忆。
(1)S正方体=6a²,正方体有6个面,不是8个面。
(2)S长方体=2ab+2bc+2ac。
(3)S球=4πr²
(4)S圆柱=2πr²+2πr * h。把圆柱切开,有上下两个圆,面积均为πr²;侧面是长方形(矩形),长方形的宽对应高h,长对应圆柱底面的圆周长2πr,S侧面=2πr * h。
【注意】技巧类——三角形性质:三角形面积=(1/2) * a * h。
1、等底的三角形,面积比是高之比。如左图所示,△ABC 中有一条线 CD,△ABC和△DBC,同底(BC),已知两者的高之比为2:1,则面积之比=2:1。三角形面积=(1/2) * a * h,底相同,面积之比等于高之比。
2、等高的三角形,面积比是底边之比。如右图所示,△ABD 和△ADC,已知两个三角形的底之比为 4:1,高相同(均为红色的线),等高的两个三角形,面积之比=底之比=4:1。
【注意】技巧类——相似三角形:
1、三角形中出现平行边。如图所示,DE//BC,△ADE~△ACB。
2、梯形中出现对角线相连。如图所示,梯形 ABCD 中,AB//CD,内错角相等,∠BAE=∠ECD,∠ABE=∠EDC;对顶角相等,∠AEB=∠CED,则△ABE~△DEC;梯形中,上下三角形一定相似,左右三角形不一定相似,只有在等腰梯形中,左右三角形才相似。
【注意】技巧类——直角三角形性质:
1、直角三角形:勾股定理 a² +b² =c²
2、常见勾股数:(3、4、5),(6、8、10),(5、12、13)。95%以上的直角三角形考查这三组勾股数。
3、特殊直角三角形:
(1)30°的直角三角形:三边之比是1:√3:2。理解:短直角边是斜边的一半;30°角所对的直角边等于斜边的一半:长直角边是短直角边的√3倍。
(2)45°的直角三角形:三边之比是1:1:√2。斜边是直角边的√2倍。
第八节 排列组合与概率问题
【注意】基础概念:
1、分类分步:造句区分→区分的是运算符号(+、 * )。
(1)分类(分成不同的类别):相加→要么······要么······。
例:老师要去看一位朋友,动车可以选4班、飞机可以选3班、还有1种自驾,问出行方式有多少种选择?
答:要么选1班动车、要么选1班飞机、要么选自驾,分类问题;分成三类:动车有4种选择、飞机有3种选择、自驾有1种选择;“要么······要么······”分类相加,所求=4+3+1=8 种。
(2)分步(分成几步):相乘→既······又······
例:明天上班,衣橱有5件上衣、4 条裤子、6 双鞋子,问明天上班的服装搭配有多少种?
答:有两种造句方式,①→既要选1件上衣、又要选1条裤子、又要选双鞋,②→要么选一件上衣、要么选一条裤子、要么选一双鞋子;结合生活常识,都要穿→①合适,“既······又······”→分步问题;分步相乘,上衣有5种选择、裤子有4种选择、鞋有6种选择,所求=5 * 4 * 6=120 种。
2、排列与组合:判断的是如何列式(“A”、“C”)。
(1)判定方法:任意两个元素,调换顺序。
①对结果有影响,排列(A)。
②对结果无影响,组合(C)。
(2)排列(A):有序。
补例:从 8个人中选出4个人进行 4 * 100 接力赛,共有多少种安排方式?
答:从8个人中选4个→8 写下面、4 写上面,假设这四个人为甲、乙、丙、丁,原来甲在第一棒、乙在第二棒、丙在第三棒、丁在第四棒,任意两个元素调换顺序,甲和乙调换位置→乙在第一棒、甲在第二棒、丙在第三棒、丁在第四棒;原来甲在第一棒、现在乙在第一棒,调换顺序对安排方式有影响一产生新的安排方式,这属于两种不同的安排方式一排列,为A(8,4)。
(3)组合(C):无序。
补例:从8个人中选出4个人参加培训,共有多少种选法?
答:原来第一个选甲、第二个选乙、第三个选丙、第四个选丁,交换甲、乙的位置,第一个选乙、第二个选甲、第三个选丙、第四个选丁,调换位置对于选法没有影响,哪怕是丙、丁、甲、乙,对于本题而言,都是这4人,说明无序,为C(8,4)。
(4)计算:无需记忆公式,知道如何计算即可。
①排列数:A(n,m):从n开始往下乘m个数。
a、A(8,3):从下标8开始往下乘,乘上标(3)个数,A(8,3)=8 * 7 * 6。
b、A(9,4):从下标9开始往下乘,乘上标(4)个数,A(9,4)=9 * 8 * 7 * 6。
c、A(11,3):从下标11开始往下乘,乘上标(3)个数,A(11,3)=11 * 10 * 9。
②组合数(分数的形式):C(n,m)=从 n开始往下乘m个数/从 m开始往下乘m个数。
a、C(8,3):分母从上标3开始往下乘、乘到1→3 * 2 * 1,分子从下标8开始往下乘、乘上标(3)个数→8 * 7 * 6,C(8,3)=8 * 7 * 6/(3 * 2 * 1)。
b、C(9,4):分母从上标4开始往下乘、乘到 1→4 * 3 * 2 * 1,分子从下标 9开始往下乘、乘上标(4)个数→9 * 8 * 7 * 6,C(9,4)=9 * 8 * 7 * 6/(4 * 3 * 2 * 1)。
③全选:
a、4 个人照相/排队→有顺序,为 A(4,4),从 4 开始往下乘、乘到 1→4 * 3 * 2 * 1。
b、6个人照相/排队,为A(6,6),从6开始往下乘、乘到 1→6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1
④组合数上标、下标相同时,结果为 1。
a、C(3,3):从3个中选择3个,只有1种选法→全选,C(3,3)=1。
b、C(8,8)=1、C(7,7)=1、C(4,4)=1。
⑤选1个,没有顺序,用“A”或“C”都可以。
a、A(6,1)=C(6,1)=6:从6个人中选择1个人去排队,只选1个人,没有顺序。
b、A(8,1)=C(8,1)=8、A(9,1)=C(9,1)=9。
⑥若两个组合数的下标相等,上标之和=下标,则两个组合数相等
a、C(5,3)=5 * 4 * 3/(3 * 2 * 1)=10、C(5,2)=5 * 4/(2 * 1)=10,发现C(5,2)=C(5,3)。举例理解:C(5,3)表示从5个中选3个,自然而然还剩下2个,说明能够选出多少种“3”、就能剩下多少种“2”。
b、C(9,4)=C(9,5)、C(6,2)=C(6,4)、C(3,1)=C(3,2)。
(5)总结:
①最基础的排列数:A(6,3)=6 * 5 * 4。
②最基础的组合数(分数的形式):C(6,3),分母从上角标3开始往下乘乘到 1→3 * 2 * 1,分子从下角标6开始往下乘、乘上角标(3)个数→6 * 5 * 4,C(6,3)=6 * 5 * 4/(3 * 2 * 1)。
③6个人排队/照相:A(6,6)=6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1。
④组合数上标、下标相同时,结果为1,如C(8,8)=1、C(9,9)=1、C(5,5)=1。
⑤选1个,没有顺序,用“A”或“C”都可以,如A(7,1)=C(7,1)=7、A(9,1)=C(9,1)=9。
⑥组合数的下标相等、上标之和=下标,两个组合数相等,如C(9,4)=C(9,5)、C(9,8)=C(9,1)=9、C(3,2)=C(3,1)=3。
【注意】捆绑法:
1、题型特征:在一起/相邻/相连/挨着。
2、例:三个男生和三个女生站成一排照相,要求三个女生必须相邻,有几种情况?
答:出现“必须相邻”,利用捆绑法。(1)先捆绑:把要相邻的三个女生在一起,不只有图中这一种排列方式,可能拿对联的女生在左边、提着花灯的女生在中间、叉腰的女生在右边,也可能又腰的女生在左边、提着花灯的女生在中间、拿对联的女生在右边;三个女生在捆绑的过程中内部有顺序(照相有顺序),为 A(3,3)。(2)再排列组合:把绑后的“整体”与其他元素进行排列组合捆绑后的三个女生看作一个主体,另外还有3个男生,则一共有4个主体排列,为A(4,4)。既要捆3名女生、又要将4个主体排在一起,“既······又······”→相乘,所求=A(3,3) * A(4,4)。
【注意】插空法:
1、题型特征:不在一起/不相邻/不相连。
(1)例1:四个男生和两个女生站成一排照相,要求女生互不相邻,有几种情况?
答:要求“女生互不相邻”,利用插空法。①先排列组合:先安排可以相邻的元素,4个男生可以相邻一先安排4个男生,不止图中这一种排法,4个男生站队→A(4,4)。②再插空:女生站在男生制造的空位中,4个男生形成5个空位,选择2个空放入女生一女生只要站在空位中就一定满足“女生互不相邻”照相有顺序,为A(5,2);或者先选择2个空位→C(5,2),再将2名女生在这 2个位置进行排列→A(2,2),即C(5,2) * A(2,2)=A(5,2)。插空法两步相乘所求=A(4,4) * A(5,2)。
(2)例2:四个男生和两个女生站成一排照相,要求女生互不相邻且女生不在两边,有几种情况?
答:要求“女生互不相邻”,利用插空法。①先排列组合:先安排可以相邻的元素,4个男生可以相邻一先安排4个男生,为A(4,4)。②再插空:女生站在男生制造的空位中,4名男生形成5个空位,要求“女生不在两边”一左右两个空位不能用,则可以从中间的3个空位中选择2个放入2名女生,照相有顺序,为A(3,2)。分步相乘,所求=A(4,4) * A(3,2)。
二、概率问题
给情况求概率
【注意】
1、概率问题分两类,其一为给情况数求概率,其二为给概率求概率。
2、若题目中出现具体的情况数(如有5个男生、3 个女生,任选两个人参加培训,问都是女生的概率),则为给情况数求概率,这类问题直接套公式:概率=满足条件的情况数/总情况数。
3、公式很容易理解,但“······的情况数”为排列组合,故分子和分母往往均为排列组合的形式,建议从分母入手。总情况数即男女不分性别、图书不分种类小球不分颜色、医生不分科室······。
4、例:总情况数为从 5+3=8 人中选2人,为C(8,2);分子为满足条件的情况数,即都是女生,从3名女生中选2人,培训用C计算,为C(3,2)。所求=C(3,2)/C(8,2)。
5、总情况数(分母)往往好算,有的时候满足条件的情况数(分子)涉及分类,很麻烦,不好算。若算出分母为20,A.3/7、B.5/9、C.2/4、D.7/11,分母为 20,约分后得到答案,20 无法通过约分得到7、9、11,排除 A、B、D项,C 项当选。
给概率求概率
【注意】
1、买彩票,中一等奖的概率为 0.1%,中二等奖的概率为 1%,中三等奖的概率为 2%,问买一张彩票中奖的概率:是给概率求概率,造句分析,“要么……要么……”则相加、“既……又……”则相乘,不可能“既中一等奖,又中二等奖,又中三等奖”,只能是“要么中一等奖,要么中二等奖,要么中三等奖”,是分类问题,相加计算,为0.1%+1%+2%=3.1%。
2、已知中奖的概率为 3.1%,出门捡到钱的概率是 1%,问既中奖又捡钱的概率:相乘计算,为 3.1% * 1%=3.1/10000,这类好事发生的概率极低。
第九节 最值问题
【注意】
一、最不利构造
1、例 1、最不利的情况是距离成功只差一步,即只有2个球的颜色相同,此时再取1个球,一定能取出3个颜色相同的球:已经有2个红球、2个蓝球,再取1个球,若为红球,此时有3个红球,若为蓝球,此时有3个蓝球,均可完成任务,所求=2+2+1=5。若取出4个球,可能是2个红球、2个蓝球,不能保证有3 个球颜色相同;若取出3个红球、1个蓝球,虽然满足3个球颜色相同,但4不一定是 3+1,也可能是 2+2,即无法保证有 3个球颜色相同。
2、例 2:最不利的情况为5个球的颜色相同,有同学考虑取出5 个红球、5个蓝球,然后再+1;注意,蓝球只有4个,无法取出5个,即只能取出4个蓝球,最不利的情况为将蓝球都取出来了,同时又取出了5个红球,此时再取1个球,一定满足题意,所求=5+4+1=10。
3、结论:问“至少······才能保证······”,为最不利构造问题,要保证某种情况有n个,不够n个的则全取,原来够n个的取(n-1)个,最后再+1。n 为问题附近的数,如例 1,n=3,原来不够3个的全取,够3个的取 3-1=2 个,最后再+1;如例 2,n=6,原来不够6个的全取、有多少取多少,原来够6个的取 6-1=5个,最后再+1。
最不利+排列组合
①先确定情况数;②总数=(n-1) * 情况数+1。
某商店有 a、b、c 三种口红,m、n 两种眼影,每位顾客均购买1支口红和1盒眼影。则至少有多少位顾客购买,才能保证有3位顾客购买的美妆搭配是相同的。
【注意】
1、既要三种口红中选 1种,又要两种眼影中选1种,共有C(3,1) * C(2,1)=6 种美妆搭配。要保证3位顾客购买的美妆搭配相同,可能是甲买第一种、乙买第一种,则为2人购买的搭配相同,故最不利的情况为2人购买的搭配相同、每种搭配有 2 人,此时再来1人,即可保证有3 人购买的搭配相同,所求=6 * 2+1=13。6 为情况数,即假如你去选,有多少种选择、套餐,为 2 * 3=6;2=3-1,对应 n-1;最后再+1,即可得到答案。
二、数列构造
【注意】构造数列有套路,且考得较多,各地都在考查:
1、题型特征:和一定,求某个主体的最值,即为构造数列问题。
2、例:5 人分 25 个苹果即和一定,每个人分得的苹果均为正整数即1个苹果不能一人一半,只能是 1、2、3、4、5、6、7······;每个人分得的苹果数各不相同即若甲分2个,则其余人不能分2个。
(1)第一个“最”字表明地位,即问老大最多分几个,和一定,求某个主体的最值,为构造数列问题,四步走。①排序定位:分最多的排第1,分最少的排第 5;②求谁设谁:设第1名分x个苹果;③反推其他:要想让第1名最多即x要尽量大,和一定,则其余人应尽可能少分,让其他量尽可能小,则从最小的入手反推,其他量即第2名到第5名(除了所求量,都是其他量),最小的是第5名,已知每个人分得的苹果均为正整数,0不是正整数,则第5名最少分1个,要求“各不相同”,则第4名要尽可能小且与比1个多、故分2个,第3名要比2个多、则分3个,第2名分4个;④加和求解:x+4+3+2+1=25-x+10=25-x=15。
(2)第一个“最”字表地位,要想让第1名分得的苹果数最少,且第1名分得的数量应比其他人都多,故应在稳定其地位的情况下尽可能少,只要保证是第1名即可。①排序定位:按照分得苹果数从多到少进行排序;②)求谁设谁:设第1名分得x个苹果;③反推其他:要想让x尽量少,和一定,则其他量应尽可能多,让其他量尽可能大,则从最大的入手反推,即从第2名入手反推,第2名不能比x大、应比x小,画数轴分析,则第2名为x-1,第3名要比 x-1 少还得尽量大、应为 x-2,第 4名应为 x-3,第5名应为 x-4;④加和求解:x+(x-1)+(x-2)+(x-3)+(x-4)=25-5x-10=25-5x=35-x=7