摘 要: 將高斯公式的思想進行拓展,建立一個新的數學模型,使其延伸應用到更廣泛的數學解題領域,有效解決某些疑難問題.
關鍵詞: 數學模型 高斯公式 實際應用
問題1:平面上兩個不同的點可以確定1條直線,三個點最多可確定幾條直線?四個點最多可確定幾條直線?分別畫圖說明.并探索平面上n個不同的點最多可以確定直線條數.
分析:每增加一個點,都應使該點不與已有點中的任意兩點共線,也就是將該點與已有點分別連接,則新增加的直線數等于已有點數.
將點數與直線條數的數量關系列表如下:
由上述分析,能得到:
平面上n個點,兩兩連接,最多可以確定1+2+3+…+(n-1)=條直線.
問題2:平面上兩條直線相交,有1個交點,三條直線兩兩相交,最多有幾個交點?四條直線兩兩相交,最多有幾個交點?分別畫圖說明.并探索平面上n條直線兩兩相交,最多有幾個交點.
分析:每增加一條直線,都應使該直線不與已有直線中的任意一條直線平行,且不經過任何已有的交點,也就是將該直線與已有直線分別相交,則新增加的交點數等于已有直線數.
將直線條數與交點數的數量關系列表如下:
由上述分析,能得到:
平面上n條直線,兩兩相交,最多有1+2+3+…+(n-1)=個交點.
以上兩個問題本來是不同的問題,但最后得到的結果形式上完全相同.兩者彼此之間有沒有內在的聯系呢?
我們可以作如下想象:將問題1中原有的點拉成直線,將直線縮成點,會發現,最終問題1變成了問題2.反過來,也能將問題2變成問題1.
可見問題1與問題2在本質規律上是相通的.
由此可以建立下面的模型:
n個對象,兩兩相遇,相遇次數最多為1+2+3+…+(n-1)=.
實際應用例析
例1:有8個朋友見面,熱情地互相握手.如果每兩個人之間握一次手,他們總共要握手幾次?
分析:
思路1:如圖,用8個點表示8個人,兩人握手一次就在兩點之間連一條線段,最后8個點間所有的線段條數就是他們握手的次數.
A點與其他點連接7條線段,B、C、D、E、F、G、H分別連接6、5、4、3、2、1、0條線段(重復的不算).
故,總共7+6+5+4+3+2+1+0===28.
思路2:8個人中,每個人都要與其他7個人握手,則每個人要握7次手,8個人總共就有8×7=56次,但每個人都與其他人重復一次,56次握手重復了一半,故,總共應為56÷2=28次.列式:=28.
例2:小洋每次畫畫前都要自己調色.已知兩種基本顏色按一定比例可調出第三種顏色.現在小洋有6種基本顏色,如果他每次都把兩種基本顏色按相同比例調在一起,那么小洋最多可以得到幾種不同的顏色?
分析:
將每種基本顏色看做一個點,第三種顏色看做由兩點連接的線段,則此問題等同于:求一個六邊形中所有的頂點連接的線段的條數.
例3:如圖,有公共端點的10條射線可組成多少個小于平角的角?
分析:
如圖,作一條直線l分別與這些射線相交于10個交點,則這10個交點兩兩可以連接=45條線段,每條線段與頂點O對應確定一個角,所以10條射線可組成=45個小于平角的角.
參考文獻:
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