(2004•朝阳区一模)一个同心圆形花坛,分为两部分,中间小圆部分种植草坪和绿色灌木,周围的圆环分为n(n≥3,n∈N)

(2004•朝阳区一模)一个同心圆形花坛,分为两部分,中间小圆部分种植草坪和绿色灌木,周围的圆环分为n(n≥3,n∈N)等份,种植红、黄、蓝三色不同的花,要求相邻两部分种植不同颜色的花.
(Ⅰ)如图1,圆环分成的3等份为a1,a2,a3,有多少不同的种植方法?如图2,圆环分成的4等份为a1,a2,a3,a4,有多少不同的种植方法?
(Ⅱ)如图3,圆环分成的n等份为a1,a2,a3,…,an时,有不同的种植方法为S(n)种,试写出S(n)与S(n-1)满足的关系式,并求出S(n)的值.
夏日的雪 1年前 已收到1个回答 举报

求鱼因缘木 幼苗

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解题思路:(1)遇到这种需要找规律的问题,首先做比较简单的情况,看图一先对a1部分种植,有3种不同的种法,再对a2、a3种植,a2、a3与a1不同颜色,a2、a3也不同,由分步计数原理得到结果.
(2)由题意知圆环分为n等份,做法同前两种情况类似,对a1有3种不同的种法,对a2、a3、an都有两种不同的种法,但这样的种法只能保证a1与ai(i=2、3、n-1)不同颜色,但不能保证a1与an不同颜色.在这种情况下要分类,一类是an与a1不同色的种法,另一类是an与a1同色的种法,根据分类计数原理得到结果.

(1)如图1,先对a1部分种植,有3种不同的种法,再对a2、a3种植,
∵a2、a3与a1不同颜色,a2、a3也不同.
∴S(3)=3×2=6(种)
如图2,S(4)=3×2×2×2-S(3)=18(种)
(2)如图3,圆环分为n等份,对a1有3种不同的种法,对a2、a3、an都有两种不同的种法,
但这样的种法只能保证a1与ai(i=2、3、n-1)不同颜色,但不能保证a1与an不同颜色.
于是一类是an与a1不同色的种法,这是符合要求的种法,记为S(n)(n≥3)种.
另一类是an与a1同色的种法,这时可以把an与a1看成一部分,这样的种法相当于对n-1部分符合要求的种法,记为S(n-1).
共有3×2n-1种种法.
这样就有S(n)+S(n-1)=3×2n-1
即S(n)-2n=-[S(n-1)-2n-1],则数列{S(n)-2n}(n≥3)是首项为S(3)-23公比为-1的等比数列.
则S(n)-2n=[S(3)-23](-1)n-3(n≥3).
由(1)知:S(3)=6
∴S(n)-2n+(6-8)(-1)n-3
∴S(n)=2n-2•(-1)n-3

点评:
本题考点: 计数原理的应用.

考点点评: 本题考查的是排列问题,把排列问题包含在实际问题中,解题的关键是看清题目的实质,把实际问题转化为数学问题,和这道题目类似的题,作为高考题目考过,是一个易错题.

1年前

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