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握手问题是组合数学中的经典模型,也是小升初奥数高频考点。其核心是组合数公式:若n人两两握手,总次数为。这类问题可延伸至比赛场次、钥匙配对等实际场景,需要孩子掌握分类讨论与逻辑转化能力。本文精选5类典型例题,从基础到拔高,助孩子搭建完整解题框架!文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
一、基础握手模型
例题1(难度★☆):有9个朋友聚会,见面时如果每个人和其余的每个人只能握一次手,那么9个人共握多少次手?
【分析】
每人需与8人握手,但每对握手被重复计算一次,故总次数为。
【解答】
(次)
答:共握手36次。
考点:直接应用组合数公式,注意消除重复计数。文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
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公式验证:第一个人握手8次(与其他8人握手),第二个人握手7次(不用与第一个人握手了),第三个人握手6次,第四个人握手5次,第五个人握手4次,第六个人握手3次,第七个人握手2次,第八个人握手1次,第九个人已经和所有人都握手了就不用再握手了,所以握手次数为:1+2+3+4+5+6+7+8=36(次)文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
二、比赛场次问题
例题2(难度★★):学校举行乒乓球比赛,每5个同学一组,小组内每两个同学都要打一场,选拔积分最多的一个同学代表小组参赛.每小组内一共要打几场?
【分析】
单循环赛即每两人赛一场,转化为握手问题,场次=。
【解答】
(场)
答:共需10场比赛。
考点:将比赛转化为组合问题,公式。文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
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辅助理解:如果每两个同学之间都进行一场比赛,每个同学都要和其他的4人进行一场比赛,每个同学打4场,共有5×4=20场比赛;由于每两个人之间重复计算了一次,实际只需打20÷2=10场即可.文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
三、家庭组合问题
例题3(难度★★★★):在一场家庭聚会中,参加的父母都带一位小孩参加.已知每位父亲都与除了自己家人以外的每一个人握手;每位母亲彼此之间不握手,但与自己家人以外的每一个父亲与小孩握手:小孩间彼此不握手.如果共有10个家庭参加此聚会,那么这30人之间共握手多少次?
【分析】
需分四类计算:文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
-
父亲间:10人中选2人,次数= -
父亲与母亲:每位父亲与9位其他家庭的母亲握手,共 -
父亲与孩子:每位父亲与9位其他家庭的孩子握手,共 -
母亲与孩子:每位母亲与9位其他家庭的孩子握手,共
注意:母亲间不握手,孩子间不握手。
【解答】
总次数=
答:共握手315次。
考点:分角色分类讨论,排除无效组合。
四、循环赛积分推理
例题4(难度★★★★☆):10个队进行循环赛,胜队得2分,负队得1分,无平局.其中有两队并列第一,两队并列第三,有两个队并列第五,以后无并列情况.请计算出各队得分。
【分析】文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
-
总场次:场 → 总积分=分 -
得分假设:最高分17(9场全胜),最低分9(全败)。根据并列情况调整得分组合。
【解答】
-
总分: -
因为有两个第一名,最高得分最多为17分,最低得分至少为9分,如果按两个17分,两个16分,两个15分,其余分别为9、10、11、12分计算,
,多了3分 -
将第二名改为15分,第三名改为14分,第七名改为13分,则当然也可能是 -
所以各队的得分可能是:
;
.
答:得分可能为上述分布。
考点:积分转化(胜2负1)、极值分析、逻辑排除。文章源自公式库网-https://www.gongshiku.com/html/202503/xiaoxueaoshusiweitazhan5leiwoshouwentiquangonglue30fenzhongchedizhangwo.html
需要注意:因为两队并列第一,所以第三名的得分实际是第二高的分数.
五、统计矛盾验证
例题5(难度★★★):体育课小组同学单打乒乓球比赛,小组长交来每人各打几场的统计数字.甲3场,乙5场,丙4场,丁4场,另外两名同学一个打了2场,另一个打了5场,这个统计数字正确吗?
【分析】
甲乙丙丁4人内部比赛理论场次=场,但这里要考虑重复,所以如果4个人相互对打的话,应该是(3+2+1)×2=12场,现在甲乙丙丁共打了16场,多出的4场应该是和另外两个人打的,若都和剩下中的1人比赛,那么这人就要打4场比赛,这人再和另一人比赛他就打了5场比赛,而另一人只打了1场比赛,与2场相矛盾,据此解答.
【解答】
-
4个人相互对打,那么每人就打3场比赛,一共打: -
实际上甲乙丙丁打了: -
若都和剩下中的1人比赛,那么这人就要打4场比赛,这人再和另一人比赛他就打了5场比赛,而另一人只打了1场比赛,与2场相矛盾,所以统计的数字不正确.
答:统计数字不正确。
考点:比赛总场次守恒,矛盾推导。
考点总纲与技巧
-
核心公式:单循环次数=,双循环次数=。 -
分类技巧:角色分组(如家庭问题)、排除无效组合(如母亲不互握)。 -
高阶思维:积分极值法、统计矛盾法。 -
联想题型:钥匙配对(至多试次)、车票种类(往返算两种)。
结语:每天进步一点点
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