涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同的颜色,有多少种不同的涂色方法?
[解] 优、化、指、导四个区域依次涂色,分四步.
第1步,涂"优"区域,有3种选择.
第2步,涂"化"区域,有2种选择.
第3步,涂"指"区域,由于它与"优"、"化"区域颜色不同,有1种选择.
第4步,涂"导"区域,由于它与"化""指"区域颜色不同,有1种选择.
所以根据分步乘法计数原理,得不同的涂色方法共有3×2×1×1=6(种).
求解涂色(种植)问题一般是直接利用两个计数原理求解,常用方法有:
(1)按区域的不同以区域为主分步计数,用分步乘法计数原理分析;
(2)以颜色(种植作物)为主分类讨论,适用于"区域、点、线段"问题,用分类加法计数原理分析;
(3)对于涂色问题将空间问题平面化,转化为平面区域涂色问题. [活学活用]
有4种不同的作物可供选择种植在如图所示的4块试验田中,每块种植一种作物,相邻的试验田(有公共边)不能种植同一种作物,共有多少种不同的种植方法?
A B C D 解:法一:第一步:种植A试验田有4种方法;
第二步:种植B试验田有3种方法;
第三步:若C试验田种植的作物与B试验田相同,则D试验田有3种方法,此时有1×3=3种种植方法.
若C试验田种植的作物与B试验田不同,则C试验田有2种种植方法,D也有2种种植方法,共有2×2=4种种植方法.
由分类加法计数原理知,有3+4=7种方法.
第四步:由分步乘法计数原理有N=4×3×7=84种不同的种植方法.
法二:(1)若A,D种植同种作物,则A、D有4种不同的种法,B有3种种植方法,C也有3种种植方法,由分步乘法计数原理,共有4×3×3=36种种植方法.