三年级奥数详解答案 第十九讲 最短路线问题
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第十九讲 最短路线问题
在日常工作、生活和娱乐中,经常会遇到有关行程路线的
问题.在这
一讲里,我们主要解决的问题是如何确定从某处到另一处最短路线的条
数。
例1
下图4—1中的线段表示的是汽车所能经过的所有马路,这辆汽车从
A走到B处共有多少条最短路线?
分析 为了叙述方便,我们在各交叉点都标上字母.如图4—2.在这
里,首先
我们应该明确从A到B的最短路线到底有多长?从A点走到B
点,不论怎样走,最短也要走长方形AHB
D的一个长与一个宽,即AD+DB.
因此,在水平方向上,所有线段的长度和应等于AD;在竖直方向
上,所
有线段的长度和应等于DB.这样我们走的这条路线才是最短路线.为了保
证这一点,我
们就不应该走“回头路”,即在水平方向上不能向左走,在
竖直方向上不能向上走.因此只能向右和向下
走。
有些同学很快找出了从A到B的所有最短路线,即:
A→C→D→G→B
A→C→F→G→B
A→C→F→I→B A→E→F→G→B
A→E→F→I→B A→E→H→I→B
通过验证,我们确信这六条路线都是从A到B的最短路
线.如果按照
上述方法找,它的缺点是不能保证找出所有的最短路线,即不能保证“不
漏”.当
然如果图形更复杂些,做到“不重”也是很困难的。
现在观察这种题是否有规律可循。
1.看C点:由A、由F和由D都可以到达C,而由F→C是由下向上走,
由D→C是由右向左走,这两
条路线不管以后怎样走都不可能是最短路线.
因此,从A到C只有一条路线。
同样道理:从A到D、从A到E、从A到H也都只有一条路线。
我们把数字“1”分别标在C、D、E、H这四个点上,如图4—2。
2.看F点:从上向下走是
C→F,从左向右走是E→F,那么从A点出
发到F,可以是A→C→F,也可以是A→E→F,共有两
种走法.我们在图4
—2中的F点标上数字“2”.2=1+1.第一个“1”是从A→C的一种走法;
第二个“1”是从A→E的一种走法。
3.看G点:从上向下走是D→G,从左向右走是F→G,那么从A→G
我们在G点标上数
字“3”.3=2+1,“2”是从A→F的两种走法,“1”
是从A→D的一种走法。
4.看I点:从上向下走是F→I,从左向右走是H→I,那么从出发点
在
I点标上“3”.3=2+1.“2”是从A→F的两种走法;“1”是从A→H
的一种走法。
5.看B点:从上向下走是G→B,从左向右走是I→B,那么从出发点
A→B可以这样走:
共有六种走法.6=3+3,第一个“3”是从A→G共有三种走法,第二
个“3”是从A
→I共有三种走法.在B点标上“6”。
我们观察图4—2发现每一个小格右下角上标的数正好是
这个小格右
上角与左下角的数的和,这个和就是从出发点A到这点的所有最短路线的
条数.这样
,我们可以通过计算来确定从A→B的最短路线的条数,而且能
够保证“不重”也“不漏”。
解:由上面的分析可以得到如下的规律:每个格右上角与左下角所标
的数字和即为这格右下角应标的数字
.我们称这种方法为对角线法,也叫
标号法。
根据这种“对角线法”,B点标6,那么从A到B就有6条不同的最
短路线(见图4—3)。
答:从A到B共有6条不同的最短路线。
例2 图4—4是一个街道的平面图,纵横各有5条路,
某人从A到B处
(只能从北向南及从西向东),共有多少种不同的走法?
分析 因为B点在A点的东南方向,题目要求我们只能从北向南及从
西向东,也
就是要求我们走最短路线。解:如图4—5所示。
答:从A到B共有70种不同的走法。
例3 如图4—6,从甲地到乙地最近的道路有几条?
分析 要求从甲地到乙地最近的道路有几条,也就是求从甲地到乙地的最短路线有几条.把各交叉点标上字母,如图4—7.这道题的图形与例
1、例2的图形又有所区
别,因此,在解题时要格外注意是由哪两点的数
之和来确定另一点的。
①由甲→A有1种走法,由甲→F有1种走法,那么就可以确定从甲
→G共有1+1=2(种)走法。
②由甲→B有1种走法,由甲→D有1种走法,那么可以确定由甲→E
共有1+1=2(种)走法.
③由甲→C有1种走法,由甲→H有2种走法,那么可以确定由甲→J
共有1+2=3(种)走法。
④由甲→G有2种走法,由甲→M有1种走法,那么可以确定从甲→N
共有2+1=3(种)走法。
⑤从甲→K有2种走法,从甲→E有2种走法,那么从甲→L共有2
+2=4(种)走法。
⑥从甲→N有3种走法,从甲→L有4种走法,那么可以确定从甲→P
共有3+4=7(种)走法。
⑦从甲→J有3种走法,从甲→P有7种走法,那么从甲→乙共有
3+7=10(种)走法。
解:在图4—7中各交叉点标上数,乙处标上10,则从甲到乙共有10
条最近的道路。
例4
某城市的街道非常整齐,如图4—8所示,从西南角A处到东北角B
处要求走最近的路,并且不能通过十
字路口C(因正在修路).问共有多
少种不同的走法?
分析
因为B点在A点的东北角,所以只能向东和向北走.为了叙述方
便,在各交叉点标上字母,如图4—9.
⑴从A→A
1
有1种
走法,A→A
11
有1种走法,那么可以确定从A→A
10
共有
1+
1=2(种)走法。
⑵从A→A
2
有1种走法,A→A
10
有2种
走法,那么可以确定从A→A
9
共有
1+2=3(种)走法。
⑶从A→A
3
有1种走法,A→A
9
有3种走法,那么可以确定从A→A
8共有
1+3=4(种)走法.
⑷从A→A
4
有1种走法,A→A
8
有4种走法,那么可以确定A→A
7
,共有1+4=5
(种)走法。 <
br>⑸从A→A
5
有1种走法,A→A
7
有5种走法,那么可以确定A→A
6
共有1+
5=6(种)走法。
⑹从A→C
1
有1种走法
,A→A
10
有2种走法,那么可以确定从A→C
2
共有
1+2=3
(种)走法。
⑺从A→C
2
有3种走法,A→A
9
有3种走法,那么可以确定A→C
3
共有3+3=6
(种)走法。
⑻从A→
C
4
可以是A→C→C
4
,也可以是A→A
7
→C
4
,因为C处正在修路,
所以A→C→C
4
行不通,只能由A
7→C
4
,由于A→A
7
有5种走法,所以A
→C
4也有5种走法,从A→A
6
有6种走法,所以从A→C
5
共有5+6=1
1
(种)走法。
⑼从A→B
6
有1种走法,A→C
2
有3
种走法,那么可以确定从A→B
7
共有1
+3=4(种)走法。
⑽从A→B
7
有4种走法,A→C
3
有6种走法,那么可以确定从A→B
8共有4
+6=10(种)走法。
⑾从A→B
9
可以是A→B
8
→B
9
,也可以是A→C→B
9
,因为C处正在修路,
所以
A→C→B
9
行不通,只能由B
8
→B
9
,由于A→B8
有10种走法,所以A
→B
9
。也有10种走法.从A→C
4
有5种走法,所以从A→B
10
共有10+5=15
(种)走法。
⑿ 从A→C
5
有11种走法,A→B
10
有15种走法,那么从A
→B
11
共有15+11=26
(种)走法。
⒀ 从A→B
5有1种走法,A→B
7
有4种走法,那么可以确定从A→B
4
共有
1+4=5(种)走法。
⒁ 从A→B
4
有5种走法,A→B
8
有10种走法,那么可以确定从A→B
3
共有
5+10=15(种)走法.
⒂从A→B
3
有15种走法,A→B
9
有10种走法,那么可以确定从A→B
2
共有
15+10=25(种)走法。
⒃从A→B
2
有2
5种走法,A→B
10
有15种走法,那么可以确定从A→B
1
共
有
25+15=40(种)走法。
⒄从A→B
1
有40种走法,A→B
11<
br>有26种走法,那么可以确定从A→B共有
40+26=66(种)走法。
解:如图4-10所示。
答:从A到B共有66种不同的走法.
习题四
1.如果沿图4-11中的线段,以最短的路程,从A点出发到B点,共有多少
种不同的走法?
2.从学校到少年宫有4条东西向的马路和3条南北向的马路相通.如图
4-12,李楠从学校出发,步行到少年宫(只许向东和向南行进),最多有多少种
不同的行走
路线?
3.如图 4-13,从P到Q共有多少种不同的最短路线?
4
.如图4-14所示为某城市的街道图,若从A走到B(只能由北向南、由西
向东),则共有多少种不同
的走法?
5.如图4-15所示,从甲地到乙地,最近的道路有几条?
6.图4-16为某城市的街道示意图,C处正在挖下水道,不能通车,从A到B
处的最短路线共有多少
条?
7.如图4-17所示是一个街道的平面图,在不走回头路、不走重复路的条件<
br>下,可以有多少种不同的走法?
8.图4-18是某城市的主要公路示意图,今
在C、D、E、F、G、H路口修建立
交桥,车辆不能通行,那么从A到B的最近路线共有几条?