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方法手册

按模块收录小学奥数常用的解题方法与几何模型。点任意条目查看直观场景、推导与例题。

加法原理

一件事可以按并列的几“类”独立完成时,类数相加就是总方案。

加乘原理

分类相加,分步相乘。判断“分类”还是“分步”,是计数题的第一关。

捆绑法

必须相邻的对象先捆成一捆,再与其它人一起排,内部再做排列。

分类讨论

按关键特征把所有情况拆成互不重叠且覆盖全体的几类,逐类计算后相加。

组合

从 n 个不同元素中无序地取 k 个的方法数:C(n, k) = n! ÷ (k! × (n − k)!) = A(n, k) ÷ k!。

枚举法

按某个顺序把所有可能性“走一遍”,保证不重不漏。

排除法

正面情况多而杂时,先算总数,再减去“不合要求”的反面——补集思维。

固定参照物法

环排 / 相对位置题里,固定其中一个对象消除“整体旋转”的重复计数,再把其余对象正常排列。

插空法

要求“不相邻”的对象最后插入,先把其它对象排好,再往“空隙”里放。

容斥原理

两圈相交要减重合;三圈相交要“加单、减双、加三”。

标数法

在网格 / 图的每个交点写上“从起点走到这里的路径数”,从起点逐格推到终点。

乘法原理

一件事必须按顺序完成若干“步”且各步独立时,各步方案数相乘就是总方案。

消序法

把“有顺序”的排列数除以“内部顺序数”,得到“无顺序”的组合数。

排列

从 n 个不同元素中按顺序取 k 个的方法数:A(n, k) = n × (n − 1) × … × (n − k + 1) = n! ÷ (n − k)!。

抽屉原理

把 n + 1 只鸽子塞进 n 个抽屉,一定有一个抽屉里有 ≥ 2 只;推广后用来证“至少有 k 个相同”。

递推法

用“上一步怎么办”写出公式,把未知规模的问题一层层推回已知的小规模。

特殊元素优先法

题目里带特殊条件的元素(有位置限制的人、有特殊要求的数字)先安排,剩下的再按普通方式排列。

隔板法

把 n 个相同的物品分给 k 个人,每人至少 1 个 → C(n−1, k−1);可以为 0 → C(n+k−1, k−1)。

二进制法

对于循环淘汰问题(如丢一张、移一张),找出不超过 n 的最大 2 的幂 2^m,答案 = 2 × (n - 2^m)。

同余

两个数除以 m 余数相同,记作 a ≡ b (mod m)。余数守加、守减、守乘——整除问题的万能语言。

平方差

a² − b² = (a + b)(a − b):把平方之差立刻改写为一次乘积。

拼数极值

给定一组数字,要拆成两个数使乘积最大:先让两数的位数尽量接近,再用“最大两数字打头、之后每次把当前最大数字接到较小数末尾”的规则一次填完。

乘法分配律

(a + b) × c = a × c + b × c;正反两用,是速算与巧算的主力工具。

整除特征

常见小因数的整除规律:看尾数、看数字和、看奇偶位差——秒判能否整除。

分数比较

同分子比分母(小者大);同分母比分子(大者大);都不同则交叉相乘 ad ↔ bc,或与 1/2、1 比距离。

最大公约数

几个整数公有的约数中最大的那个。求法:质因数分解取“共有质因数的最小指数之积”,或用短除法。

首尾配对

等差数列求和:头尾两两配对,每对和相同,总和 = 对数 × 配对和。

最小公倍数

几个整数公有的倍数中最小的那个。求法:质因数分解取“所有质因数的最大指数之积”,或用短除法。

完全平方数

可以写成某个整数平方的数:1, 4, 9, 16, 25, …。等价刻画:所有质因数的指数都是偶数。

周期问题

找到循环节长度 T,用 n 除以 T 的余数定位第 n 项;余数为 0 时取一个完整周期的末项。

位值原理

一个 n 位数 = 各位数字 × 其位权之和;遇到“数字交换”或“数字约束”的题,必须从位值写起。

质因数分解

每个合数都能唯一写成质数的乘积;求约数个数、公约数、最小公倍数的底层语言。

倒数法

比较真分数大小或处理“工作效率/速度”问题时,把分数倒过来:a < b ⇔ 1/a > 1/b(同号)。

凑整法

把数配成 10、100、1000 的整数倍,借助分配律/结合律让算式秒算。

短除法

用一个共同的质因数依次去除所给的数,直到商两两互质;左侧所有除数之积即 gcd,左侧除数与底部商之积即 lcm。

作差法

把两组含有相同未知量的式子相减,让公共部分自动消去,直接得到差值或比例关系。

裂项

把一项拆成“相邻两项之差”,前后相消,长和瞬间折叠成头尾两项。

古典概型

所有基本结果机会均等且数量有限时,事件 A 的概率 = A 包含的结果数 ÷ 总结果数。

对立事件

“A 发生”与“A 不发生”互为对立事件,概率之和恰好为 1:P(A) + P(非 A) = 1。正面难数时,常改数“反面”。

条件概率

“在 B 已经发生的前提下,A 发生”的概率。记作 P(A | B) = P(A 且 B) ÷ P(B)。

期望值

把每个可能结果的“值”按概率加权求和,得到“长期平均收益”。E(X) = ∑ xᵢ × P(X = xᵢ)。

极端原理

把目标量推到极端:要让一个量取最大,就让其它量取最小;要让一个量取最小,就让其它量取最大。

几何概型

样本空间是连续的几何区域时,事件的概率 = 有利区域的“度量” ÷ 总区域的“度量”(长度、面积或角度的比值)。

独立事件

两事件互不影响时,称为独立。独立事件“同时发生”的概率等于各自概率之乘积:P(A 且 B) = P(A) × P(B)。

不变量

找一个“无论怎么操作都不变”的量,当目标状态里这个量变了,就说明不可能达成。

奇偶性

只看奇偶,不看数值。奇 + 奇 = 偶;奇 × 偶 = 偶;不变量一旦矛盾,题目即无解。

排列概率

样本空间和事件都是“排成一列 / 一圈”的排列方式时,用排列数计算 P(A) = 满足条件的排列数 ÷ 总排列数。

不放回抽样

抽出后不放回,下一次抽时总数和好结果数都会变。多次连抽用条件概率连乘:P(连续) = P(第一次) × P(第二次 | 第一次) × …

最不利原则

考虑“最差的情况”:要保证某事件发生,必须先跨过最差那道坎。常与抽屉原理联用。