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欢迎来到福厦高铁车票问题的解析。福厦高铁是福建境内第一条完整意义上的城际高速铁路,设计时速350千米,从福州南站到厦门北站仅需55分钟。全程途经7个车站。我们需要解决两个问题:第一,从福州南站到厦门北站方向可以准备多少种不同的车票?第二,这条路线往返一共要准备多少种不同的车票?
现在我们来解决问题1。首先确定车站数量,福厦高铁沿线共有7个车站。单程车票是指从一个车站到其后的另一个车站的票。这实际上是一个组合问题,我们需要从7个车站中选择2个不同车站的组合数。计算公式是C(7,2)等于7乘以6除以2,结果是21。因此,从福州南站到厦门北站方向可以准备21种不同的单程车票。
接下来解决问题2。往返车票是指从任意一个车站出发,到达任意另一个不同车站,然后再返回原出发站的票。这与单程票不同,因为往返票需要考虑出发站和到达站的顺序。我们需要计算从7个车站中选择一个作为出发站,再从剩余6个车站中选择一个作为到达站的排列数。计算公式是P(7,2)等于7乘以6,结果是42。因此,这条路线往返一共要准备42种不同的车票。
为了更好地理解这两个问题,我们需要明确组合与排列的区别。组合是不考虑顺序的选择,比如单程票中,从A站到B站和从B站到A站在单向行驶中被视为同一种票类型,所以用组合公式C(7,2)等于21。而排列是考虑顺序的选择,往返票中,从A站出发到B站和从B站出发到A站是两种不同的往返票,所以用排列公式P(7,2)等于42。这就是为什么两个问题的答案不同的原因。
通过这个福厦高铁车票问题,我们学习了组合与排列在实际问题中的应用。福厦高铁沿线共有7个车站,单程车票问题使用组合公式得到21种不同车票,往返车票问题使用排列公式得到42种不同车票。关键在于理解问题是否需要考虑顺序。组合与排列是解决此类计数问题的重要数学工具,在日常生活和工程实践中都有广泛应用。