k×k 平行四边形网格:从 A 到 B 有几种走法
审题说明 审题说明:原图是 4 行 4 列共 16 个小平行四边形(5×5 个格点),所以按 k=4 计算;A 在左下角,B 在右上角。小平行四边形的左右两边向左上倾斜,对角线连接每个小格的左下顶点和右上顶点。图中三个箭头就是三种走法:向右走一条横边、沿斜边往上走一格、沿对角线往右上走一格;不能往回走。
以 k=4 为例:一点一点标数
审题说明 图里画的是 k=4,B 点标出 321。
标数法:看出递推规律(k=4)
看清三种走法
每一步只能向右、沿斜边向上、或沿对角线向右上。所以到达一个点的最后一步,只能来自它的左边一点、下边一点(沿斜边往下)或左下一点(对角线另一端)。
边上都标 1
最下面一行只能一直向右走,最左边一列只能一直沿斜边向上走,所以这些点都只有 1 种走法。
里面的点:三数相加
每个点=左边+下边+左下。从下往上一行一行标:第 2 行 1、3、5、7、9;第 3 行 1、5、13、25、41;第 4 行 1、7、25、63、129。
标到 B
最上一行 1、9、41、129,B=129(左)+129(下)+63(左下)=321。
| 行 | 第 1 列 | 第 2 列 | 第 3 列 | 第 4 列 | 第 5 列 |
|---|---|---|---|---|---|
| 第 5 行 | 1 | 9 | 41 | 129 | 321(B) |
| 第 4 行 | 1 | 7 | 25 | 63 | 129 |
| 第 3 行 | 1 | 5 | 13 | 25 | 41 |
| 第 2 行 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
| 第 1 行 | 1(A) | 1 | 1 | 1 | 1 |
按走了几步对角线分类
三种步子
把每一步记成一个字:右、上、斜。斜一步=右一步+上一步。
按斜步数分类
若走了 d 步斜,还要走 k−d 步右、k−d 步上,一共 2k−d 步,d 可以是 0、1、…、k。
排法计数
走法=这 2k−d 个字的排法:先在 2k−d 个位置里挑 d 个放「斜」,有 C(2k−d, d) 种;剩下 2k−2d 个位置挑 k−d 个放「右」,有 C(2k−2d, k−d) 种;其余放「上」。
分类相加
把 d=0 到 k 各类加起来就是答案。k=4 时:d=0,1,2,3,4 依次 70+140+90+20+1=321,与标数法一致。
| k | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 走法数 | 3 | 13 | 63 | 321 | 1683 | 8989 |
审题说明 k=4 即图中情形
一句话标数法看规律(每点=左+下+左下),分类计数得通用式:按斜步数 d 分类,走法=Σ C(2k−d, d)·C(2k−2d, k−d),d 从 0 到 k;k=4 时为 321。
易错点
- 漏掉对角线:只算向右和向上,会得到 70 种(从 8 步里选 4 步向右),少了走对角线的走法。
- 对角线方向弄反:图中对角线是左下到右上,所以加的是「左下」那个点,不是「左上」。
- 格数和点数:k×k 个小格有 (k+1)×(k+1) 个点,要标到第 k+1 行第 k+1 个点。
- 斜边的「下边」:沿斜边往下的点在图上是右下方,不是正下方。