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列表法解题全攻略:二维网格法解决掷骰子概率等题型深度解析专项练习题库

适用年级

初三

难度等级

⭐⭐⭐

资料格式

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最近更新

2025-12-21

💡 阿星精讲:列表法 原理

  • 核心概念:大家好,我是阿星!想象一下,当一个问题被两个“小家伙”(因素)同时影响时,比如掷两个骰子,它们就像两个在迷宫里乱跑的小人。你单凭脑子想,很容易就把某些路线给漏掉了。这时候,列表法就是一张神奇的“二维网格”地图!我们把一个因素(比如第一个骰子)放在网格的顶部(横排),另一个因素(比如第二个骰子)放在网格的左侧(竖列)。这样,网格里的每一个小格子,就代表了这两个“小家伙”一次具体的“会面”结果。把所有格子都填满,就像布下了一张天罗地网,一个可能性都别想溜走!
  • 计算秘籍:
    1. 定变量:明确问题中的两个核心变量,设为 \( A \) 和 \( B \)。
    2. 画网格:画一个表格,第一行写变量 \( A \) 的所有可能取值 \( a_1, a_2, ..., a_m \),第一列写变量 \( B \) 的所有可能取值 \( b_1, b_2, ..., b_n \)。
    3. 填结果:将每个格子 \( (a_i, b_j) \) 对应的结果(如点数之和、面积、概率等)计算并填入。总情况数就是格子数:\( m \times n \)。
  • 阿星口诀:两个因素别打架,画个网格安好家。横行竖列对应好,所有情况不漏下。

📐 图形解析

列表法的本质就是构建一个二维的“坐标网格”,让我们通过有序的遍历来穷尽所有组合。下图以掷两个骰子(一个红骰,一个蓝骰)为例,展示了这种网格思想:

B(蓝骰) 1 2 3 A(红骰) 1 2 3 5 每个格子=一种组合 (红2,蓝3)

在网格中,每个单元格代表一个有序组合 \( (A, B) \)。例如,红色骰子点数为 \( 2 \),蓝色骰子点数为 \( 3 \),对应的格子(被高亮)中的数字就是它们的和 \( 2+3 = 5 \)。通过这种可视化,我们可以系统地计算出所有 \( 6 \times 6 = 36 \) 种等可能情况。

⚠️ 易错警示:避坑指南

  • 错误1:只考虑了一个因素的变化,另一个因素随便取一个值就完了。例如,求两个骰子点数之和为 \( 5 \) 的情况,只想到 \( (1,4) \),漏了 \( (2,3), (3,2), (4,1) \)。 → ✅ 正解:必须使用二维网格,确保变量 \( A \) 和变量 \( B \) 的每一种取值都进行配对,做到有序、不重复、不遗漏。
  • 错误2:画表格时,行和列的顺序混乱,导致重复计算或难以查找。 → ✅ 正解:严格按照大小或题目给定的顺序排列行和列的表头。通常按从小到大排列,形成有序的“坐标网格”,便于检查和计算概率 \( P = \frac{\text{目标格子数}}{\text{总格子数}} \)。

🔥 三例题精讲

例题1:基础应用 掷一枚均匀的红色骰子和一枚均匀的蓝色骰子,求两枚骰子点数之和为 \( 8 \) 的概率。

📌 解析:

  1. 确定变量:红骰点数 \( R \) (\( 1\)到\(6 \)),蓝骰点数 \( B \) (\( 1\)到\(6 \))。
  2. 画二维网格:行对应 \( R \),列对应 \( B \)。
  3. 在网格中找出和為 \( 8 \) 的格子:\( (2,6), (3,5), (4,4), (5,3), (6,2) \)。共 \( 5 \) 个格子。
  4. 总格子数(总情况数)为 \( 6 \times 6 = 36 \)。
  5. 概率 \( P = \frac{5}{36} \)。

✅ 总结:经典的双因素等概率问题,列表法是最直接、最不易出错的方法。

例题2:几何结合 有两根长度分别为 \( 3\,\text{cm} \) 和 \( 4\,\text{cm} \) 的小木棒,现要从长度分别为 \( 2\,\text{cm}, 3\,\text{cm}, 5\,\text{cm} \) 的木棒中,各选一根与它们围成三角形。请问有多少种不同的选取方法能构成三角形?

📌 解析:问题涉及两个选择:从 \( {2,3,5} \) 中选一根与 \( 3\,\text{cm} \) 的棒配对,再选一根(可与前者同)与 \( 4\,\text{cm} \) 的棒配对。但注意,三角形需同时满足三边关系。我们设选取的两根新木棒长度分别为 \( a \) 和 \( b \)。

列出所有 \( (a, b) \) 组合的网格,并判断以 \( 3, 4, a, b \) 中哪三条为边能构成三角形(两边之和大于第三边)。为清晰,我们直接列出所有可能的三边组合:

a b 2 3 5 2 3 5 5 (3,4,2) (3,4,3) (3,4,5) (3,4,5) (3,4,3) (3,4,3) (3,4,5) (3,4,5) (3,4,5) (3,4,5) (3,4,5) (3,4,5) 无效(3+4>5?是,但重复边) 有效(3,4,5)

实际上,我们需要考虑的是从 {2,3,5} 中选出两条边,与已有的 (3,4) 组合。但题目暗示是“各选一根”,可能理解为选两根不同的。我们按有序选择 (a,b) 列表,再分析三角形:

  1. 有效组合必须使用 3cm 和 4cm 这两条边,再从 a, b 中选一条作为第三边。
  2. 第三边长度必须满足:\( |3-4| < \text{第三边} < 3+4 \),即 \( 1 < \text{第三边} < 7 \)。所以 a, b 中的 2, 3, 5 都符合。
  3. 关键:当 a 和 b 不同时,我们有两种选择第三边的方案(选a或选b),但它们是不同的三角形吗?通常,如果木棒有编号(可区分),则 (3,4,a) 和 (3,4,b) 是两种取法。但在网格中,(a,b) 组合如 (2,3) 意味着我们拿到了“2”和“3”两根棒,此时我们可以用“2”或“3”与(3,4)组合,这实际上是一个选取对应两种可能的三角形
  4. 简化思考:直接枚举所有能作为第三边的木棒(从2,3,5中选一根)。答案是 3 种选择(2,3,5均可)。但题目问“有多少种不同的选取方法”,若“选取方法”指选出的两根新木棒的组合,则需检查哪种组合能保证至少有一根能与(3,4)成三角形。事实上,任意组合都至少含一根长度在(1,7)内的木棒,所以所有 \( C_3^2 = 3 \) 种无序选取方法({2,3}, {2,5}, {3,5})都至少能构成一个三角形。若考虑顺序,则更多。

本题旨在展示,列表后需结合几何条件(三角形三边关系)对每个格子进行筛选。

✅ 总结:列表法清晰呈现所有选择组合,但必须结合具体知识(此处为几何不等式)对每个结果进行判断,是解决综合题的有力工具。

例题3:进阶概率 一个不透明的袋子里有红球、蓝球各一个,除颜色外无区别。小明随机从袋中摸出一个球,记录颜色后放回,摇匀后再摸出一个。求两次摸出的球颜色相同的概率。

📌 解析:

  1. 变量:第一次摸到的颜色 \( C_1 \) {红,蓝},第二次摸到的颜色 \( C_2 \) {红,蓝}。
  2. 画二维网格,总情况数为 \( 2 \times 2 = 4 \)。
  3. 目标事件“颜色相同”对应的格子为:\( (红,红) \) 和 \( (蓝,蓝) \),共 2 格。
  4. 因此概率 \( P = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} \)。

✅ 总结:对于有放回的抽样,每次摸球是独立的,列表法完美展现了 \( 2^2 \) 的样本空间。对于更复杂的多次抽样,列表法会拓展成多维,但其网格思想不变。

🚀 阶梯训练

第一关:基础热身(10道)

  1. 掷两枚硬币(一枚5角,一枚1元),用列表法列出所有可能出现的正面(H)、反面(T)情况。
  2. 从数字 1, 2 中选一个作为十位,从 3, 4 中选一个作为个位,能组成哪些两位数?列表写出所有情况。
  3. 午餐主食可选米饭或面条,饮料可选汤或果汁。一份主食配一份饮料,共有多少种搭配?列表说明。
  4. 掷一个骰子,记录点数。掷一枚硬币,记录正反面。列出所有可能的结果组合。
  5. 从 A, B 两个信封中选一个,再从 1, 2 两张卡片中选一张放入。列出所有“信封-卡片”组合。
  6. 小红有红、白两件上衣,蓝、黑两条裤子。她一件上衣配一条裤子,有多少种穿法?列表。
  7. 判断题:用列表法求抛两个骰子点数之和时,和為 7 的情况有 6 种。(请先列表验证)
  8. 从 2, 3 两个数中选一个做底数,从 0, 1 两个数中选一个做指数。可以组成哪些幂?\( a^b \) 形式,列表。
  9. 小明要去图书馆或公园,交通方式可步行或骑车。列出他所有可能的“目的地-交通方式”组合。
  10. 第一个转盘分成红、蓝两区,第二个转盘分成黄、绿两区。各转一次,列出指针所指区域的所有颜色组合。

第二关:中考挑战(10道)

  1. (概率)一个袋子中装有标号 1, 2 的两个白球和标号 3 的一个红球。摸出一个球记下标号后放回,再摸一个。用列表法求两次摸出的球标号之和为奇数的概率。
  2. (概率)掷两枚质地均匀的骰子,求点数之和小于 5 的概率。
  3. (组合)从 -1, 0, 1 这三个数中任取两个不同的数作为点 \( P \) 的横坐标和纵坐标,则点 \( P \) 在第二象限的概率是多少?
  4. (几何概率)如图,一个转盘被分成三个相同的扇形,分别标有数字 1,2,3;另一个转盘被分成两个相同的扇形,分别标有数字 4,5。同时转动两个转盘,用列表法求指针所指数字之积为偶数的概率。
    123 45
  5. (方程)现有面值 1 元和 5 角的硬币共 4 枚。设 1 元硬币有 \( x \) 枚,5 角硬币有 \( y \) 枚。列出所有符合 \( x+y=4 \) 的非负整数解 \( (x,y) \)。
  6. (概率)小刚手中有三张扑克牌:红桃A、黑桃A、梅花2。他随机抽一张给小红,再随机抽一张(不放回)给小亮。用列表法求小红和小亮拿到相同点数牌的概率。
  7. (方案设计)用长度为 \( 4\,\text{cm} \) 和 \( 7\,\text{cm} \) 的两根木棒,再从长度为 \( 3\,\text{cm}, 5\,\text{cm}, 9\,\text{cm} \) 的木棒中选一根,能构成多少个不同的三角形?列表分析。
  8. (逻辑)甲、乙两人玩“石头(R)、剪刀(S)、布(P)”游戏。用列表法列出所有可能的对阵情况,并求出甲获胜的概率。
  9. (函数)点 \( P(m, n) \) 满足 \( m \in \{1, 2\} \), \( n \in \{-1, 0, 1\} \)。所有这些点中,在函数 \( y = x - 1 \) 图像上的点有几个?列表找出。
  10. (综合)从 2, 3, 4 这三个数中任取两个不同的数,分别作为一个两位数的十位数字和个位数字。用列表法列出所有可能的两位数,并求其中偶数的概率。

第三关:生活应用(5道)

  1. (路径规划)如图,小明从家(A)到学校(D)需要经过一个十字路口(B)和一个丁字路口(C)。从A到B有两条路,从B到C有三条路,从C到D有两条路。请用“网格”思想(或树状图)分析小明上学有多少条不同的路线。
  2. (密码设置)一个简单的密码由两位数字组成,第一位从 0, 1 中选择,第二位从 2, 3, 4 中选择。用列表法列出所有可能的密码组合。如果增加一位,第三位从 5, 6 中选择,你能推算出此时共有多少种组合吗?(不必全列)
  3. (比赛赛制)学校乒乓球单打比赛,甲、乙、丙三位选手进行循环赛。每两人之间赛一场。用列表法(以“行”为胜者,“列”为负者)表示出所有可能的比赛胜负结果(不考虑平局)。
  4. (资源分配)某项目需要从 A、B 两个供应商处采购一种零件。A 供应商的零件有高、中两种精度,B供应商的零件有红、蓝两种颜色。现需要组合成一个“精度-颜色”的完整零件包。列出所有可能的采购组合方案。
  5. (风险评估)投资两个独立项目。项目A的成功(S)或失败(F)概率各半,项目B的成功(S)或失败(F)概率也各半。用列表法列出两个项目投资结果的所有组合,并找出“至少有一个项目成功”的结果有多少种。

🤔 常见疑问 FAQ

💡 专家问答:列表法 的深度思考

问:为什么很多学生觉得这一块很难?

答:难在思维的“维度切换”。学生习惯线性思考(一个接一个),而列表法要求同时、平等地考虑两个因素,并在脑中构建一个二维结构。难点一是容易“漏”,只盯着一个因素变,忘了另一个也在变;难点二是混淆“有序”与“无序”,比如在概率题中,认为 \( (1,2) \) 和 \( (2,1) \) 是相同结果,导致计数错误(除非题目明确说明顺序不重要)。列表法正是通过“网格”这一可视化工具,强行规范了思维过程。

问:学习这个知识点对以后的数学学习有什么帮助?

答:列表法是离散数学组合学的基石。它是理解乘法原理 \( (m \times n) \) 最直观的模型。未来学习:

  • 概率论:计算古典概型 \( P(A)=\frac{m}{n} \) 时,列表法帮你清晰找到 \( m \) 和 \( n \)。
  • 坐标系:列表的“行”与“列”就是平面直角坐标系 \( (x, y) \) 的雏形。
  • 程序设计:嵌套循环(`for i in range(m): for j in range(n):`)本质上就是在遍历一个二维列表(网格)。
  • 矩阵:列表本身就是一个最原始的矩阵。

所以,掌握列表法,是培养系统性、有序性逻辑思维的关键一步。

问:有什么一招必胜的解题"套路"吗?

答:有!可以总结为 “列表法四步曲”

  1. 判题型:看到“两个”、“两种”、“两次”、“双方”等关键词,且需要穷举所有可能或计算概率,优先考虑列表法。
  2. 设变量:明确哪两个变量(因素)A和B,并写出它们各自的所有可能取值集合。
  3. 画网格:画出表格框架,第一行写A的取值,第一列写B的取值。
  4. 填算查:填入每个格子的结果(或直接打勾判断),根据问题计算总数 \( N_{总} = \text{行数} \times \text{列数} \) 和目标数 \( N_{目标} \),最后按要求(求概率、求种数等)得出答案。

记住这个流程,就像拥有了一个标准化的解题工具箱,面对相关问题就能有条不紊地解决。


答案与解析

第一关:基础热身

  1. 列表:
    5角-H 5角-T
    1元-H (H,H) (T,H)
    1元-T (H,T) (T,T)

    共 4 种。

  2. 列表:
    3 4
    1 13 14
    2 23 24

    有 13, 14, 23, 24。

  3. 列表:
    果汁
    米饭 1种 1种
    面条 1种 1种

    \( 2 \times 2 = 4 \) 种。

  4. 骰子点数 \( D \in \{1,2,3,4,5,6\} \),硬币 \( C \in \{H,T\} \)。总 \( 6 \times 2 = 12 \) 种。
  5. 列表:
    1 2
    A (A,1) (A,2)
    B (B,1) (B,2)
  6. \( 2 \times 2 = 4 \) 种。
  7. 正确。列表可得 (1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1) 共 6 种。
  8. 列表:
    0 1
    2 \( 2^0=1 \) \( 2^1=2 \)
    3 \( 3^0=1 \) \( 3^1=3 \)
  9. 4种组合。
  10. 4种组合:(红,黄),(红,绿),(蓝,黄),(蓝,绿)。

第二关:中考挑战 (仅给出关键答案或提示)

  1. 列表总情况 \( 3 \times 3 = 9 \)。和為奇数需一奇一偶:(1,3),(2,3),(3,1),(3,2)。共 4 种。\( P = \frac{4}{9} \)。
  2. 列表。和小于 5 的有 (1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1) 共 6 种。\( P = \frac{6}{36} = \frac{1}{6} \)。
  3. 列表。点 P 坐标 (x,y)。第二象限要求 \( x<0, y>0 \)。只有 (-1, 1) 和 (-1, 0)?注意,0不在任何象限内。第二象限需 \( x<0, y>0 \),所以只有 (-1, 1)。总情况数 \( A_3^2 = 6 \)。\( P = \frac{1}{6} \)。
  4. 列表总情况 \( 3 \times 2 = 6 \)。积为偶数:只要有一个数是偶数即可。转盘1: 2偶(2)1奇(1,3);转盘2: 4偶,5奇。偶数积组合:(1,4),(2,4),(2,5),(3,4) 共 4 种。\( P = \frac{4}{6} = \frac{2}{3} \)。
  5. 解:\( (0,4), (1,3), (2,2), (3,1), (4,0) \)。共 5 组非负整数解。
  6. 列表(不放回):总情况 \( 3 \times 2 = 6 \)。相同点数:都是A。组合为 (红A,黑A) 和 (黑A,红A)。\( P = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \)。
  7. 设第三边为 c ∈ {3,5,9}。需满足三角不等式。对于(4,7,c):c>|7-4|=3且c<7+4=11。c=5,9 符合。对于(4,c,7)和(7,c,4)是同一种三角形。故能构成 2 个不同的三角形(边长分别为 (4,7,5) 和 (4,7,9) )。
  8. 列表 \( 3 \times 3 = 9 \) 种。甲获胜(R胜S, S胜P, P胜R)有 3 种情况。\( P = \frac{3}{9} = \frac{1}{3} \)。
  9. 列表 6 个点。在 \( y=x-1 \) 上,即满足 \( n = m-1 \)。点 (1,0) 和 (2,1) 满足。共 2 个。
  10. 列表所有两位数:23,24,32,34,42,43。其中偶数:24,32,34,42。共 4 个。\( P = \frac{4}{6} = \frac{2}{3} \)。

第三关:生活应用

  1. 路线数 = \( 2 \times 3 \times 2 = 12 \) 条。
  2. 两位密码:列表得 6 种。三位密码:第一位 2 种,第二位 3 种,第三位 2 种,共 \( 2 \times 3 \times 2 = 12 \) 种。
  3. 三人循环赛共 3 场:甲-乙,甲-丙,乙-丙。胜负列表需分别列出每场的胜者,比较复杂,但思路是用多层列表或树状图。
  4. 组合: (高,红), (高,蓝), (中,红), (中,蓝)。共 4 种方案。
  5. 列表总情况 4 种:(S,S),(S,F),(F,S),(F,F)。“至少一个成功”包含前 3 种,共 3 种。

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