“不像高考题”的高考题
大罕
2024年全国高考乙卷第14题,它似乎在考查排列组合知识,其实关系不大,主要靠分析综合完成题目,“不像高考题”.但思维含金量是足够的,所以是货真价实的高考题.
【题目】在下图的 4×4 方格表中有4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,则共有____种选法;在符合上述要求的选法中,选中方格中的四个数之和的最大值是_____.
11 21 31 40
12 22 33 42
13 22 33 43
15 24 34 44
【详解】记4×4方格表中的数组成一个4行4列的数阵,并称之为“原数阵”.
⑴在第一行任选一个数的方法有4种. 一旦选定,那么该数所在列的数就不能再选了,于是第二行有3种方法,同理,第三、四行只有2、1种方法,由乘法原理,共有4×3×2×1=24种选法.
⑵ 为了寻找规律,我们把原数阵改成等差数阵,满足:第1行第1列的数为11,从行来看是公差为10的等差数列,从列来看是公差为1的等差数列,即:
11 21 31 41
12 22 32 42
13 23 33 43
14 24 34 44
我们称上述数阵为“标准数阵”.
从“标准数阵”的不同行和不同列任取一个数,共有4个数,这4个数的个位数和十位数显然均为1,2,3,4 .那么,这四个数之和恒为
(1+2+3+4)×10+(1+2+3+4)=110. 参见图2.
相比之下,原数阵与标准数阵恰有四个数不同,即第4行第1列的15,第3行第2列的22,第2行第3列的32,第1行第4列的40,
为了使取出来的4个数之和最大,我们采用如下原则,比如以列为线索,在原数阵中取出的数应该是有“贡献”的(比标准数阵相应的数要大),否则就选那个能“保本”的(就用标准数阵相应的数).开始选取如下:
第1列,选取15,它的贡献为1;
第4列,选取43,它是保本的;
第3列,选取33,它的贡献为1,
第2列,选取21,它是保本的,
而且这种选法是唯一最佳的,
所以4个数之和的最大值为15+43+33+21=112.
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