题目内容
(1)四面体的一个顶点为A,从其他顶点和各棱中点中取3个点,使它们和点A在同一平面上,有多少种不同的取法?(2)四面体的顶点和各棱中点共10个点,取其中4个不共面的点,有多少种不同的取法?
解:(1)如图,含顶点A的四面体的3个面上,除点A外都有5个点,从中取出3个点必与点A共面,共有
种取法,含顶点A的三条棱上各有3个点,它们与所对的棱的中点共面,共有3种取法.根据加法原理,与顶点A共面三点的取法有
+3=33种.
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(2)如上图,从10个顶点中取4个点的取法有
种,除去4点共面的取法种数须可得到结果,从四面体同一个面上的6个点中取出的4点必定共面,有
=60种,四面体的每一棱上3点与相对棱中点共面,共有6种共面的情形,从6条棱的中点中取4个点时有3种共面的情形(对棱中点连线两两相交且互相平分),故4点不共面的取法为
-(60+6+3)=141种.
点评:本题主要考查组合、立体几何知识及分类讨论的数学思想方法.注意:(1)用直接法;(2)用间接法,也是排除法.当直接法考虑比较难或分类复杂时,可考虑用间接法.
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