题目

有一个楼梯有八级台阶,规定每步可以迈一级、两级或者三级台阶,问从地面到最上面一级台阶,一共有多少种不同的迈法。

首先,我得明确题意:每次可以走1、2或3步,问走到第8级台阶有多少种不同的走法。这个问题看起来有点像排列组合的问题,不过需要考虑顺序的不同带来的不同路径数目。

我觉得可以用递归或者动态规划的方法来解决这个问题。因为每一步的选择会影响下一步的选项,所以可能需要用到递推公式来计算到达每一级台阶的不同方法数。

让我先试着从低一级开始,逐步构建思路:

第0级(地面):这里没有台阶要走,所以只有一种状态,也就是“站在这里”,记作f(0)=1。 第1级:只能走一步到那里,所以方法数是1种,即f(1)=1。 第2级:可以从第一级走一步上来,或者从地面直接走两步。所以f(2)=f(1)+f(0)=1+1=2种。 第3级:可以从第二级走一步,或者从第一级走两步,或者从地面走三步。所以f(3)=f(2)+f(1)+f(0)=2+1+1=4种。 到这里,我注意到每一步的计算方式都是前几步的方法数之和,也就是f(n) = f(n-1) + f(n-2) + f(n-3),其中n >= 3。这是因为到达第n级台阶可以是从n-1、n-2或n-3级台阶上迈步而来。

接下来我需要按照这个递推公式来计算到第8级的方法数:

第4级:f(4) = f(3)+f(2)+f(1)=4+2+1=7 第5级:f(5)=f(4)+f(3)+f(2)=7+4+2=13 第6级:f(6)=f(5)+f(4)+f(3)=13+7+4=24 第7级:f(7)=f(6)+f(5)+f(4)=24+13+7=44 第8级:f(8)=f(7)+f(6)+f(5)=44+24+13=81 所以,按照这个递推公式计算的结果是81种不同的迈法。

不过,为了确保没有遗漏或计算错误,我可以再检查一下前面的步骤是否正确:

f(0) = 1(起点) f(1)=1 f(2)=f(1)+f(0)=1+1=2 f(3)=f(2)+f(1)+f(0)=2+1+1=4 f(4)=f(3)+f(2)+f(1)=4+2+1=7(之前的结果正确) f(5)=f(4)+f(3)+f(2)=7+4+2=13(正确) f(6)=13+7+4=24 f(7)=24+13+7=44 f(8)=44+24+13=81 看起来每一步都是正确的,没有计算错误。

另一种方法是用排列组合的方式考虑所有可能的步长组合,然后统计其中有多少种不同的顺序。不过这种方法可能会比较繁琐,因为需要考虑各种可能性,并且重复计算很多情况,而动态规划的方法更加高效和简洁。

比如,如果每次只能走1或2步,那么这个问题就变成了斐波那契数列的问题,方法数是f(n) = f(n-1)+f(n-2)。但这里可以走1、2或3步,所以扩展了递推的范围。

总的来说,通过逐步计算每一级台阶的方法数,并按照递推公式累加前几步的结果,最终得出了第8级台阶有81种不同的迈法。

根据上述思考过程,我们可以使用动态规划的方法来解决这个问题。具体步骤如下:

初始化:从地面到第0级台阶,有一种方法(即站在原地),所以f(0)=1。

逐步计算每一级台阶的方法数:

第1级:只能走一步,方法数为1。 [ f(1) = 1 ] 第2级:可以从第0级走两步,或者从第1级走一步。 [ f(2) = f(1) + f(0) = 1 + 1 = 2 ] 第3级:可以从第2级走一步,第1级走两步,或者直接从地面走三步。 [ f(3) = f(2) + f(1) + f(0) = 2 + 1 + 1 = 4 ] 第4级:可以从第3级、第2级或第1级迈步而来。 [ f(4) = f(3) + f(2) + f(1) = 4 + 2 + 1 = 7 ] 第5级: [ f(5) = f(4) + f(3) + f(2) = 7 + 4 + 2 = 13 ] 第6级: [ f(6) = f(5) + f(4) + f(3) = 13 + 7 + 4 = 24 ] 第7级: [ f(7) = f(6) + f(5) + f(4) = 24 + 13 + 7 = 44 ] 第8级: [ f(8) = f(7) + f(6) + f(5) = 44 + 24 + 13 = 81 ]

因此,从地面到第八级台阶共有81种不同的迈法。

答案:

总共有 81 种不同的迈法。