1.计数原理

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计数原理知识点

计数原理知识点

计数原理知识点一、分类加法计数原理1. 原理内容- 完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N = m + n种不同的方法。

- 推广:完成一件事有n类不同方案,在第1类方案中有m_1种不同的方法,在第2类方案中有m_2种不同的方法,……,在第n类方案中有m_n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m_1 + m_2+·s+m_n种不同的方法。

2. 特点- 各类办法之间相互独立,都能独立地完成这件事,且各类方法中的每种方法也相互独立。

3. 示例- 从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车。

一天中,火车有3班,汽车有2班。

那么一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有3 + 2=5种不同的走法。

二、分步乘法计数原理1. 原理内容- 完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N = m× n种不同的方法。

- 推广:完成一件事需要n个步骤,做第1步有m_1种不同的方法,做第2步有m_2种不同的方法,……,做第n步有m_n种不同的方法,那么完成这件事共有N = m_1× m_2×·s× m_n种不同的方法。

2. 特点- 各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了,这件事才算完成。

3. 示例- 从甲地到丙地,要先从甲地到乙地,再从乙地到丙地。

从甲地到乙地有3条路可走,从乙地到丙地有2条路可走,那么从甲地到丙地共有3×2 = 6种不同的走法。

三、排列与组合的基本概念1. 排列- 定义:从n个不同元素中取出m(m≤ n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。

- 排列数:从n个不同元素中取出m(m≤ n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记作A_{n}^m。

- 排列数公式:A_{n}^m=(n!)/((n - m)!)=n(n - 1)(n - 2)·s(n - m+1),其中n!=n×(n - 1)×(n - 2)×·s×2×1,规定0!=1。

常见的计数原理有

常见的计数原理有

常见的计数原理有
1. 加法原理(或称为和法则):若一件事情可以分为k个步骤,第i个步骤可以有mi种选择,则所有步骤完成的总选择数是m1*m2*...*mk。

例如,有两个餐厅可以选择用餐,每个餐厅都有3种菜单可选,则总共有
3*3=9种选择。

2. 乘法原理(或称为积法则):若一件事情可以分为k个独立的部分,第i个部分有mi种选择,则完成该事情的总选择数是m1*m2*...*mk。

例如,某班级有3个男生和4个女生,要从中选择一位班长和一位副班长,则总共有3*4=12种选择。

3. 排列:从n个元素中选择r个元素进行排列的方式数,记为A(n,r)。

可使用乘法原理计算,即A(n,r)=n(n-1)(n-2)...(n-r+1)。

例如,从5个人中选择3个人进行排队,可以有A(5,3)=5*4*3=60种方式。

4. 组合:从n个元素中选择r个元素进行组合的方式数,记为C(n,r)。

计算公式为C(n,r)=A(n,r)/r!,其中n!表示n的阶乘。

例如,从8个人中选择4个人进行分组,可以有C(8,4)=A(8,4)/4!=70种方式。

这些计数原理常用于解决组合数学、概率论等领域的问题。

计数原理

计数原理

计数原理一、知识导学1.分类计数原理:完成一件事,有n类办法,在第1类办法中,有1m 种不同的方法,在第2类办法中,有2m 种不同的方法,……在第n类办法中,有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有N =1m +2m +……+n m 种不同的方法.注:“完成一件事,有n类办法”这是对完成这件事的所有办法的一个分类.分类时,首先要根据问题的特点,确定一个适合它的分类标准,然后在这个标准下进行分类,其次,分类时要注意满足两条基本原则:第一,完成这件事的任何一种方法必须属于某一类;第二,分别属于不同类的两种方法是不同的方法.前者保证完成这件事的立法不遗漏,后者保证不重复.2. 分步计数原理:完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步,有1m 种不同的方法,做第2步,有2m 种不同的方法,……做第n步,有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有N =1m ×2m ×…×n m 种不同的方法. 注:“完成一件事,需要分成n个步骤”这就是说完成这件事的任何一种方法,都要完成这n个步骤.分步时,首先要根据问题的特点确定一个可行的分步标准,其次,步骤的设置要满足完成这件事必须并且只需连续完成这n个步骤,这件事才算最终完成.注:分类计数原理又称加法原理 分步计数原理又称乘法原理二、典型习题导练1.有5本不同的中文书,4本不同的数学书,3本不同的英语书,每次取一本,不同的取法有( )种..A 3 .B 12 .C 60 .D 不同于以上的答案2.体育场南侧有4个大门,北侧有3个大门,某学生到该体育场练跑步,则他进出门的方案有 ( ) A .12 种 B .7种 C .24种 D .49种3.从6人中选4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有 ( ).A 300种 .B 240种 .C 144种 .D 96种4.同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿1张别人送出的贺年卡,则4张贺年卡不同的分配方式有 ( ).A 23种 .B 11种 .C 9种 .D 6种5.设集合{}54321,,,,=I ,选择I 的两个非空子集A 和B ,要使B 中最小的数大于A 中最大的数,则不同的选择方法共有( ).A 50种 .B 49种 .C 48种 .D 47种6.从1,2,3,…,10中选出3个不同的数,使这三个数构成等差数列,则这样的数列共有____个7三张卡片的正反面分别写有1和2,3和4,5和6,若将三张卡片并列,可得到_______个不同的三位数(6不能作9用).8集合A={1,2,3,4},集合B={-1,-2},可建立______个以A为定义域B为值域的不同函数9. 用0,1,2,3,4,5这六个数字,(1)可以组成多少个数字不重复的三位数?(2)可以组成多少个数字允许重复的三位数?(3)可以组成多少个数字不重复的三位奇数?(4)可以组成多少个数字不重复的小于1000的自然数?(5)可以组成多少个数字不重复的大于3000,小于5421的四位数?答案:1 解析每次取一本书分三类:取一本中文书有5种,取一本数学书有4种,取一本英语书有3种,共有5+4+3=12种. 答案B2解析:学生进门有7种选择,同样出门也有7种选择,由分步计数原理,该学生的进出门方案有7×7=49种. ∴应选D.3 解析能去巴黎的有4个人,依次能去伦敦、悉尼、莫斯科的有5个、4个、3个,∴不同的选择方案有:4×5×4×3=240种,∴选.B4 解析设4人为甲、乙、丙、丁分步进行,第一步,让甲拿,有三种方法,第二步,没拿到卡片的人去拿,有三种方法,剩余两人只有一种拿法,所以共有3×3=9种方法.答案C5 答案B6解析:根据构成的等差数列的公差,分为公差为±1、±2、±3、±4四类.公差为±1时,有8×2=16个;公差为±2时,满足要求的数列共6×2=12个;公差为±3时,有4×2=8个;公差为±4时,只有2×2=4个.由分类计数原理可知,共构成了不同的等差数列16+12+8+4=40个7解析:解法一第一步,选数字.每张卡片有两个数字供选择,故选出3个数字,共有32=8种选法.第二步,排数字.要排好一个三位数,又要分三步,首先排百位,有3种选择,由于排出的三位数各位上的数字不可能相同,因而排十位时有2种选择,排个位只有一种选择.故能排出3×2×1=6个不同的三位数.由分步计数原理,共可得到8×6=48个不同的三位数.解法二:第一步,排百位有6种选择,第二步,排十位有4种选择,第三步,排个位有2种选择.根据分步计数原理,共可得到6×4×2=48个不同的三位数.注:如果6能当作9用,解法1仍可行.8解析:函数是特殊的映射,可建立映射模型解决.B从集合A 到集合B 的映射共有42=16个,只有都与-1,或-2对映的两个映射不符合题意,故以A 为定义域B 为值域的不同函数共有16-2=14个.9解析:(1)分三步:①先选百位数字,由于0不能作为百位数,因此有5种选法;②十位数字有5种选法;③个位数字有4种选法.由分步计数原理知所求三位数共有5×5×4=100个.(2)分三步:①先选百位数字,由于0不能作为百位数,因此有5种选法;②十位数字有6种选法;③个位数字有6种选法.由分步计数原理知所求三位数共有5×6×6=180个.(3)分三步:①先选个位数字,由于组成的三位数是奇数,因此有3种选法;②再选百位数字有4种选法;③个位数字也有4种选法.由分步计数原理知所求三位数共有3×4×4=48个.(4)分三类:①一位数,共有6个;②两位数,共有5×5=25个;③三位数,共有5×5×4=100个.因此,比1000小的自然数共有6+25+100=131个(5)分四类:①千位数字为3,4之一时,共有2×5×4×3=120个;②千位数字为5,百位数字为0,1,2,3之一时,共有4×4×3=48个;③千位数字为5,百位数字是4,十位数字为0,1之一时,共有2×3=6个;④还有5420也是满足条件的1个.故所求自然数共120+48+6+1=175个评注:排数字问题是最常见的一种题型,要特别注意首位不能排0.非常规计数方法 一.数形结合思想例1.如下图所示,有5横8竖构成的方格图,从A 到B 只能上行或右行共有多少条不同的路线?二.分类讨论思想 例2.在六个空格里涂上红黄蓝三种颜色,每种颜色只能涂两次,要求相邻不同色,请问一共有多少种涂法。

第一节 计数的基本原理

第一节  计数的基本原理
+4=13(种).
(2)由分步计数原理可知,不同的选法共有N=6×3×4=
72(种).
典例解析
(3)选两个不同类型的节目,可分为3类: 第1类选歌曲和小品,有6×4=24(种)选法;第2类选歌曲和 舞蹈,有6×3=18(种)选法;第3类选舞蹈和小品,有3×4 =12(种)选法.由分类计数原理可知,共有不同的选法种数 为N=24+18+12=54(种)
同步精练
4.已知函数y=kx+b,k,b∈{0,1,2,3,4},则一次
函数的个数是( A )
A.20
B.25
C.16
D.30
【提示】 k不能取0,只能从1,2,3,4中任取一个, 而b没有限制,所以每一个k,对应着5个b,所以一共有 4×5=20个一次函数.故选A.
同步精练
5.某班排练了5个小品节目,2个舞蹈节目,3个歌曲节 目,从中任选两个不同类型的节目参加学校文艺汇演,有
解:(1)根据分步计数原理得4×5×7=140(种). (2)先分类再分步红白,红绿,白绿都可完成任务, 即4×5+4×7+5×7=83(种).
同步精练
12.(1)有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人 限报一科,有多少种不同的报名方法?
(2)有4名学生争夺数学、物理、化学竞赛的冠军,可能有 多少种不同的结果?
(2)第一步:选百位上的数字,从1,2,3,4,5中任 选一个,有5种选法;
第二步:选十位上的数字,从第一步中剩余的4个数 和0中任选一个,有5种选法;
第三步:选个位上的数字,从剩余的4个数中任选一 个,有4种选法;
由分步计数原理可知,共可以组成没有重复数字的三 位数5×5×4=100(个).
典例解析
典例解析
②根据分步计数原理,第一步,个位上的数需从1,3,5, 7中选一个数字,有4种选法;第二步,千位上的数需从剩 余的6个非零数字中选一个,有6种选法;百位、十位上依 次有6种和5种选法.故组成没有重复数字的四位奇数共有 N=4×6×6×5=720(个).

计数原理小学数学教案

计数原理小学数学教案

计数原理小学数学教案
课题:计数原理
目标:通过本课的学习,学生能够掌握计数原理的基本概念,了解计数的方法和技巧。

教学内容:计数原理的概念、分组计数、排列组合
教学重点:学生理解计数原理的基本概念,能够灵活运用计数方法进行问题解决。

教学难点:排列组合的运用和理解
教学准备:
1. 教材《小学数学》PPT课件
2. 计数原理的练习题
3. 学生小组讨论的工具
教学过程:
一、导入(5分钟)
老师通过提问引导学生回顾上一节课的内容,复习计数的基础知识。

二、讲解(15分钟)
1. 计数原理的概念介绍
2. 分组计数的方法和技巧
3. 排列组合的概念和应用
三、练习(20分钟)
老师布置练习题让学生进行练习,鼓励学生在小组中相互讨论解答,提高学生的计算能力和思维能力。

四、总结(5分钟)
老师对本节课的内容进行总结,强调计数原理在日常生活和数学问题中的重要性。

同时鼓励学生多加练习,巩固所学知识。

五、作业布置(5分钟)
布置练习题和课后作业,要求学生在家里认真完成,为下节课的学习做好准备。

六、课堂反思
老师总结本节课的教学过程,对学生的表现进行评价,并对下节课的教学内容进行安排。

(以上为教案范本,实际教学过程根据具体情况调整)。

计数的基本原理

计数的基本原理

计数的基本原理
计数的基本原理是将某个事件或物体的数量进行统计和计算。

无论是在日常生活中还是科学研究中,计数都是一种常见的方法。

其基本原理可以概括为以下几点:
1. 确定计数单位:在进行计数之前,需要明确确定计数单位。

计数单位可以是个体、组织或者其他可以独立计数的实体。

例如,在统计一群人的数量时,计数单位可以是个人。

2. 进行实际计数:在确定计数单位后,可以通过实际观察、记录或者其他方法进行计数。

实际计数可以是逐个计数,也可以是通过间接测量或抽样方法进行估算。

3. 记录计数结果:将实际计数的结果进行记录。

一般情况下,计数结果可以用数字表示。

记录计数结果的目的是为了更好地理解和分析数据。

4. 分析计数数据:对计数数据进行进一步分析,可以得到有关数量的信息。

通过计数数据的分析,可以发现规律、探索规律背后的原因,并从中获得更深入的认识。

计数的基本原理在各个领域和学科中都有广泛应用。

在数学中,计数是数论的重要内容之一,涉及到各种计数方法和技巧。

在统计学和数据分析中,计数是一种常用的数据描述和分析方法。

在科学研究和工程设计中,计数可以帮助研究人员对实验结果进行准确的统计和计量。

无论是在日常生活中还是专业领域中,计数都是一种重要的基本技能。

第1章 计数原理

第1章  计数原理

第1章计数原理江苏省宿迁市马陵中学范金泉本章是组合数学的最基础的知识,共包含1. 1两个基本计数原理、1. 2排列、1. 3组合、1. 4计数应用题和1. 5二项式定理五节内容,其中分类加法计数原理、分步乘法计数原理这两个计数原理是解决计数问题的最基本、最重要的方法,它们为解决很多实际问题提供了思想和工具.一、《课程标准》关于《计数原理》的表述及教学要求1.表述:计数问题是数学中的重要研究对象之一,分类加法计数原理、分步乘法计数原理是解决计数问题的最基本、最重要的方法,也称为基本计数原理,它们为解决很多实际问题提供了思想和工具.在本模块中,学生将学习计数基本原理、排列、组合、二项式定理及其应用,了解计数与现实生活的联系,会解决简单的计数问题.2.教学要求:(1)分类加法计数原理、分步乘法计数原理.通过实例,总结出分类加法计数原理、分步乘法计数原理;能根据具体问题的特征,选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理解决一些简单的实际问题.(2)排列与组合.通过实例,理解排列、组合的概念;能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式,并能解决简单的实际问题.(3)二项式定理.能用计数原理证明二项式定理;会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.二、《课程标准》与《教学大纲》在要求上的主要变化1.2002年4月由教育部颁布实施的《教学大纲》,将这一部分的教学内容的标题定为《排列、组合、二项式定理》,教学目标规定为:(1)掌握分类计数原理与分步计数原理,并能用它们分析和解决一些简单的应用问题.(2)理解排列的意义,掌握排列数计算公式,并能用它解决一些简单的应用问题.(3)理解组合的意义,掌握组合数计算公式和组合数的性质,并能用它们解决一些简单的应用问题.(4)掌握二项式定理和二项展开式的性质,并能用它们计算和证明一些简单的问题.2.对比2003年4月由教育部颁布的《课程标准》,一是章节名称变为《计数原理》,突显了计数原理的基础地位,同时在教学要求上,发生了明显的变化,主要变化有:(1)“计数原理”的要求由“掌握”变为“通过实例,总结出加法计数原理、分步乘法计数原理”;(2)“排列、组合”的要求也由“理解排列、组合的意义”变为“通过实例,理解排列、组合的概念”,掌握排列数计算公式,并能用它解决一些简单的应用问题.(3)关于“排列数、组合数”,则由“掌握排列数计算公式,掌握组合数计算公式和组合数的性质”变为“能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式”.(4)“二项式定理”由“掌握二项式定理和二项展开式的性质”变为“能用计数原理证明二项式定理”,省去了“二项展开式的性质”,并给出了参考例题1.以上变化,主要是为了防止教学过程中“人为地加深难度,对知识点进行深挖”.(5)教学课时也有所变化,《教学大纲》规定为18课时,而《课程标准》规定为14课时,减少了学时数.三、《江苏省普通高考数学学科考试说明》中“计数原理”部分的考试范围与要求层次四、江苏高考考题《计数原理》作为选修内容,只能出现在江苏省普通高考数学试卷的附加题部分,由于这一部分内容的考点较多,故涉及排列、组合、二项式定理的考题仅在2008年江苏省普通高考数学试卷中出现,为第23题(真题如下):请先阅读:在等式cos2x =2cos 2x -1(x ∈R )的两边求导,得:(cos2x )'=(2cos 2x -1)',由求导法则,得(-sin2x )·2=4cos x ·(-sin x ),化简得等式:sin2x =2cos x ·sin x .(1)利用上题的想法(或其他方法),结合等式(1+x )n =122C C C C n n n n n n x x x ++++ (x ∈R ,整数n ≥2),证明:n [(1+x )n -1-1]=12C nk k n k k x-=∑. (2)对于正整数n ≥3,求证:(i )1(1)C n k k n k k =-∑=0;(ii )21(1)C n k k n k k =-∑=0;(iii )10121C 11n nk n k k n +=-=++∑. 本题重在考查二项式定理,并融入了导数的内容!(1)证明:在等式(1+x )n =0122C C C C n n n n n n x x x ++++两边求导得:n (1+x )n -1=12321C 2C 3C C n n n n n n x x n x -++++=n +12C nk k n k k x -=∑, 故n [(1+x )n -1-1]=12C n k k n k k x-=∑. (2) (i )在等式n (1+x )n -1=12321C 2C 3C C n n n n n n x x n x -++++中,令x=-1,则有0=12321C 2C (1)3C (1)C (1)n n n n n n n -+⋅-+⋅-++⋅-两边同乘以-1得,0=12233C (1)2C (1)3C (1)C (1)n n n n n n n ⋅-+⋅-+⋅-++⋅-=1(1)C n k k n k k =-∑.即1(1)C n k k n k k =-∑=0. (ii )对等式n (1+x )n -1=12321C 2C 3C C n n n n n n x x n x -++++再求导,得n (n -1)(1+x )n -2=23221C 32C (1)C n n n n n x n n x -⨯⋅+⨯⋅++⋅-⋅. 令x =-1,则有0=23221C 32C (1)(1)C (1)n n n n n n n -⨯⋅+⨯⋅⋅-++⋅-⋅⋅-.两边乘以(-1)2,得0=223321C (1)32C (1)(1)C (1)n n n n n n n ⨯⋅⋅-+⨯⋅⋅-++⋅-⋅⋅- =1223310C (1)21C (1)32C (1)(1)C (1)nn n n n n n n ⨯⋅⋅-+⨯⋅⋅-+⨯⋅⋅-++⋅-⋅⋅-=1(1)C (1)n kk n k k k =--∑=21(1)C n k k nk k =-∑-1(1)C nk kn k k =-∑. 由(i )得21(1)C nk kn k k =-∑=0.(iii )因为11!!C 11!()!(1)!()!k n n n k k k n k k n k =⋅=++⋅-+⋅- =111(1)!1(1)!1C 1(1)!()!1(1)![(1)(1))!1kn n n n k n k n k n k n ++++⋅=⋅=++⋅-++⋅+-++ 所以1111111110011121C C (C C C )1111n n n k k n n n n n n k k k n n n +++++++==-==+++=++++∑∑. 五、江苏省数学学科关于《计数原理》的教学建议1.分类计数原理和分步计数原理是处理计数问题的两种基本思想方法.教学中应引导学生根据计数原理分析、处理问题,而不是机械地套用公式.通过对实际问题的分析,确定解决该问题是需要分类,还是需要分步,再选用相应的公式计算.在本章的教学中,应注意控制题目的难度,避免繁琐的、技巧性过高的计数问题.2.在解决问题时,要让学生正确理解“完成一件事”的具体含义是什么,怎样才算“完成”,以及采用何种方式“完成”.3.解决计数应用问题的关键是设计完成一件事的过程,教学中要引导学生合理设计完成这件事的过程.4.解决本章的应用题,方法灵活多样,教学中要引导学生多方向地思考,选择最佳方案,使一些较复杂的问题得到简化.5.在教学中,可通过试验、画简图等方法帮助学生将问题直观化,进而寻求解题途径.在计数问题中,由于结果的正确性往往难以直接验证,因而可以用多种不同的方法求解来加以验证.本章教学约需14课时,具体分配如下:六、本章教学中应注意的几个问题1.教材开篇在列举一些贴近生活的典型实例的基础上,用明确的语言指出了两个计数原理与加法、乘法运算之间的关系,并提出“不通过一个一个地数而确定这个数”的问题,从而使学生体会学习计数原理的必要性.由于两个计数原理的这种基础地位,并且在应用它们解决问题时具有很大的灵活性,是训练学生推理技能的好素材.面对一个复杂的计数问题时,通过分类或分步将它分解为若干个简单计数问题,在解决这些简单问题的基础上,将它们整合起来而得到原问题的答案,可以达到以简驭繁、化难为易的效果.2.“完成一件事情”是一个比较抽象的词汇,它比学生熟悉的“完成一件工作”、“完成一项工程”……的含义要广泛得多,教学中应当结合实例让学生辨析.例如:“从甲地到乙地”、“从甲地经丙地再到乙地”、“从中任取一本书”、“从中任取数学书、语文书各一本”、“从1~9这九个数字中任取两个组成没有重复数字的两位数”等等,这些都是原理中所说的“完成一件事情”.排列、组合中的“确定一个满足条件的排列”、“确定一个满足条件的组合”也是指“完成一件事情”.建议在概念和例题的教学中,都要求学生先思考并说出要完成的一件事情是什么.在实际应用中,学生容易把“完成一件事情”与“计算完成这件事情的方法总数”混同.例如,在分析“从1~9这九个数字中任取两个,共可组成多少没有重复数字的两位数?”时,学生容易把要完成的事情理解成为“求满足条件的两位数的个数”.教学时应当注意利用简单实例引导学生消除这种误解.只有准确理解了什么叫“完成一件事情”,才能进一步分析可以用什么方法完成,是否需要分类或分步完成,这样才能确定到底应该用哪个计数原理.3.排列与组合的区别就是是否有“一定顺序”,为了让学生理解其含义,要结合实例进行认真分析.例如,学生熟悉的排队问题中,“从前到后”、“从左到右”、都是“一定顺序”;安排工作时“上午在前下午在后”也是“一定顺序”;“从1~9这九个数字中选三个不同数字组成三位数”中,“一定顺序”可以规定为“百十个”等等.最后要使学生明确,若干个元素按照一定的顺序排成一列,元素不同或元素相同但顺序不同的排列都是不同的排列,即当且仅当两个排列的元素和顺序都相同时才是同一个排列.4.关于“一个排列”与“排列数”、“一个组合”与“组合数”的区别与联系,不应抽象地解释与强调,而应多通过实例引导学生分析.5.关于组合数公式的推导,不要急于求成,而要通过具体的实例加以引导.例如课本是通过从a ,b ,c 三个元素中每次取出两个元素给出的,在此基础上,又通过表1-3-1给出了从四个元素中每次取出三个的组合数与排列数的对比,进一步引导学生理解组合与组合数的计算,以及组合数与排列数的关系.6.一题多解.在计数问题中,由于结果的正确性往往难以直接验证,因而可以用多种不同的方法求解来加以验证.7.二项式定理是本章的重点内容,二项式定理的学习过程是应用两个计数原理解决问题的典型过程,其基本思路是“先猜后证”.与以往教科书比较,猜想不是通过对n b a )(+中n 取1,2,3,4的展开式的形式特征的分析而归纳得出,而是直接应用两个计数原理对2)(b a +展开式的项的特征进行分析.这个分析过程不仅使学生对二项式的展开式与两个计数原理之间的内在联系获得认识的基础,而且也为证明猜想提供了基本思路.在二项式定理的推导中,学生自觉地联系到两个计数原理是不容易的.为此,教科书安排了如下过程:1.在“情境问题”中给出了2)(b a +,3)(b a +,4)(b a +的展开式,导出了n b a )(+的展开式问题;2.详细写出用多项式乘法法则得到2)a+,3)(ba+的展开式的过程,并从(b两个计数原理的角度对展开过程进行分析,概括出项数以及项的形式;3.用组合知识分析n(+的展开式中应有的项,以及每一个项的构成原由,a)b得出系数的计数方法,从而得出n(+的展开式.a)b从上述安排可以看到,得到二项式定理的猜想及其证明方法的核心就是应用两个计数原理.总之,计数问题是解决计数问题的最基本、最重要的方法,是根据实际问题的需要而提出的,教学中,不把那些人为编制的计数难题、需要特殊技巧的计数问题纳入课堂,而计算机程序设计中程序模块命名、字符编码、程序测试路径,以及核糖核酸分子、汽车牌照号码等计数问题,涉及大量的物理、生物、计算机的专业知识,体现了学科之间的渗透,同时体现了问题的时代特征,虽然这些例题背景复杂,所蕴含的数学知识却相对简单,可以根据学生的实际情况,补充一些例题,以增强学生思维的灵活性和发散性,提高学生分析问题和解决问题的能力.参考文献:1.中华人民共和国教育部,《普通高中数学课程标准》;2.江苏省教育厅,《江苏省普通高中数学课程标准教学要求》;3.江苏省教育厅,《2008年江苏省高考数学科考试说明》与《2011江苏高考数学科考试说明》.。

计数原理

计数原理

第一章.计数原理一.两个基本计数原理分类计数原理(加法原理):完成一件事,有n类方式,在第1类方式中有m1种不同的方法,在第2类方式中有m2种不同的方法,…..在第n类方式中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+….mn种不同的方法。

分布计数原理(乘法原理):完成一件事,需要分成n个步骤,做第1个有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,….做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+….+mn种不同的方法。

二.排列一般的,从n个不同的元素中取出m(m≦n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个元素中取出m个元素的一个排列。

排列数三.组合一般的,从n个不同的元素中取出m(m≦n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。

组合数㈠简单问题直接法例一.某班级有男生40人,女生20人,⑴从中任选一人去领奖,有多少种不同的选法?60⑵从中任选男女各一人去参加座谈会,有多少种不同的选法?800例二.五名学生报名参加思想体育比赛,每人限报一项,报名方法的种数为多少?1024例三.七个人做两排座位,第一排坐3人,第二排坐4人,有多少种不同的坐法?5040㈡相邻问题捆绑法例一.七个小孩拍照留念,其中三个是女孩,四个是男孩,⑴若三个女孩要站在一起,有多少种不同的排法720⑵若三个女孩要站在一起,四个男孩也要站在一起,则有多少种排法288㈢不相邻问题插空法例一.七个小孩拍照留念,其中三个是女孩,四个是男孩,⑴若三个女孩要互不相邻,有多少种排法1440⑵若三个女孩互不相邻,四个男孩也互不相邻,有多少种排法144例二.8张椅子排成一排,有四个人就坐,每个人一个座位,恰有3个连续的空位的做法共有几种480例三.5名学生和2位老师站成一排合影,2位老师不相邻的排法有几种例四.七人排成一排,甲乙两人必须相邻,且甲乙都不与丙相邻,则有不同的排法几种?960㈣特殊元素或特殊位置的优先考虑例一.4个男生,3个女生排队,⑴甲不站中间也不站两端,共有多少种排法?2880⑵甲乙中间至少有2个人,有多少种排法2400⑶甲必须在已的右边,有多少种排法2520例二.从6人中选出4人分别到莨山,韶山,衡山,张家界4个旅游景点游览,要求每个景点只有一人游览,每人只游览一个景点,且这6人中甲不去衡山景点,乙不去韶山景点,则不同的安排方法有几种252例三.从6名运动员中选出4人参加4*100米接力,⑴若甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,则有多少种排法252⑵若甲乙都不跑第一棒,则有多少种排法240⑶若甲乙不跑中间两棒,则有多少种排法144例四.将五列车停在5条不同的轨道上,其中a列车不停在第一轨道,b列车不停在第二轨道,那么不同的停车方法有几种78例五.要排出某一天中语文,数学,政治,英语,体育,艺术,6门课各一节的课程表,要求数学课排在前三节,英语课不排在第六节,则不同的排法有几种?288㈤涂色问题例一.在矩形的绿地四角各方一盆花,现有6种不同颜色的花,若要求同一边的两端摆放不同的颜色,则不同的摆放方式有多少种630例二.将三种作物种在5块试验田里,每块种植一种作物,且相邻的试验田不能种植同一作物,不同的种植方法有多少种□□□□□42例三.在田字格中用四种颜色涂,要求相邻的格子颜色不能相同,有多少种不同的涂法㈥几何问题例一.平面内有12个点,任何3点不在同一直线上,以每3点为顶点画一个三角形,一共可画多少个三角形220例二.平面内有12个点,其中有4个点共线,此外再无任何3点共线,以这些点为顶点,可得到多少个不同的三角形216例三.∠A的两条边除A点分别有3给点和四个点,则有这些点,共能构成多少个不同的三角形42例四.从正方体的八个顶点中任取三个点为顶点作为三角形,其中直角三角形有多少个?48例五.共有11层台阶,一个人可以一次走一个台阶或两个台阶,⑴若他恰在第七步走完,共可以有多少种走法35⑵若他要在7步内走完,共可以有多少种走法41例六.甲乙丙3人到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上得人不区分站的位置,则不同的站法有几种?例七.某市有7条南北向街道,5条东西向街道,⑴图中共有多少个矩形210⑵从A点到B点最短路线的走法有多少种?210㈦分组分配例一.对某种产品的6件不同的正品和4件不同的次品,一一进行测试,至区分出所有次品为止,若所有次品恰好在第5次测试时全部发现,则这样的测试方法有几种可能576例二.某校高二年级共有六个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级,且每班安排两名,则不同的安排方案有几种?90例三.从7名男运动员和5名女运动员中,选出4名进行男女混合双打乒乓球比赛,则不同的配组方法有几种420例四.共有8个人,其中6个人会英语,有5个人会法语,现从中选出6个人,3个人翻译英语,3个人翻译法语,共有多少种可能?55例五.若7个人身高都不同,从中取出6人,站成2排,每排3人,要求每一列前排比后排的人矮,共有几种站法?630㈦至多至少恰好间接法例一.袋中有5双不同的鞋子,从中取出4只⑴恰好有2双,共有几种可能?10⑵恰好有2只成双,共有几种可能120⑶至少有2只成双,有几种可能130⑷每只都不成双,有几种可能?80例二.将7名学生分配到甲乙两个宿舍,每个宿舍至少安排2名学生,那么互不相同的分配方式有几种?112例三.设有编号12345的五个球和编号为12345的五个盒子,现将五个球放入盒子内,要求每个盒子内放一个球,⑴若恰有两个球的编号与盒子编号相同,则这样的投放方法有几种20⑵若至多有两个球的编号与盒子相同,则这样的投放方法有多少种?109三个人站成一排,要调整位置,每个人都不站在自己的位置上,有2种方法。

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一.两个计数原理
分类加法计数原理分步乘法计数原理
条件完成一件事有
.在第1类方案中有m种不同的方
法,在第2类方案中有n种不同的方法
完成一件事需要
,做第1步有m种不同的方法,
做第2步有n种不同的方法
结论完成这件事共有N=种不同的方

完成这件事共有N=种不同的方法
依据能否完成整个事件能否完成整个事件
直接法把符合条件的排列数直接列式计算
优先法优先安排特殊元素或特殊位置
捆绑法把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列
插空法对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的间隔中
先整体
后局部
“小集团”排列问题中先整体后局部
定序问题除法处理对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列
间接法正难则反,等价转化的方法
有3名男生,4名女生,在下列不同要求下,求不同的排列方法总数:
(1)全体排成一行,其中甲只能在中间或者两边位置;---优先
(2)全体排成一行,其中甲不在最左边,乙不在最右边;---正难则反---内含优先
(3)全体排成一行,其中男生必须排在一起;----整体优先
(4)全体排成一行,男、女各不相邻;---插空
(5)全体排成一行,男生不能排在一起;----优先插空
(6)全体排成一行,其中甲、乙、丙三人从左至右的顺序不变;----插空
(7)排成前后两排,前排3人,后排4人;---理解分组
(8)全体排成一行,甲、乙两人中间必须有3人.---整体
我再加一条,具体问题具体分析,生搬硬套误人子弟
1.用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为
你一定听过一句话叫正难则反
我们来尝试正反各做一次,看看到底谁难谁简单
正:什么叫做有重复数字?
第一种情况,有两个重复的
先考虑没有0的,有9*8*3个
含1个0的,有9*2个
含2个0的,有9个
第二种情况,有三个重复的,只有9个
做差得252
反:总共有9*10*10个三位数
无重复的有9*9*8个,
做差得252
总结一下,①,结果一定一样
②,穷举有序,不要遗漏
③,穷举没那么麻烦
④,反做的基础是精准的概括和分类
2.五名大学生被安排到4个不同的地区,每个地区至少一人,其中甲乙不能安排在相同的地方,求不同的安排方法
__ __ __ __
甲乙
方法一:列举所有可能情况
12*3*2*2+12*3*2=216
甲或者乙不孤单的情况
第一个12是甲乙挑位置,有12种,3*2是剩下的两个位置分配给两个人,最后的2是最后一个人有2个位置可以选
甲乙各占一坑
第一个12是甲乙挑位置,有12种,3是有一个位置可以有三种塞法,2是,这个位置有两种选法
方法二:正难则反
先不考虑甲乙的个性问题,所有情况有5*4*3*2*4=240种
甲乙在一起的情况有A33*C41=24种,做差得216种
方法致胜:
1.在航天员进行的一项太空实验中,先后要实施6个程序,其中程序A只能出现在第一步或最后一步,程序B和C实施时必须相邻,则实验顺序的编排方法共有______种
典型的整体法+特殊法
2.一生产过程有四道工序,每道工序需要安排一人照看,现从甲、乙、丙等6名工人中安排 4人分别照看一道工序,第一道工序只能从甲、乙两工人中安排1人,第四道工序只能从甲、丙两工人中安排1人,则不同的安排方案共有________种.
典型的特殊法
以下题型非常适合枚举:
1.有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学,在数学检测时要求每位教师不能在本班监考,则监考的方法有( )
2.在编号为1,2,3,4,5,6的六个盒子里放入两个小球,每个盒子中最多放一个小球,且不能在两个编号连续的盒子中同时放入小球,则不同的放小球的方法有_____
3.椭圆x 2m +y 2n =1的焦点在y 轴上,且m ∈{1,2,3,4,5},n ∈{1,2,3,4,5,6,7},则这样的椭圆的个数为________.
4.设集合I ={1,2,3,4,5}.选择集合I 的两个非空子集A 和B ,若集合B 中最小的元素大于集合A 中最大的元素,则不同的选择方法共有______
图形着色(选讲):
1.如图所示的几何体是由一个正三棱锥P ­ABC 与正三棱柱ABC ­A1B1C1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面染色(底面A1B1C1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的染色方案共有________种.
2..将一个四面体ABCD 的六条棱上涂上红、黄、白三种颜色,要求共端点的棱不能涂相同颜色,则不同的涂色方案有______种
3.用红、黄、蓝等6种颜色给如图所示的五连圆涂色,要求相邻两个圆所涂颜色不能相同,
且红色至少要涂两个圆,则不同的涂色方案种数为()
具体思维:
此类题在解题之前要进行划归,找出需要进行排列组合的环节,再通过排列组合计数,进行求解
1.如果正整数a的各位数字之和等于6,那么称a为“好数”(如:6,24,2 013等均为“好数”),将所有“好数”从小到大排成一列a1,a2,a3,…,若an=2 013,则n=()
2.电视台在直播2014年亚运会时要连续插播5个广告,其中3个不同的商业广告和2个不同的奥运宣传广告,要求最后播放的是奥运宣传广告,且2个奥运宣传广告不能连播.则不同的播放方式有
3.无重复数字的五位数a1a2a3a4a5,当a1<a2, a2>a3, a3<a4, a4>a5时称为波形数,则由1,2,3,4,5任意组成的一个没有重复数字的五位数是波形数的概率为 .
隐藏条件,重新建模
1.我班制定了数学学习方案: 星期一和星期日分别解决4个数学问题, 且从星期二开始, 每天所解决问题的个数与前一天相比, 要么“多一个”要么“持平”要么“少一个”.在一周中每天所解决问题个数的不同方案共有_____种
1.变式一,更改第一个条件为,礼拜一和礼拜日解决2个数学问题,求方案总数____
2.数列有,9项,头尾均为1,其中每一项可能是前项的3倍,1/3或者相等,求这样的数列有多少种_____
2.变式一,头为1,尾巴为9,求数列有多少种
2.变式二,头尾均为1,且数列每项只能是1,3,1/3,求数列有多少种。

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