1.2.2组合与组合数公式(二)
122组合二组合数的两个性质

一、复习回顾
1、组合数与排列数的区别?
2、组合数 C
m n
与排列数
Anm
的关系?
3、组合数公式
C
m n
?
n(n ? 1)(n ? 2)? m!
(n ? m ? 1)
C
m n
?
n! m!(n ?
m)!
组合数性质:Leabharlann 性质1:C
m n
?
C n?m n
(规定:C
0 n
?
1
)
性质 2:
:C
n0+C
1n+1+C
2n+2+…+C
m-1 n+m-1
=C
n+m
m-1
(2)求证:
Cmm
?
Cm m?1
?
Cm m?2
?
?
?
Cm n?3
?
Cm n?2
?
Cm n?1
?
Cm?1 n
例3:(1)若
C x2? x 16
?
C5x?5 16
,求x.
先考虑条件,相当于先考虑函数的定义域。
(2)解不等式:
C
20n-5+C
20n-4<C
21n-2<C
20n-1+C
n-2 20
解:由C
n
m+C
m-1 n
=C
m n+1
∴原不等式化为C
n-4 21
<C
n-2 21
<C
n-1 21
∴原不等式化为:
21! (n-4)!(21-n+4)!
高中数学排列组合-平均分组分配问题

每班至少一个.由(1)可知共有C62 15种分法
注:第一小题也可以先给每个班一个指标,
然后,将剩余的4个指标按分给一个班、两个
班、三个班、四个班进行分类,共有
种
分C法61 . 3C62 3C63 C64 126
C61C52C33
2 注意:非均分问题无分配对象只要按比例分完再用乘法原 理作积 ○ 例5 6本不同的书按1∶2∶3分成三堆有多少种 ○ 不同的分法?
六、非均分组分配对象确定问题
C61C52 C33
例6 六本不同的书按 1∶2∶3分给甲、乙、丙三个 人有多少种不同的分法?
七、非均分组分配对象不固定问题
A33
C61C52C33
○ 例7 六本不同的书分给3 人,1人1本,1人2本,1 人3本有多少种分法
○ 注意:非均分组有分配 对象要把组数当作元素 个数再作排列。
五、当堂训练
01
练习1
C132
C
39 C 36
C
3 3
02
A 12本不同的4书平均分成四组有多少 种不同分法? 4
练习2
按2∶2∶2∶4分成四 堆有多少种不同的分
(1)
C
2 6
C
2 4
C
2 2
(2)
C
1 6
C
2 5
C
3 3
(3)
C
1 6
C
2 5
C
3 3
A
3 3
(4)
C
4 6
C
1 2
C
1 1
二、分类组合,隔板处理
例4.有10个运动员名额,再分给7个班,每班至少一个, 有多少种分配方案?
组合与组合数公式

漯河实验高中高三数学组朱联朋
第一章 1.2.2 组 合
学习目标
XUE XI MU BIAO
1.理解组合的定义,正确认识组合与排列的区别与联系. 2.理解排列数与组合数之间的联系,掌握组合数公式,能运用组合数
公式进行计算. 3.会解决一些简单的组合问题.
内
知识梳理
容
题型探究
索
随堂演练
②选出2名男教师或2名女教师参加会议,有__2_1__种不同的选法;
解析 可把问题分两类情况: 第 1 类,选出的 2 名是男教师有 C26种方法; 第 2 类,选出的 2 名是女教师有 C24种方法. 根据分类加法计数原理,共有 C26+C24=15+6=21(种)不同选法.
③现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有_9_0__种不同的选法.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
4.若 A3m=6C4m,则 m 等于
A.9
B.8
√C.7
D.6
解析 A3m=6C4m,∴m≥4 且 m∈N*, ∴m(m-1)(m-2)=6·mm-4×13m×-22×1m-3, 即m-4 3=1,∴m=7.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
5.从4台甲型电视机和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型和
乙型电视机各1台,则不同的取法种数为
A.84
√B.70
C.60
D.48
解析 根据结果分类:第一类,两台甲型机,有 C24·C15=30(种); 第二类,两台乙型机,有 C14·C25=40(种). 根据分类加法计数原理,共有 C24·C15+C14·C25=70(种)不同的取法.
组合与组合数公式(二)

abc , abd , acd , bcd .
abc
abd
acd
bcd
C 4
3 4
d
c
b
a
C 4
1 4
abc
abd
acd
bcd
2 3
C 4
3 4
含元素a 的组合数: 不含元素a 的组合数:
C 3
C 1
3 3
C C C
3 4 2 3
3 3
定理 2 :
C
m n
m n 1
C C .
排列与组合
组合与组合数公式 (二)
播放时间:6月3日9:50-10:30
复习
一、组合的定义 二、组合数公式
n ( n 1)( n 2) ( n m 1) P C m m! Pm
m n m n
n! C m !( n m ) !
m n
组合数的两个性质
定 理1 :
C C
3 8 3 8 2 8 2 8 3 8
例2 求证:
C C ; m 1 m 1 m m 1 ( 2 ) C n C n 2C n C n 2 .
(1) C
m n 1 m 1 n m n 1 m 1 n 1
C
证明: (2) (1)
C C (C C C C C
例5 在产品检验时,常从产品中抽出一 部分进行检查.现在从100件产品中任意 抽出3件: (1)一共有多少种不同的抽法?
(2)如果100件产品中有2件次品,抽出的3 件中恰好有1件是次品的抽法有多少种? (3)如果100件产品中有2件次品,抽出的3 件中至少有1件是次品的抽法有多少种?
作业:
组合与排列的计算方法

组合与排列的计算方法组合与排列是数学中常见的计算方法,用于解决不同的问题。
在实际生活中,我们经常需要计算某些元素的组合方式或排列方式。
本文将详细介绍组合与排列的计算方法,包括定义、公式及应用范围等。
一、组合的计算方法1.1 定义组合是从给定的元素集合中,选取若干个元素按照一定的规则组成子集的方式。
在组合中,元素的顺序不重要,即组合只关注元素的选择,而不关注元素的排列顺序。
1.2 组合的计算公式对于含有n个元素的集合,从中选取m个元素进行组合,计算方法如下:C(n, m) = n! / (m! * (n-m)!)其中,C(n, m)表示从n个元素中选取m个元素的组合数量,n!表示n的阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * ... * 2 * 1。
1.3 组合的应用范围组合的计算方法在概率统计、排列组合等领域有广泛的应用。
例如,在抽奖活动中,求解中奖组合、在竞赛中求解选手比赛成绩排名等都需要用到组合的计算方法。
二、排列的计算方法2.1 定义排列是从给定的元素集合中,选取若干个元素按照一定的规则排列的方式。
与组合不同,排列中元素的顺序是重要的,即排列依赖元素的排列顺序。
2.2 排列的计算公式对于含有n个元素的集合,从中选取m个元素进行排列,计算方法如下:P(n, m) = n! / (n-m)!其中,P(n, m)表示从n个元素中选取m个元素的排列数量。
2.3 排列的应用范围排列的计算方法在密码学、统计分析、问题求解等领域有广泛的应用。
例如,在密码学中,求解密码的破译方式、在统计学中分析数据的排列情况等都需要用到排列的计算方法。
三、组合与排列的比较3.1 区别组合与排列的最主要区别在于元素选择的顺序是否重要。
组合只关注元素的选择,顺序不重要;而排列则依赖于元素的排列顺序。
3.2 应用场景组合适用于计算元素的选择方式,常用于抽奖、竞赛成绩排名等场景;排列适用于计算元素的排列方式,常用于密码破译、统计分析等场景。
高中数学第一章计数原理1.2.2组合与组合数公式课件新人教A版选修 (2)

C62
×
C24
=
65 21
×
43 21
=90(种),
解答简单的组合问题的思路是什么?
((1)弄清楚做的这件事是什么; (2)分析这件事是否需分类或分步完成; (3)结合两计数原理利用组合数公式求出结果)
变式训练 3 1:某车间有 11 名工人,其中有 5 名钳工,4 名车工, 另外 2 名既能当车工又能当钳工,现要在这 11 名工人中选派 4 名钳工,4 名车工修理一台机床,有多少种选派方法? 解:称既能当车工又能当钳工的 2 人为“多面手”. 第 1 类:选派的 4 名钳工中无“多面手”, 此时有选派方法 C54 · C64 =75(种); 第 2 类:选派的 4 名钳工中有 1 名“多面手”.此时有选派方法 C12 · C35 · C54 =100(种); 第 3 类:选派的 4 名钳工中有 2 名“多面手”,此时有选派方法 C22 · C52 · C44 =10(种); 由分类加法计数原理,不同的选派方法共有 75+100+10=185(种).
解:(1)因为集合 A 的任一含 3 个元素的子集与元素顺序无 关,故它是组合问题. (2)因为一种火车票与起点、终点顺序有关.如:甲→乙和 乙→甲的车票不同,故它是排列问题. (3)从 7 本不同的书中,取出 5 本给某个同学,在每种取法 中取出的 5 本并不考虑书的顺序,故它是组合问题. (4)因为一种分工方法就是从 5 种不同的工作中,每次取出 3 种,按一定顺序分给 3 人去干,故它是排列问题. (5)因为 3 本书是相同的,把 3 本书无论分给哪三人不需考 虑顺序,故它是组合问题. 所以组合问题有(1),(3),(5).排列问题有(2),(4).
计数原理
1.2.2 组合与组合数公式
高中数学选修2-3优质三段式学案1:1.2.2 组合(2)

高中数学选修2-3学案1.2.2组合(2)一、学习目标:1.掌握带有较复杂限制条件的组合问题的处理方法;2.掌握分组分配问题的处理方法.学习重点:带有较复杂限制条件的组合问题的处理方法;分组分配问题的处理方法.二、基本知识:1、组合的定义:2、组合数公式:3、组合与排列的区别:4、组合数的两个计算性质:三、典型例题例1、在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;(5)甲、乙、丙三人至少1人参加.例2、(1)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的有向线段共有多少条?四、课堂练习1.从4名男生,2名女生中,选2人参加某项活动,至少有一名女生参加的选法有________种.2.从正方体ABCD-A′B′C′D′的8个顶点中选取4个作为四面体的顶点,可得到的不同的四面体的个数为________.3.(2013·课标全国卷)从n个正整数1,2,…,n中任意取出两个不同的数,若取出的两数之和等于5的概率为114,则n=________.学习笔记高中数学选修2-3学案学习笔记4.12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案共有________.5.“抗震救灾,众志成城”,在我国“四川5·12”抗震救灾中,某医院从10名医疗专家中抽调6名奔赴赈灾前线,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家.问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?——★参考答案★——例1.解:(1)512C =792(种)不同的选法.(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有29C =36(种)不同的选法.(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有59C =126(种)不同的选法.(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有13C =3(种)选法,再从另外的9人中选4人有49C 种选法,共有1439C C =378(种)不同的选法. (5)方法一 (直接法)可分为三类:第一类:甲、乙、丙中有1人参加,共有1439C C 种; 第二类:甲、乙、丙中有2人参加,共有2339C C 种; 第三类:甲、乙、丙3人均参加,共有3239C C 种. 共有1439C C +2339C C +3239C C =666(种)不同的选法. 方法二 (间接法)12人中任意选5人共有512C 种,甲、乙、丙三人不能参加的有59C 种,所以,共有512C -59C =666(种)不同的选法.例2.解 (1)以平面内10个点中每2个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有C 210=10×91×2=45(条). (2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有A 210=10×9=90(条). 课堂练习1.[[解析]] 法一 分两类, ①一男一女,共有4×2=8种; ②两女,只有1种,共有8+1=9种.法二 间接法C 26-C 24=15-6=9种.[[答案]] 92.[[解析]] 从8个顶点中任取4个有C 48种方法,从中去掉6个面和6个对角面,所以有C 48-12=58个不同的四面体.[[答案]] 583.[[解析]] 由题意知n >4,取出的两数之和等于5的有两种情况:1,4和2,3,所以P =2C 2n =114,即n 2-n -56=0,解得n =-7(舍去)或n =8.[[答案]]84.[[解析]]先从12名同学选4个上第一个路口,再从剩下的8名同学选4个上第二个路口,那么剩下的4名同学上第三个路口,则不同的分配方案共有C412C48C44=34 650种.[[答案]]34 6505.解(1)分步:首先从4名外科专家中任选2名,有C24种选法,再从除外科专家的6人中选取4人,有C46种选法,所以共有C24·C46=90(种)抽调方法.(2)“至少”的含义是不低于,有两种解答方法.方法一(直接法)按选取的外科专家的人数分类:①选2名外科专家,共有C24·C46种选法;②选3名外科专家,共有C34·C36种选法;③选4名外科专家,共有C44·C26种选法;根据分类加法计数原理,共有C24·C46+C34·C36+C44·C26=185(种)抽调方法.方法二(间接法)不考虑是否有外科专家,共有C610种选法,考虑选取1名外科专家参加,有C14·C56种选法;没有外科专家参加,有C66种选法,所以共有:C610-C14·C56-C66=185(种)抽调方法.(3)“至多2名”包括“没有”、“有1名”、“有2名”三种情况,分类解答.①没有外科专家参加,有C66种选法;②有1名外科专家参加,有C14·C56种选法;③有2名外科专家参加,有C24·C46种选法.所以共有C66+C14·C56+C24·C46=115(种)抽调方法.。
高中数学 第一章 计数原理 1.2 排列与组合 1.2.2 组合(第2课时)教案 新人教A版选修2-

1.2.2 组合第二课时教学目标知识与技能了解组合数的性质,会利用组合数的性质简化组合数的运算;能把一些计数问题抽象为组合问题解决,会利用组合数公式及其性质求解计数问题.过程与方法通过具体实例,经历把具体事例抽象为组合问题,利用组合数公式求解的过程.情感、态度与价值观能运用组合要领分析简单的实际问题,提高分析问题的能力.重点难点教学重点:组合数的性质、利用组合数公式和性质求解相关计数问题.教学难点:利用组合数公式和性质求解相关计数问题.教学过程引入新课提出问题1:判断以下问题哪个是排列问题,哪个是组合问题,并回顾排列和组合的区别和联系.(1)从A、B、C、D四个景点选出2个进行游览;(2)从甲、乙、丙、丁四个学生中选出2个人担任班长和团支部书记.活动设计:教师提问.活动成果:(1)是组合问题,(2)是排列问题.1.组合的概念:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n 个不同元素中取出m个元素的一个组合.2.组合与排列的区别和联系:(1)区别:①排列有顺序,组合无顺序.②相同的组合只需选出的元素相同,相同的排列那么需选出的元素相同,并且选出元素的顺序相同.(2)联系:①都是从n个不同的元素中选出m(m≤n)个元素;②排列可以看成先组合再全排列.设计意图:复习组合的概念,检查学生的掌握情况.提出问题2:利用上节课所学组合数公式,完成以下两个练习: 练习1:求证:C m n =n m C m -1n -1.(本式也可变形为:mC m n =nC m -1n -1)练习2:计算:①C 310和C 710;②C 37-C 26与C 36;③C 411+C 511. 活动设计:学生板演.活动成果:练习2答案:①120,120 ②20,20 ③792.1.组合数的概念:从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数.用符号C mn 表示.2.组合数的公式:C m n=A mn A m m =n(n -1)(n -2)…(n -m +1)m !或C mn =n !m !(n -m)!(n ,m∈N ,且m≤n).设计意图:复习组合数公式,为得到组合数的性质打下基础.探索新知提出问题1:由问题2练习中所求的几个组合数,你有没有发现一些规律,能不能总结并证明一下?活动设计:小组交流后请不同的同学总结补充. 活动成果:1.性质:(1)C mn =C n -mn ;(2)C mn +1=C mn +C m -1n .2.证明:(1)∵C n -mn =n !(n -m)![n -(n -m)]!=n !m !(n -m)!,又C mn =n !m !(n -m)!,∴C m n =C n -mn .(2)C m n +C m -1n =n !m !(n -m)!+n !(m -1)![n -(m -1)]!=n !(n -m +1)+n !m m !(n -m +1)!=(n -m +1+m)n !m !(n -m +1)!=(n +1)!m !(n -m +1)!=C mn +1,∴C mn +1=C mn +C m -1n .设计意图:引导学生自己推导出组合数的两个性质.运用新知类型一:组合数的性质 1(1)计算:C 37+C 47+C 58+C 69; (2)求证:C nm +2=C nm +2C n -1m +C n -2m .(1)解:原式=C 48+C 58+C 69=C 59+C 69=C 610=C 410=210;(2)证明:右边=(C nm +C n -1m )+(C n -1m +C n -2m )=C nm +1+C n -1m +1=C nm +2=左边. [巩固练习]求证:C 1n +2C 2n +3C 3n +…+nC nn =n2n -1.证明:左边=C 1n +2C 2n +3C 3n +…+nC nn =C 11C 1n +C 12C 2n +C 13C 3n +…+C 1n C nn ,其中C 1i C in 可表示先在n 个元素里选i 个,再从i 个元素里选一个的组合数.设某班有n 个同学,选出假设干人(至少1人)组成兴趣小组,并指定一人为组长.把这种选法按取到的人数i 分类(i =1,2,…,n),那么选法总数即为原式左边.现换一种选法,先选组长,有n 种选法,再决定剩下的n -1人是否参加,每人都有两种可能,所以组员的选法有2n -1种,所以选法总数为n2n -1种.显然,两种选法是一致的,故左边=右边,等式成立.[变练演编]求证:C 1n +22C 2n +32C 3n +…+n 2C nn =n(n +1)2n -2.证明:由于i 2C in =C 1i C 1i C in 可表示先在n 个元素里选i 个,再从i 个元素里选两个(可重复)的组合数,所以原式左端可看成在上题中指定一人为组长的基础上,再指定一人为副组长(可兼职)的组合数.对原式右端我们可分为组长和副组长是否是同一个人两种情况.假设组长和副组长是同一个人,那么有n2n -1种选法;假设组长和副组长不是同一个人,那么有n(n-1)2n -2种选法.∴共有n2n -1+n(n -1)2n -2=n(n +1)2n -2种选法.显然,两种选法是一致的,故左边=右边,等式成立.类型二:有约束条件的组合问题2在100件产品中,有98件合格品,2件次品.从这100件产品中任意抽出3件. (1)有多少种不同的抽法?(2)抽出的3件中恰好有1件是次品的抽法有多少种? (3)抽出的3件中至少有1件是次品的抽法有多少种?解:(1)所求的不同抽法的种数,就是从100件产品中取出3件的组合数,所以共有 C 3100=100×99×981×2×3=161 700种.(2)从2件次品中抽出1件次品的抽法有C 12种,从98件合格品中抽出2件合格品的抽法有C 298种,因此抽出的3件中恰好有1件次品的抽法有C 12×C 298=9 506种.(3)解法1 从100件产品抽出的3件中至少有1件是次品,包括有1件次品和有2件次品两种情况.在第(2)小题中已求得其中1件是次品的抽法有C 12×C 298种,因此根据分类加法计数原理,抽出的3件中至少有一件是次品的抽法有C 12×C 298+C 22×C 198=9 604种.解法2抽出的3件产品中至少有1件是次品的抽法的种数,也就是从100件中抽出3件的抽法种数减去3件中都是合格品的抽法的种数,即C 3100-C 398=161 700-152 096=9 604种.点评:“至少〞“至多〞的问题,通常用分类法或间接法求解. [巩固练习]1.4名男生和6名女生组成至少有1个男生参加的三人社会实践活动小组,问组成方法共有多少种?解法一:(直接法)小组构成有三种情形:3男,2男1女,1男2女,分别有C 34,C 24×C 16,C 14×C 26种方法,所以,一共有C 34+C 24×C 16+C 14×C 26=100种方法. 解法二:(间接法)C 310-C 36=100.2.按以下条件,从12人中选出5人,有多少种不同选法? (1)甲、乙、丙三人必须当选; (2)甲、乙、丙三人不能当选; (3)甲必须当选,乙、丙不能当选; (4)甲、乙、丙三人只有一人当选; (5)甲、乙、丙三人至多2人当选;(6)甲、乙、丙三人至少1人当选;解:(1)C 33C 29=36;(2)C 03C 59=126;(3)C 11C 49=126;(4)C 13C 49=378; (5)方法一:(直接法)C 03C 59+C 13C 49+C 23C 39=756, 方法二:(间接法)C 512-C 33C 29=756;(6)方法一:(直接法)C 13C 49+C 23C 39+C 33C 29=666, 方法二:(间接法)C 512-C 03C 59=666. [变练演编]有翻译人员11名,其中5名精通英语、4名精通法语,还有2名英、法语皆通.现欲从中选出8名,其中4名译英语,另外4名译法语,一共可列多少X 不同的?解:分三类:第一类:2名英、法语皆通的均不选,有C 45C 44=5种;第二类:2名英、法语皆通的选一名,有C 12C 35C 44+C 12C 45C 34=60种; 第三类:2名英、法语皆通的均选,有A 22C 35C 34+C 25C 44+C 45C 24=120种. 根据分类加法计数原理,共有5+60+120=185种不同的. [达标检测]1.计算:(1)C 399+C 299;(2)2C 38-C 39+C 28.2.从6位同学中选出4位参加一个座谈会,要求X 、王两人中至多有一个人参加,那么有不同的选法种数为________.3.从7人中选出3人参加活动,那么甲、乙两人不都入选的不同选法共有______种. 答案:课堂小结1.知识收获:组合数的性质,用组合数公式解决简单的计数问题. 2.方法收获:化归的思想方法. 3.思维收获:化归的思想方法.补充练习[基础练习]1.求证:(1)C mn +1=C m -1n +C mn -1+C m -1n -1;(2)C m +1n +C m -1n +2C mn =C m +1n +2.2.某城新建的一条道路上有12只路灯,为了节省用电而不影响正常的照明,可以熄灭其中三盏灯,但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯,可以熄灭的方法共有______.3.100件产品中有合格品90件,次品10件,现从中抽取4件检查.(1)都不是次品的取法有多少种?(2)至少有1件次品的取法有多少种?(3)不都是次品的取法有多少种?4.从编号为1,2,3,…,10,11的共11个球中,取出5个球,使得这5个球的编号之和为奇数,那么一共有多少种不同的取法?38=56;3.解:(1)C490=2 555 190;(2)C4100-C490=C110C390+C210C290+C310C190+C410=1 366 035;(3)C4100-C410=C190C310+C290C210+C390C110+C490=3 921 015.4.解:分为三类:1奇4偶有C16C45;3奇2偶有C36C25;5奇有C56,所以一共有C16C45+C36C25+C56=236种不同的取法.[拓展练习]现有8名青年,其中有5名能胜任英语翻译工作;有4名能胜任德语翻译工作(其中有1名青年两项工作都能胜任),现在要从中挑选5名青年承担一项任务,其中3名从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,那么有多少种不同的选法?解:我们可以分为三类:①让两项工作都能担任的青年从事英语翻译工作,有C24C23;②让两项工作都能担任的青年从事德语翻译工作,有C34C13;③让两项工作都能担任的青年不从事任何工作,有C34C23.所以一共有C24C23+C34C13+C34C23=42种方法.设计说明本节课是组合的第二课时,本节课的主要目标有两个,一个是学生在教师的问题驱动下自主探究组合数的性质,并在老师的带领下,体会组合数公式的应用;另一个是体会把具体计数问题化归为组合问题的过程.本节课的设计特点是:教师的问题是主线,学生的探究活动是主体,师生合作,共同完成知识和方法的总结.备课资料相同元素分组分配问题解决方法:档板法.(1)参加联赛的10个名额要分配到高三年级的8个班级中,那么每个班级至少一个名额的分配方法有______种;(2)10个相同的小球全部放入编号为1、2、3的盒子中,那么使每个盒子中球的个数不小于盒子的编号数的方法有______种.解析:利用档板法.(1)相当于在排成一排的10个“1〞所形成的9个空隙中,选出7个插入7块档板的方法,每一种插板方法对应一种名额分配方法,有C79种方法;(2)可以首先在2、3号盒子中先分别放入1、2个球,然后在剩余的7个球排成一排形成的6个空隙中选出2个空隙各插入一块板,有C26种方法.注:档板法的使用比较灵活,且对数学思想方法要求较高,现利用档板法证明一个不定方程的自然数解的组数的结论:方程x1+x2+…+x m=n(m,n∈N,m,n≥2)的自然数解有C m-1n+m-1组.简证:转化为正整数解的组数,利用档板模型有:作代换y i=x i+1(i=1,2,…,m),那么方程x1+x2+…+x m=n的自然数解的组数,即y1+y2+…+y m=n+m的正整数解的组数,相当于把n+m个球分成m份,每份至少1个的方法数,即在n+m-1个球的间隙中放置m-1个档板的方法种数,即C m-1n+m-1.。
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例3:从6名男同学和4名女同学中,选出3名男同 学和2名女同学分别承担A,B,C,D,E5项工作。 一共有多少种分配方案。 解2:把工作当作元素,同学看作位置,1.从5种 工作中任选3种(组合问题)分给6个男同学中的3人 (排列问题)有C53.A63种,第二步,将余下的2个工作分给 4个女同学中的2人有A42种.根据乘法原理共有C53.A63. A42=14400(种). 亦可先分配给女同学工作,再给男同学分配工作,分配 方案有C52 . A42.A63=14400(种).
典型例题
1. 4名优等生被保送到3所学校,每所学校至少 得1名,则不同的保送方案总数为( A )。 2 3 (A) 36 (B) 24 (C) 12 (D) 6 C A
4 3
2.若把英语单词“error”中字母的拼写顺序写错了,则可能 出现的错误的种数是( B ) 3 2 (A) 20 (B) 19 (C) 10 (D) 69 C5 A2 1 3.小于50000且含有两个5,而其它数字不重复的五位数 有( B )个。 1 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 4 (A) A4 (B) (C) (D) A4 A8 C4C4 A8 C4C4 C8 C4C8 A4
显然: ①与③; ②与④在 搭配上是一样的。所以只有2 种方法,所以总的搭配方法 有2 C82.C72种。
练习:
1. 高二要从全级10名独唱选手中选出6名在歌咏会上表演,
出场安排甲,乙两人都不唱中间两位的安排方法有多少种?
A C A A A A (种)
6 8 1 2 1 4 5 8 2 4 4 8
例8、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任 意取出4只,试求满足如下条件各有多少种情况: (1)4只鞋子恰有两双; (2) 4只鞋子没有成双的; (3) 4只鞋子只有一双。
分析:
2 C (1)因为4只鞋来自2双鞋, 所以有 10 45
(2)因为4只鞋来自4双不同的鞋, 而从10双鞋中取4双有 4 C 种 10 方法, 每双鞋中可取左边一只也可取右边一只, 各 4 1 1 1 1 1 有 C2 种取法,所以一共有 C10C2C2C2C2 3360 种取法.
练 习
3. 15 人按照下列要求分配,求不同的分法种数。
5 5 5 3 C C C / A (1)分为三组,每组5人,共有______________ 15 10 5 3
种不同的分法。 (2)分为甲、乙、丙三组,一组7人,另两组各 7 4 4 3 2 4人,共有___________________ C15C8 C4 A3 / A2 种不同的分法。 (3)分为甲、乙、丙三组,一组6人,一组5人,一组 6 5 4 3 4人,共有___________________ C15C9 C4 A3 种不同的分法。 4. 8名同学选出4名站成一排照相,其中甲、乙两人都 4 4 1 3 1 3 2 2 2 C A C C A A C 不站中间两位的排法有______________________ 6 4 2 7 2 3 6 A2 A2 种。 5. 某班有27名男生13女生,要各选3人组成 班委会和团支部每队3人,3人中2男1女,共有 4 2 2 1 2 C C C _____________________ 种不同的选法。 27 13 4 C2 A2
例3:某乒乓球队有8男7女共15名队员,现进行混合 双打训练,两边都必须要1男1女,共有多少种不同的搭 配方法。
分析:每一种搭配都需要2男2女,所以先要选出2男2女,有 C82.C72种;
然后考虑2男2女搭配,有多少种方法? 男女----------男女
① Aa-------------Bb ② Ab-------------Ba ③ Bb-------------Aa ④ Ba-------------Ab 先组后排
3 (3)因为4只鞋来自3双鞋,而从10双鞋中取3双有 C10 种 1 取法,3双鞋中取出1双有 C3 种方法,另2双鞋中各取1只 1 1 3 1 1 1 C 有 2C2种方法故共有 C10 C3 C2C2 1440 种取法.
C C C C 1440
1 10 2 9 1 2 1 2
C (C 9) 1440
优先法
解: ② 先从b,c,d三个选其中两个 排在首末两位,有A32种,然后把剩下的一个与a,e 排在中间三个位置有A33种,由乘法原理: 共有A32. A33=36种排列.
间接法: A55- 4A44+2A33(种)排法。
(二)有条件限制的组合问题:
例2:已知集合A={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
例1:12 人按照下列要求分配,求不同的分法种数。 ①分为三组,一组5人,一组4人,一组3人; ②分为甲、乙、丙三组,甲组5人,乙组4人,丙组3人; ③分为甲、乙、丙三组,一组5人,一组4人,一组3人;
④分为甲、乙、丙三组,每组4人;
⑤分为三组,每组4人。 ⑥分成三组,其中一入:前面我们已经学习和掌握了排列组合问题 的求解方法,下面我们要在复习、巩固已掌握的方 法的基础上,学习和讨论排列、组合的综合问题。 和应用问题。 问题:解决排列组合问题一般有哪些方法?应注 意什么问题? 解排列组合问题时,当问题分成互斥各类时,根 据加法原理,可用分类法;当问题考虑先后次序时, 根据乘法原理,可用位置法;上述两种称“直接 法”,当问题的反面简单明了时,可通过求差排除法, 采用“间接法”;另外,排列中“相邻”问题可采 用捆绑法;“分离”问题可用插空法等。 解排列组合问题,一定要做到“不重”、“不漏”。
排列组合应用题与实际是紧密相连的,但思 考起来又比较抽象。“具体排”是抽象转化为 具体的桥梁,是解题的重要思考方法之一。 “具体排”可以帮助思考,可以找出重复,遗 漏的原因。有同学总结解排列组合应用题的方 法是“ 想透,排够不重不漏” 是很有道理的。
解排列组合应用题最重要的是,通过分析构想设计合理的 解题方案,在这里抽象与具体,直接法与间接法,全面分类 与合理分步等思维方法和解题策略得到广泛运用。
(三)排列组合混合问题:
例3:从6名男同学和4名女同学中,选出3名男同学和2 名女同学分别承担A,B,C,D,E 5项工作。一共有 多少种分配方案。
解1:分三步完成,1.选3名男同学有C63种,2.选 2名女同学有C42种,3.对选出的5人分配5种不同的 工作有A55种,根据乘法原理C63.C42.A55=14400(种).
二.排列组合应用问题
(一).有条件限制的排列问题 例1:5个不同的元素a,b,c,d, e每次取全排列。 ①a,e必须排在首位或末位,有多少种排法? ②a,e既不在首位也不在末位,有多少种排法? ③ a,e排在一起多少种排法? ④ a,e不相邻有多少种排法? ⑤ a在e的左边(可不相邻)有多少种排法? 解: ① (解题思路)分两步完成,把a,e排在首末两 端有A22种,再把其余3个元素排在中间3个位置有A33种。 由乘法共有A22. A33=12(种)排法。
答案 ①C125.C74.C33 ④C124.C84.C44 ② C125.C74.C33 ⑤ C124.C84.C44 A33 ③ C125.C74.C33.A33
⑥C12
2. C10
5.C 5 5 A22
例2:求不同的排法种数。 ①6男2女排成一排,2女相邻; ② 6男2女排成一排,2女不能相邻; ③4男4女排成一排,同性者相邻; ④4男4女排成一排,同性者不能相邻。
求含有5个元素,且其中至少有两个是偶数的子集的个 数。
解法1:5个元素中至少有两个是偶数可分成三类: ①2个偶数,3个奇数;②3个偶数,2个奇数;③4个偶数, 1个奇数。所以共有子集个数为 C42.C53+C43.C52+C44.C51=105
解法2:从反面考虑,全部子集个数为P95,而不符合条件 的有两类: ①5 个都是奇数;②4个奇数,1个偶数。所以 共有子集个数为C95-C55-C54.C41=105
例4.九张卡片分别写着数字0,1,2,…,8,从中取出三 张排成一排组成一个三位数,如果6可以当作9使用,问 可以组成多少个三位数?
1 1 1 解:可以分为两类情况:① 若取出6,则有2(A2 + C 8 2 C7C7 ) 种方法; 1 2 ②若不取6,则有 C7 A 7 种方法,
1 2 2 1 1 1 2(A + C C C ) 根据分类计数原理,一共有 8 2 7 7 + C7 A 7 =602 种方法