高二数学组合数的两个性质

组合数的两个性质

教学目的:熟练掌握组合数的计算公式;

掌握组合数的两个性质,

并且能够运用它解决一些简单的应用问题。

教学重点:组合数的两个性质的理解和应用。 教学难点:利用组合数性质进行一些证明。 教学过程:

一、复习回顾:

1

强调:排列——次序性;组合——无序性. 2.练习

1:求证:11--=

m n m

n C m

n C . (本式也可变形为:1

1--=m n m n nC mC )

2:计算:① 310C 和710C ; ② 2637C C -与36C ;③ 5

11411C C +

(此练习的目的为下面学习组合数的两个性质打好基础.)

二、新授内容:

1.组合数的 性质1:m n n m n C C -=.

理解: 一般地,从n 个不同元素中取出m 个元素后,剩下n - m 个元素.因

为从n 个不同元素中取出m 个元素的每一个组合,与剩下的n - m 个元素的每一个组合一一对应....

,所以从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,等于从这n 个元素中取出n - m 个元素的组合数,即:m n n m n C C -=.在这里,我们主要体现:“取

法”与“剩法”是“一一对应”的思想.

证明:∵)!

(!!

)]!([)!(!m n m n m n n m n n C m n n -=

---=

- 又 )!

(!!m n m n C m

n -=

∴m n n m n C C -=

注:1? 我们规定 10

=n C

2? 等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标. 3? 此性质作用:当2

n m >时,计算m n C 可变为计算m

n n C -,能够使运算简化. 例如:2001

2002C =2001

20022002

-C =1

2002C =2002.

4? y

n x n C C =y x =?或n y x =+

2.例4一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.

⑴ 从口袋内取出3个球,共有多少种取法?

⑵ 从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法? ⑶ 从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?

解:⑴ 5638=C ⑵ 2127=C ⑶ 353

7=C 引导学生发现:=38C +2

7C 37C .为什么呢?

我们可以这样解释:从口袋内的8个球中所取出的3个球,可以分为两类:一类含有1个黑球,一类不含有黑球.因此根据分类计数原理,上述等式成立.

一般地,从121,,,+n a a a Λ这n +1个不同元素中取出m 个元素的组合数是m

n C 1+,这些组合可以分为两类:一类含有元素1a ,一类不含有1a .含有1a 的组合是从132,,,+n a a a Λ这n 个元素中取出m -1个元素与1a 组成的,共有1

-m n

C 个;不含有1a 的组合是从

132,,,+n a a a Λ这n 个元素中取出m 个元素组成的,共有m n C 个.根据分类计数原理,可

以得到组合数的另一个性质.在这里,我们主要体现从特殊到一般的归纳思想,“含与不含其元素”的分类思想.

3.组合数的 性质2:m n C

1+=m n C +1

-m n C .

证明: )]!

1([)!1(!)!(!!1

---+

-=

+-m n m n m n m n C C m n m n )!1(!!)1(!+-++-=m n m m n m n n

)!1(!!)1(+-++-=m n m n m m n

)!

1(!)!1(+-+=

m n m n m

n C 1+= ∴ m n C 1+=m

n C +1

-m n C .

注:1? 公式特征:下标相同而上标差1的两个组合数之和,等于下标比原下标多1

而上标与高的相同的一个组合数.

2? 此性质的作用:恒等变形,简化运算.在今后学习“二项式定理”时,我们

会看到它的主要应用.

4.补充例题

⑴ 计算:6

9584737C C C C +++

⑵ 求证:n m C 2+=n m C +12-n m C +2

-n m C

⑶ 解方程:3

213113-+=x x C C

⑷ 解方程:3

33

22

210

1+-+-+=

+x x x x x A C C ⑸ 计算:4

434241404C C C C C ++++和554535251505C C C C C C +++++ 推广:n

n n n n n n n C C C C C 21210=+++++-Λ

5.组合数性质的简单应用: 证明下列等式成立:

⑴ (讲解)1

1321++---=+++++k n k k k k k n k n k n C C C C C C Λ ⑵ (练习)1

121++++++=++++k k n k n k k k k k k k C C C C C Λ

⑶ )(2

3210321n n n n n

n n n n C C C n nC C C C +++=

++++ΛΛ 三、作业: 课堂作业:P 103 1#,2# 课外作业:课本习题10.3;5#—8#

四、小结:1.组合数的两个性质;

2.从特殊到一般的归纳思想.

酒钢三中高二数学组

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