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