第十章排列组合和概率(第1课)加法原理和乘法原理(1)
排列组合问题之—加法原理和乘法原理

排列组合问题之—加法原理和乘法原理华图教育梁维维加法原理和乘法原理是排列组合问题的基本思想,绝大多数的排列组合问题都会应用到这两个原理,所以对加法、乘法原理广大考生要充分的了解和掌握。
1.加法原理加法原理:做一件事情,完成它有N类方式,第一类方式有M1种方法,第二类方式有M2种方法,……,第N类方式有M(N)种方法,那么完成这件事情共有M1+M2+……+M(N)种方法。
例如:从长春到济南有乘火车、飞机、轮船3种交通方式可供选择,而火车、飞机、轮船分别有k1,k2,k3个班次,那么从武汉到上海共有N=k1+k2+k3种方式可以到达。
加法原理指的是如果一件事情是分类完成的,那么总的情况数等于每类情况数的总和,比如如下的题目:【例1】利用数字1,2,3,4,5共可组成⑴多少个数字不重复的三位数?⑵多少个数字不重复的三位偶数?【解析】⑴百位数有5种选择;十位数不同于百位数有4种选择;个位数不同于百位数和十位数有3种选择.所以共有5×4×3=60个数字不重复的三位数。
【解析】⑵先选个位数,共有两种选择:2或4.在个位数选定后,十位数还有4种选择;百位数有3种选择.所以共有2×4×3=24个数字不重复的三位偶数。
在公务员考试当中,排列组合也是考察比较多的一个问题,国考和联考当中也对加法原理做了考察。
例如如下的两道题:【例2】某班同学要订A、B、C、D四种学习报,每人至少订一种,最多订四种,那么每个同学有多少种不同的订报方式?( )A.7种B.12种C.15种D.21种【解析】不同的订报方式对于同学可以选择订一种、两种、三种、四种这样四类,第一类,选择一种有4种订报方式,第二类选订两种有6种订报方式,第三类选定三种有4种订报方式,第四类四种都订有1种订报方式。
所以每个同学有4+6+4+1=15种订报方式。
对于加法原理大家要掌握的是分类思想,对于分类问题要掌握加法原理。
总的情况数等于每类的情况数加和。
排列组合基础知识

排列组合基础知识排列组合基础知识一、两大原理1.加法原理(1)定义:做一件事,完成它有n 类方法,在第一类方法中有1m 中不同的方法,第二类方法中有2m 种不同的方法......第n 类方法中n m 种不同的方法,那么完成这件事共有n m m m N +++= (21)种不同的方法。
(2)本质:每一类方法均能独立完成该任务。
(3)特点:分成几类,就有几项相加。
2.乘法原理(1)定义做一件事,完成它需要n 个步骤,做第一个步骤有1m 中不同的方法,做第二个步骤有2m 种不同的方法......做第n 个步骤有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有n m m m N ...21=种不同的方法。
(2)本质:缺少任何一步均无法完成任务,每一步是不可缺少的环节。
(3)特点:分成几步,就有几项相乘。
二、排列组合1.排列(1)定义:从n 个不同的元素中,任取m 个(n m ≤)元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n 个不同的元素中,选取m 个元素的一个排列,排列数记为m n P ,或记为m n A 。
(2)使用排列的三条件①n 个不同元素;②任取m 个;③讲究顺序。
(3)计算公式)!(!)1)....(2)(1(m n n m n n n n A m n -=+---= 尤其:!,,110n P n P P n n n n ===2.组合(1)定义:从n 个不同的元素中,任取m 个(n m ≤)元素并为一组,叫做从n 个不同的元素中,选取m 个元素的一个组合,组合数记为m n C 。
(2)使用三条件①n 个不同元素;②任取m 个;③并为一组,不讲顺序。
(3)计算公式12)...1()1)...(1()!(-+--=-==m m m n n n m n m n P P C m m m n mn尤其:m n n m n n n n n C C C n C C -====,1,,110例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的五位奇数?A.226B.246C.264D.288解析:由于首位和末位有特殊要求,应优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置,末位有13C 种选择,然后排首位,有14C 种选择,左后排剩下的三个位置,有34A 种选择,由分步计数原理得:13C 14C 34A =288例2.旅行社有豪华游5种和普通游4种,某单位欲从中选择4种,其中至少有豪华游和普通游各一种的选择有()种。
排列组合问题2:加法原理和乘法原理

加法原理和乘法原理导言:加法原理和乘法原理,是排列组合中的二个基本原理,在解决计数问题中经常运用。
把握这两个原理,并能正确区分这两个原理,至关重要。
一、概念(一)加法原理如果完成某件事共有几类不同的方法,而每类方法中,又有几种不同的方法,任选一种方法都可以完成此事,那么完成这件事的方法总数就等于各种方法的总和,这一原理称为加法原理。
例:从甲地到乙地,一天中火车有4班,汽车有2班,轮船有3班,那么,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地,共有多少种不同的走法?解析:把乘坐不同班次的车、船称为不同的走法。
要完成从甲地到乙地这件事,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船,一天中,乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法。
而乘坐火车、汽车、轮船中的任何一班次,都可以从甲地到乙地,符合加法原理。
所以从甲地到乙地的总的走法=乘火车的4种走法+乘汽车的2种走法+乘轮船的3种走法=9种不同的走法(二)乘法原理如果做某件事,需要分几个步骤才能完成,而每个步骤又有几种不同的方法,任选一种方法都不能完成这件事,那么完成这件事的方法总数,就等于完成各步骤方法的乘积。
例:用1、2、3、4这四个数字可以组成多少个不同的三位数?解析:要完成组成一个三位数这件事,要分三个步骤做,首先选百位上的数,再选十位上的数,最后选个位上的数。
选百位上的数这一步骤中,可选1、2、3、4任何一个,共4种方法选十位上的数这一步骤中,可选除百位上已选好那个数字之外的三个数字,共3种方法选个位上的数这一步骤中,可选除百、十位上已选好的两个数字之外的另两个数字,共2种方法单独挑上面的任何一步中的任何一种方法,都不能组成一个三位数,符合乘法原理所以,可以组成:4×3×2=24(个)不同的三位数二、加法原理和乘法原理的区别什么时候使用加法原理,什么时候使用乘法原理,最关键是要把握住加法原理与乘法原理的区别。
从上面两个例子我们容易发现,加法原理与乘法原理最大的区别就是:如果完成一件事有几类方法,不论哪一类方法,都能完成这件事时,运用加法原理,简称为“分类-----加法”;如果完成一件事要分几个步骤,而无论哪一个步骤,都只是完成这件事的一部分,只有每一步都完成了,这件事才得以完成,这里运用乘法原理,简称为“分步----乘法”。
计数原理与排列组合知识点总结

计数原理与排列组合知识点总结计数原理和排列组合是高中数学中重要的概念和工具,在各种数学问题的解决过程中起到了重要的作用。
本文将对计数原理和排列组合的相关知识点进行总结和介绍。
一、计数原理计数原理通过分析一个问题中的各个步骤或条件,来确定解决问题的方式和策略。
常用的计数原理有加法原理、乘法原理、容斥原理和抽屉原理等。
1. 加法原理加法原理适用于多个事件发生的情况,它指出如果一个事件发生的方式有m种,另一个事件发生的方式有n种,那么这两个事件发生的总方式数为m+n。
2. 乘法原理乘法原理适用于多个事件发生的情况,它指出如果一个事件发生的方式有m种,另一个事件发生的方式有n种,则这两个事件发生的总方式数为m×n。
3. 容斥原理容斥原理适用于计算多个集合的并集的情况。
它指出如果有n个集合,分别有A1,A2,...,An个元素,那么这n个集合的并集中元素的个数为:|A1∪A2∪...∪An| = Σ|Ai| - Σ|Ai∩Aj| + Σ|Ai∩Aj∩Ak| - ... + (-1)^(n-1)|A1∩A2∩...∩An|。
4. 抽屉原理抽屉原理也称为鸽笼原理,它指出如果有m+1个物体放入m个抽屉中,那么至少会有一个抽屉中放入两个或两个以上的物体。
二、排列组合排列组合是计数原理的一个重要应用,用于解决选择和安排问题。
它包括排列和组合两个不同的概念。
1. 排列排列是指从一组元素中按一定顺序选取若干元素的方式,其中元素的选取不可重复。
常见的排列问题有全排列和有限排列。
- 全排列是指将一组元素全部进行排列,例如3个元素的全排列有3! = 3×2×1 = 6种。
- 有限排列是指从一组元素中选取若干个元素进行排列,其中元素的选取数目有限。
例如从3个元素中选取2个进行排列,有3×2 = 6种不同的排列方式。
2. 组合组合是指从一组元素中选择若干元素的方式,其中元素的选取不按顺序进行,而是以集合的形式呈现。
排列组合与概率原理及解题技巧

排列组合与概率原理及解题技巧一、基础知识1.加法原理:做一件事有n 类办法,在第1类办法中有m 1种不同的方法,在第2类办法中有m 2种不同的方法,……,在第n 类办法中有m n 种不同的方法,那么完成这件事一共有N=m 1+m 2+…+m n 种不同的方法。
2.乘法原理:做一件事,完成它需要分n 个步骤,第1步有m 1种不同的方法,第2步有m 2种不同的方法,……,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×…×m n 种不同的方法。
3.排列与排列数:从n 个不同元素中,任取m(m ≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列,从n 个不同元素中取出m 个(m ≤n)元素的所有排列个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,用m n A 表示,mn A =n(n-1)…(n-m+1)=)!(!m n n -,其中m,n ∈N,m ≤n,注:一般地0n A =1,0!=1,nn A =n!。
4.N 个不同元素的圆周排列数为nA n n =(n-1)!。
5.组合与组合数:一般地,从n 个不同元素中,任取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,即从n 个不同元素中不计顺序地取出m 个构成原集合的一个子集。
从n 个不同元素中取出m(m ≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,用mn C 表示:.)!(!!!)1()1(m n m n m m n n n C m n -=+--=6.组合数的基本性质:(1)m n n m n C C -=;(2)11--+=n nm n m n C C C ;(3)kn k n C C kn =--11;(4)n nk k n n nnnC C C C 2010==+++∑= ;(5)111++++-=+++k m k k m k k k k k C C C C ;(6)kn m n m k k n C C C --=。
乘法原理和加法原理

乘法原理和加法原理首先,我们来介绍乘法原理。
乘法原理是指如果一个事件发生的方式有m种,另一个事件发生的方式有n种,那么这两个事件同时发生的方式有mn种。
乘法原理常常用于计算多个事件同时发生的总数。
例如,如果有一条裤子有3种颜色,一件衬衫有2种颜色,那么一套搭配的上衣和裤子的方式有32=6种。
在实际生活中,乘法原理也常常用于计算排列组合、密码锁密码的可能性等。
接下来,我们来介绍加法原理。
加法原理是指如果一个事件发生的方式有m种,另一个事件发生的方式有n种,且这两个事件没有共同的发生方式,那么这两个事件发生的总方式有m+n种。
加法原理常常用于计算多个事件中至少有一个发生的总数。
例如,某人去购物可以选择去商场或者超市,那么他购物的方式有2种。
在实际生活中,加法原理也常常用于计算不同情况下的总数,比如考试中选择题的得分可能性等。
乘法原理和加法原理在解决实际问题时常常需要结合使用。
比如,某人有3种颜色的上衣和2种颜色的裤子可以搭配,他又有4种颜色的鞋子可以选择,那么他搭配上衣、裤子和鞋子的方式有324=24种。
这个例子中就是使用了乘法原理。
又比如,某人去购物可以选择去商场或者超市,他又可以选择购买衣服或者食品,那么他购物的方式有2+2=4种。
这个例子中就是使用了加法原理。
总结来说,乘法原理和加法原理是数学中的两个基本计数原理,在实际生活和工作中也有着广泛的应用。
通过学习和掌握乘法原理和加法原理,我们可以更好地解决实际问题,提高计算能力和逻辑思维能力。
希望大家通过本文的介绍,对乘法原理和加法原理有更深入的了解,并能够灵活运用于实际生活和工作中。
高中数学第十章-排列组合

高三数学总复习................................................................高考复习科目:数学 高中数学总复习(九)复习内容:高中数学第十章-排列组合 复习范围:第十章 编写时间:2004-7修订时间:总计第三次 2005-4 一、两个原理.1. 乘法原理、加法原理.2. 可.以有..重复..元素..的排列. 从m 个不同元素中,每次取出n 个元素,元素可以重复出现,按照一定的顺序排成一排,那么第一、第二……第n 位上选取元素的方法都是m 个,所以从m 个不同元素中,每次取出n 个元素可重复排列数m·m·… m = m n .. 例如:n 件物品放入m 个抽屉中,不限放法,共有多少种不同放法? (解:nm 种) 二、排列.1. ⑪对排列定义的理解.定义:从n 个不同的元素中任取m(m ≤n )个元素,按照一定顺序......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. ⑫相同排列.如果;两个排列相同,不仅这两个排列的元素必须完全相同,而且排列的顺序也必须完全相同. ⑬排列数.从n 个不同元素中取出m (m≤n )个元素排成一列,称为从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列. 从n个不同元素中取出m 个元素的一个排列数,用符号m n A 表示.⑭排列数公式:),,()!(!)1()1(N m n n m m n n m n n n A m ∈≤-=+--=注意:!)!1(!n n n n -+=⋅ 规定0! = 1111--++=⋅+=m n m n m n m m m n m n mA A C A A A 11--=m n m n nA A 规定10==n n n C C 2. 含有可重元素......的排列问题. 对含有相同元素求排列个数的方法是:设重集S 有k 个不同元素a 1,a 2,…...a n 其中限重复数为n 1、n 2……n k ,且n = n 1+n 2+……n k , 则S 的排列个数等于!!...!!21k n n n n n=.例如:已知数字3、2、2,求其排列个数3!2!1)!21(=+=n 又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数1!3!3==n .三、组合.1. ⑪组合:从n 个不同的元素中任取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.⑫组合数公式:)!(!!!)1()1(m n m n C m m n n n A A C m n mmmn m n -=+--==⑬两个公式:①;m n n m n C C -= ②mn m n m n C C C 11+-=+①从n 个不同元素中取出m 个元素后就剩下n-m 个元素,因此从n 个不同元素中取出 n-m 个元素的方法是一一对应的,因此是一样多的就是说从n 个不同元素中取出n-m 个元素的唯一的一个组合.(或者从n+1个编号不同的小球中,n 个白球一个红球,任取m 个不同小球其不同选法,分二类,一类是含红球选法有1m n 111m n C C C --=⋅一类是不含红球的选法有m n C )②根据组合定义与加法原理得;在确定n+1个不同元素中取m 个元素方法时,对于某一元素,只存在取与不取两种可能,如果取这一元素,则需从剩下的n 个元素中再取m-1个元素,所以有C 1-m n ,如果不取这一元素,则需从剩余n 个元素中取出m 个元素,所以共有C m n 种,依分类原理有mn m n m n C C C 11+-=+.⑭排列与组合的联系与区别.联系:都是从n 个不同元素中取出m 个元素.区别:前者是“排成一排”,后者是“并成一组”,前者有顺序关系,后者无顺序关系. ⑮①几个常用组合数公式n n n n n n C C C 2210=+++ 11111121153142011112++--++++++-+=+==++=+++=+++k n k n k n kn m n m m n m m m m m m n n n n n n n n C n C k nCkC C C C C C C C C C C C②常用的证明组合等式方法例. i. 裂项求和法. 如:)!1(11)!1(!43!32!21+-=++++n n n (利用!1)!1(1!1n n n n --=-) ii. 导数法. iii. 数学归纳法. iv. 倒序求和法.v. 递推法(即用m n m n m n C C C 11+-=+递推)如:413353433+=+++n n C C C C C .vi. 构造二项式. 如:n nn n n n C C C C 222120)()()(=+++ 证明:这里构造二项式n n n x x x 2)1()1()1(+=++其中nx 的系数,左边为22120022110)()()(n n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C C C C +++=⋅++⋅+⋅+⋅-- ,而右边nn C 2= 四、排列、组合综合.1. I. 排列、组合问题几大解题方法及题型: ①直接法. ②排除法.③捆绑法:在特定要求的条件下,将几个相关元素当作一个元素来考虑,待整体排好之后再考虑它们“局部”的排列.它主要用于解决“元素相邻问题”,例如,一般地,n 个不同元素排成一列,要求其中某)(n m m ≤个元素必相邻的排列有m m m n m n A A ⋅+-+-11个.其中11+-+-m n m n A 是一个“整体排列”,而mm A 则是“局部排列”.又例如①有n 个不同座位,A 、B 两个不能相邻,则有排列法种数为-2n A 2211A A n ⋅-.②有n 件不同商品,若其中A 、B 排在一起有2211A A nn ⋅--. ③有n 件不同商品,若其中有二件要排在一起有112--⋅n n n A A . 注:①③区别在于①是确定的座位,有22A 种;而③的商品地位相同,是从n 件不同商品任取的2个,有不确定性.④插空法:先把一般元素排列好,然后把待定元素插排在它们之间或两端的空档中,此法主要解决“元素不相邻问题”.例如:n 个元素全排列,其中m 个元素互不相邻,不同的排法种数为多少?mm n m n m n A A 1+---⋅(插空法),当n – m+1≥m, 即m≤21+n 时有意义.⑤占位法:从元素的特殊性上讲,对问题中的特殊元素应优先排列,然后再排其他一般元素;从位置的特殊性上讲,对问题中的特殊位置应优先考虑,然后再排其他剩余位置.即采用“先特殊后一般”的解题原则. ⑥调序法:当某些元素次序一定时,可用此法.解题方法是:先将n 个元素进行全排列有n n A 种,)(n m m 个元素的全排列有m m A 种,由于要求m 个元素次序一定,因此只能取其中的某一种排法,可以利用除法起到去调序的作用,即若n 个元素排成一列,其中m 个元素次序一定,共有m mn n A A 种排列方法.例如:n 个元素全排列,其中m 个元素顺序不变,共有多少种不同的排法? 解法一:(逐步插空法)(m+1)(m+2)…n = n !/ m !;解法二:(比例分配法)mm n n A A /.⑦平均法:若把kn 个不同元素平均分成k 组,每组n 个,共有k knnn n k n kn A C C C )1(-⋅.例如:从1,2,3,4中任取2个元素将其平均分成2组有几种分法?有3!224=C (平均分组就用不着管组与组之间的顺序问题了)又例如将200名运动员平均分成两组,其中两名种子选手必在一组的概率是多少? (!2/102022818C C C P =)注意:分组与插空综合. 例如:n 个元素全排列,其中某m 个元素互不相邻且顺序不变,共有多少种排法?有mmm m n m n m n A A A /1+---⋅,当n – m+1 ≥m, 即m≤21+n 时有意义. ⑧隔板法:常用于解正整数解组数的问题.例如:124321=+++x x x x 的正整数解的组数就可建立组合模型将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成11个空隙中任选三个插入3块摸板,把球分成4个组.每一种方法所得球的数目依次为4321,,,x x x x 显然124321=+++x x x x ,故(4321,,,x x x x )是方程的一组解.反之,方程的任何一组解),,,(4321y y y y ,对应着惟一的一种在12个球之间插入隔板的方式(如图所示)故方程的解和插板的方法一一对应. 即方程的解的组数等于插隔板的方法数311C .注意:若为非负数解的x 个数,即用n a a a ,...,21中i a 等于1+i x ,有A a a a A x x x x n n =-+-+-⇒=+++1...11...21321,进而转化为求a 的正整数解的个数为1-+n n A C .⑨定位问题:从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列规定某r 个元素都包含在内,并且都排在某rx 1x 2x 3x 4个指定位置则有rk r n r r A A --.例如:从n 个不同元素中,每次取出m 个元素的排列,其中某个元素必须固定在(或不固定在)某一位置上,共有多少种排法?固定在某一位置上:11--m n A ;不在某一位置上:11---m n m n A A 或11111----⋅+m n m m n A A A (一类是不取出特殊元素a ,有m n A 1-,一类是取特殊元素a ,有从m-1个位置取一个位置,然后再从n-1个元素中取m-1,这与用插空法解决是一样的)⑩指定元素排列组合问题.i. 从n 个不同元素中每次取出k 个不同的元素作排列(或组合),规定某r 个元素都包含在内 。
加乘原理和排列组合

加乘原理和排列组合排列与元素的顺序有关,组合与顺序无关.如231与213是两个排列,2+3+1的和与2+1+3的和是一个组合.(一)两个基本原理是排列和组合的基础(1)加法原理:做一件事,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+m3+…+mn种不同方法.(2)乘法原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有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×m3×…×mn种不同的方法.这里要注意区分两个原理,要做一件事,完成它若是有n类办法,是分类问题,第一类中的方法都是独立的,因此用加法原理;做一件事,需要分n个步骤,步与步之间是连续的,只有将分成的若干个互相联系的步骤,依次相继完成,这件事才算完成,因此用乘法原理.这样完成一件事的分“类”和“步”是有本质区别的,因此也将两个原理区分开来.(二)排列和排列数(1)排列:从n个不同元素中,任取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.从排列的意义可知,如果两个排列相同,不仅这两个排列的元素必须完全相同,而且排列的顺序必须完全相同,这就告诉了我们如何判断两个排列是否相同的方法.(2)排列数公式:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列当m=n时,为全排列Pnn=n(n-1)(n-2)…3·2·1=n!(三)组合和组合数(1)组合:从n个不同元素中,任取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.从组合的定义知,如果两个组合中的元素完全相同,不管元素的顺序如何,都是相同的组合;只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合.(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个这里要注意排列和组合的区别和联系,从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素,“按照一定的顺序排成一列”与“不管怎样的顺序并成一组”这是有本质区别的.一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课题:10.1加法原理和乘法原理(一)教学目的:1了解学习本章的意义,激发学生的兴趣.2.理解分类计数原理与分步计数原理,培养学生的归纳概括能力.3.会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题.教学重点:分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)教学难点:分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)的准确理解授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体、实物投影仪内容分析:两个基本原理是排列、组合的开头课,学习它所需的先行知识跟学生已熟知的数学知识联系很少,排列、组合的计算公式都是以乘法原理为基础的,而一些较复杂的排列、组合应用题的求解,更是离不开两个基本原理,所以在教学目标中特别提出要使学生学会准确地应用两个基本原理分析和解决一些简单的问题对于学生陌生的知识,在开头课中首先作一个大概的介绍,使学生有一个大致的了解是十分必要的基于这一想法,在引入新课时,首先是把这一章将要学习的内容,以及与其它科目的关系做了介绍,同时也引入了课题正确使用两个基本原理的前提是要学生清楚两个基本原理使用的条件;分类用加法原理,分步用乘法原理,单纯这点学生是容易理解的,问题在于怎样的,目的就在于帮助学生对这一知识的理解与应用两个原理是教与学重点,又具有相当难度.加法和乘法在小学就会,那么,在中学再学它与以往有什么不同?不同在于小学阶段重在运算结果的追求,而忽视了其过程中包含的深层次思想;两个原理恰恰深刻反映了人类计数最基本的“大事化小”,即“分解”的思想.更具体地说就是把事物分成类或分成步去数.“分类”、“分步”,看似简单,不难理解,却是全章的理论依据和基本方法,贯穿始终,所以,是举足轻重的重点.两个原理,要能在各种场合灵活应用并非易事,所以,着实有其难用之处教学过程:一、复习引入:一次集会共50人参加,结束时,大家两两握手,互相道别,请你统计一下,大家握手次数共有多少?某商场有东南西北四个大门,当你从一个大门进去又从另一个大门出来,问你共有多少种不同走法?揭示本节课内容:等我们学了这一部分内容后,这些问题会很容易解决而这部分内容是代数中一个独立的问题,与旧知识联系很少,但它是以后学习二项式定理、概率学、统计学等知识的基础内容从本节课开始,我们将要学习中学代数内容中一个独特的部分——排列、组合它们研究对象独特,研究问题的方法不同一般虽然份量不多,但是与旧知识的联系很少,而且它还是我们今后学习概率论的基础,统计学、运筹学以及生物的选种等都与它直接有关至于在日常的工作、生活上,只要涉及安排调配的问题,就离不开它今天我们就来学习本章的两个基本原理(这是排列、组合的第一节课,把这一章的内容作一个大概的介绍,能使学生从一开始就对将要学习的知识有一个初步的了解,并为本章的学习研究打下思想基础)二、讲解新课:1.问题一(1-1)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多少种方法?分析:因为一天中乘火车有3种走法,乘汽车有2种走法,每一种走法都可以从甲地到乙地,所以,共有3+2=5种不同的走法,如图所示(1-2) 从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船一天中,火车有4 班, 汽车有2班,轮船有3班那么一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法?分析:从甲地到乙地有3类方法:第一类方法,乘火车,有4种方法;第二类方法,乘汽车,有2种方法;第三类方法,乘轮船,有3种方法;所以,从甲地到乙地共有4+2+3=9种方法 分类计数原理(加法原理):做一件事情,完成它可以有n 类办法,在第一类办法中有1m 种不同的方法,在第二类办法中有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12n N m m m =+++ 种不同的方法3.问题二(2-1)从甲地到乙地,要从甲地先乘火车到丙地,再于次日从丙地乘汽车到乙地,一天中,火车有3班,汽车有2班,那么两天中,从甲地到乙地共有多少种不同的走法? 甲地乙地火车汽车轮船分析:因为乘火车有3种走法,乘汽车有2种走法,所以,乘一次火车再接着乘一次汽车从甲地到乙地,共有326⨯=种不同走法,如图所示,所有走法:火车1──汽车1;火车1──汽车2;火车2──汽车1;火车2──汽车2;火车3──汽车1;火车3──汽车2(2-2)如图,由A 村去B 村的道路有2条,由B 村去C 村的道路有3条从A 村经B 村去C 村,共有多少种不同的走法?分析: 从A 村经 B 村去C 村有2步, 第一步, 由A 村去B 村有2种方法, 第二步, 由B 村去C 村有3种方法,所以 从A 村经 B 村去C 村共有 2×3 = 6 种不同的方法4.分步计数原理(乘法原理):做一件事情,完成它需要分成n 个步骤,做第一步有1m 种不同的方法,做第二步有2m 种不同的方法,……,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法5.原理浅释分类计数原理(加法原理)中,“完成一件事,有n 类办法”,是说每种办法“互斥”,即每种方法都可以独立地完成这件事,同时他们之间没有重复也没有遗漏.进行分类时,要求各类办法彼此之间是相互排斥的,不论那一类办法中的哪一种方法,都能独立完成这件事.只有满足这个条件,才能直接用加法原理,否则不可以.分步计数原理(乘法原理)中,“完成一件事,需要分成n 个步骤”,是说每个步骤都不足以完成这件事,这些步骤,彼此间也不能有重复和遗漏.如果完成一件事需要分成几个步骤,各步骤都不可缺少,需要依次完成所有步骤才能完成这件事,而各步要求相互独立,即相对于前一步的每一种方法,下一步都有m 种不同的方法,那么完成这件事的方法数就可以直接用乘法原理. 可以看出“分”是它们共同的特征,但是,分法却大不相同.两个原理的公式是: 12n N m m m =+++, 12n N m m m =⨯⨯⨯这种变形还提醒人们,分类和分步,常是在一定的限制之下人为的,因此,在这里我们大有用武之地:可以根据解题需要灵活而巧妙地分类或分步.强调知识的综合是近年的一种可取的现象.两个原理,可以与物理中电路A村C村B村的串联、并联类比.两个基本原理的作用:计算做一件事完成它的所有不同的方法种数两个基本原理的区别:一个与分类有关,一个与分步有关;加法原理是“分类完成”,乘法原理是“分步完成”三、讲解范例:例1.书架的第1层放有4本不同的计算机书,第2层放有3本不同的文艺书,第3层放有2本不同的体育书,(1)从书架上任取1本书,有多少种不同的取法?(2)从书架的第1、2、3层各取1本书,有多少种不同的取法?解:(1)从书架上任取1本书,有3类办法:第1类办法是从第1层取1本计算机书,有4种方法;第2类是从第2层取1本文艺书,有3种方法;第3类办法是从第3层取1本体育书,有2种方法根据分类计数原理,不同取法的种数是4+3+2=9种所以,从书架上任取1本书,有9种不同的取法;(2)从书架的第1、2、3层各取1本书,可以分成3个步骤完成:第1步从第1层取1本计算机书,有4种方法;第2步从第2层取1本艺术书,有3种方法;第3步从第3层取1本体育书,有2种方法根据分步计数原理,从书架的⨯⨯=种第1、2、3层各取1本书,不同取法的种数是43224所以,从书架的第1、2、3层各取1本书,有24种不同的取法例2.一种号码拨号锁有4个拨号盘,每个拨号盘上有从0到9共10个数字,这4个拨号盘可以组成多少个四位数号码?解:每个拨号盘上的数字有10种取法,根据分步计数原理,4个拨号盘上N=⨯⨯⨯=,各取1个数字组成的四位数字号码的个数是1010101010000所以,可以组成10000个四位数号码例3.要从甲、乙、丙3名工人中选出2名分别上日班和晚班,有多少种不同的选法?解:从3名工人中选1名上日班和1名上晚班,可以看成是经过先选1名上日班,再选1名上晚班两个步骤完成,先选1名上日班,共有3种选法;上日班的工人选定后,上晚班的工人有2种选法根据分步技数原理,不同的选法数N=⨯=种,6种选法可以表示如下:是326日班晚班甲乙甲丙乙甲乙丙丙甲丙乙所以,从3名工人中选出2名分别上日班和晚班,6种不同的选法例4.甲厂生产的收音机外壳形状有3种,颜色有4种,乙厂生产的收音机外壳形状有4种,颜色有5种,这两厂生产的收音机仅从外壳的形状和颜色看,共有所少种不同的品种?解:收音机的品种可分两类:⨯=第一类:甲厂收音机的种类,分两步:形状有3种,颜色有4种,共3412种;⨯=第二类:乙厂收音机的种类,分两步:形状有4种,颜色有5种,共4520种+=个品种所以,共有122032说明:分类和分步计数原理,都是关于做一件事的不同方法的种数的问题区别在于:分类计数原理针对“分类”问题,其中方法相互独立,用其中任何一种方法都可以做完这件事;分步计数原理针对“分步”问题,各个步骤中方法相互独立,只有各个步骤都完成才算完成了这件事四、课堂练习:1 .书架上层放有6本不同的数学书,下层放有5本不同的语文书(1) 从中任取一本,有多少种不同的取法?(2)从中任取数学书与语文书各一本,有多少种不同的取法?解:(1)从书架上任取一本书,有两种方法:第一类可从6本数学书中任取一本,有6种方法;第二类可从5本语文书中任取一本,有5种方法;根据加法原理可得共有 5+6=11 种不同的取法(2) 从书架上任取数学、语文书各一本,可以分成两步完成:第一步任取一本数学书,有6种方法;第二步任取一本语文书,有5种方法根据乘法原理可得共有5×6=30种不同取法2.某班级有男学生5人,女学生4人(1)从中任选一人去领奖, 有多少种不同的选法?(2) 从中任选男、女学生各一人去参加座谈会,有多少种不同的选法?解:(1) 完成从学生中任选一人去领奖这件事,共有2类办法,m = 5种不同的方法;第一类办法,从男学生中任选一人,共有1m = 4种不同的方法第二类办法,从女学生中任选一人,共有2所以, 根据加法原理, 得到不同选法种数共有 N = 5 + 4 = 9 种(2) 完成从学生中任选男、女各一人去参加座谈会这件事, 需分2步完成,m= 5种方法;第一步,选一名男学生,有1m= 4种方法;第二步,选一名女学生,有2所以,根据乘法原理, 得到不同选法种数共有 N = 5 × 4 = 20 种由例1可知:解题的关键是从总体上看做这件事情是“分类完成”,还是“分步完成”“分类完成”用“加法原理”;“分步完成”用“乘法原理”3. 满足A∪B={1,2}的集合A、B共有多少组?分析一:A、B均是{1,2}的子集:φ,{1},{2},{1,2},但不是随便两个子集搭配都行,本题尤如含A、B两元素的不定方程,其全部解分为四类:1)当A=φ时,只有B={1,2},得1组解;2)当A={1}时,B={2}或B={1,2},得2组解;3)当A={2}时,B={1}或B={1,2},得2组解;4)当A={1,2}时,B=φ或{1}或{2}或{1,2},得4组解.根据分类计数原理,共有1+2+2+4=9组解.分析二: 设A、B为两个“口袋”,需将两种元素(1与2)装入,任一元素至少装入一个袋中,分两步可办好此事:第1步装“1”,可装入A不装入B,也可装入B 不装入A,还可以既装入A又装入B,有3种装法;第2步装2,同样有3种装法.根据分步计数原理共有3×3=9种装法,即原题共有9组解.4.从甲地到乙地有2条路可通,从乙地到丙地有3条路可通;从甲地到丁地有4条路可通, 从丁地到丙地有2条路可通从甲地到丙地共有多少种不同的走法?答案:2×3+4×2=14五、小结:本节课主要介绍了两个基本原理,解题时应紧扣原理,弄清事情完成的前后经过,分清是分类还是分步,或分类中含分步、分步中含分类无论是分类、分步,关键是做到不重不漏六、课后作业:七、板书设计(略)八、课后记:。