1.3.2排列与组合(二)
排列与组合公式排列从N个不同元素中任取R个元素排成一
1.3.2 古典概型
【例1.5】（摸球问题）箱中盛有个白球和个黑 球，从其中任意地接连取出k+1个球(k+1 + )，
如果每个球被取出后不再放回，试求最后取出的球 是白球的概率．
1.3.2 古典概型
解：由于注意了球的次序，故应考虑排列．
接连不放回地取k + 1个球的所有结果共有
个， Ak1
即样本空间中共有
Ak1
个样本点．
最后取出的白球可以是个白球中的任一个，
共有种取法，
与k无关！
其余k个可以是其余+–1个的任意k个，
共有
Ak 1
当投针试验次数n很大时，测出针与平行线相交
的次数mm，根据频率的稳定性， 频率值 n 可作为P(A)的近似值带入上式，
那么
m 2l 2nl
n dπ
dm
利用上式可以计算圆周率 的近似值．
☺课堂思考
实际应某用接中待，站认在为某小一概周率曾事接件待在过一1次2次试来验访中,几已乎知 是所不有可这能发12生次的接,待从都而是可在知周接二待和时周间四是进有行规的定,问的是.
n)!
1.3.2 古典概型
(3) C =“某指定房中恰有m (m n)人” 事件C中的m个人可自n个人中任意选出, 共有 Cnm 种选法，
其余n – m个人可以任意分配在其余N – 1间房里，
共有 ( N 1)nm 个分配法，
因而事件C中有
Cnm ( N
1)
nm
个样本点，
于是
P (C )
1.3 组合数学之排列
注意 本解法用到了组合的概念，它也可以作为基 本的组合模型
Yiqiang Wei <weiyiqiang@>
1.3 排列与组合
定义 从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一 个子集，而不考虑其元素的顺序，称为从n个中 取r个的无重组合。 组合的全体组成的集合用 C(n,r) 表示， 所有不同组合的个数记为 C(n,r)或 Cnr 若球不同，盒子相同，则是从n个不同元素中取r 个不重复的组合的模型。
20种不同的花取3种排列的排列数是 P(20,3)=20 × 19 × 18=6840 根据乘法法，则得图案数为 20 ×6840=136800
Yiqiang Wei <weiyiqiang@>
1.3 排列与组合
例10 A单位有7名代表，B单位有3位代表，排成一 列合影，如果要求B单位的3人排在一起，问有多 少种不同的排列方案。若A单位的2人排在队伍两 端，B单位的3人不能相邻，问有多少种不同的排 列方案？ B单位3人按一个元素参加排列，P(8,8)×P(3,3)
1.2 一一对应原理
1.3 排列与组合
1.3 排列与组合
定义 从n个不同的元素中，取r个不重复的元素， 按次序排列，称为从n个中取r个的无重排列。 排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。 所有不同排列的个数称为排列数，也记为P(n,r)。 或Prn，或Arn。 当r=n时称为全排列。所有不同全排列的个数记为 Pn或An。
0! 1, Pn0 1
从n中取出r个排列的模型，可看作是从n个有区 别的球中取出r个，放入r个有标记的盒子中，且 无一空盒。
Yiqiang Wei <weiyiqiang@>
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。
新人教A版选修2-31.2排列与组合课件二
从排列与组合的定义可 以知道,两者都是从n个不同 元素中取出mm n个元素, 这是排列、组合的共同 点;它们的不同点是 , 排列与元素的顺序有关 , 组合与 元素的顺序无关 .只有元素相同且顺序也 相同的两个 排列才是相同的; 只要两个组合的元素相 同 ,不论 元 素的顺序如何 , 都是相同的组合 .例如 ab 与 ba 是两个 不同的排列 , 但它们却是同一个组合 . , 我们引进如下概念 : 类比排列问题 C是英文com bination 组合的 从n个不同元素中取出m m n个 第一个字母 , 组合 元素的所有不同组合的个数 ,叫做 数还可用符号 从n个不同元素中取出m个元素的
上述解释可以推广到一 般情形. 求从n个不同元素中取出 m个元素的排列数 , 可看作由以下 2个步骤得到的: 第1步, 从这n个不同元素中取出 m个元素,共
有C 种不同的取法 ; 第 2 步, 将取出的m个元素做全排列 ,共有A m m 种不同的排法 . m m 根据分步乘法计数原理 ,有 Am C A n n m.
1.2 排列与组合
1.2.2 组合
探究 从甲、乙、丙 3名同学中选出 2名去参加 一项活动 , 有多少种不同的选法 ? 这一问题与上 一节开头提出的问题 1有什么联系与区别 ? 从3名同学中选出 2名的可能选法可以列举 如下 : 甲、乙; 甲、丙; 乙、丙 .
上一节开头的问题 1 :" 从甲、乙、丙 3名同学中 选出 2 名去参加一活动 , 其中1 名参加上午的活 动,1 名参加下午活动 " , 由于 "甲上午,乙下午" 与 "乙上午,甲下午" 是 两种不同的选法,因此解决 这个问题时 ,不仅要从 3 名同学中选出2名, 而且 还要将他们按照 " 上午在前 , 下午在后" 的顺序排 列.这是上一节研究的排列 问题.
1.3(2)第2课时 组合数的性质和应用
(14 分)
【题后反思】 此类问题属于所谓“多面手”问题，应该按照“多 面手”有没有被选中，选中的“多面手”作何用进行分类．
【变式3】 有11名外语翻译人员，其中5名是英语译员，4名是日 语译员，另外两名英、日都精通．从中找出8人，使他们可以 组成两个翻译小组，其中4人翻译英语，另外4人翻译日语， 这两个小组能同时工作，问这样的8人名单共可开出几张？ 解 按“英、日语都会的人”的参与情况，分成三类：
种分法中还有(AB，EF，CD)，(CD，AB，EF)，(CD，EF，
3 AB)，(EF，CD，AB)，(EF，AB，CD)，共有A 3 种情况，而这A 3 3
种情况仅是AB，CD，EF的顺序不同，因此只能作为一种分法， C2 C2 C2 6· 4· 2 故分配方式有 A3 ＝15(种)．
3
(4)有序均匀分组问题．在(3)的基础上再分配给3个人，共有分配
＝
90(种)．
(7)直接分配问题．
1 甲选1本，有C1 6种方法；乙从余下的5本中选1本，有C5种方法； 1 1 4 余下4本留给丙，有C4 种方法，共有分配方式 C C5· C4＝30(种)． 4 6·
(9 分)
1 2 3 0 (3)甲、乙都上场，都作前锋有 C6 C4种，都作后卫有 C6 · C4种，一
2 1 2 1 C C 种，共有 C1C2＋C3C0＋C1C C ＝ 个作前锋一个作后卫有 C1 2 6 4 6 4 6 4 2 6 4
176(种)．故共有 120＋340＋176＝636(种)．
解
3 (1)第一步：选3名男运动员，有C 6 种选法，第二步：选2名女
3 2 运动员，有C2 种选法，故共有 C C4＝120(种)选法． 4 6·
课件7：1.2.2 第二课时 组合的综合应用
法二：(间接法)C46－C24＝9 种．
【答案】A
考点二 与几何有关的组合问题 例2.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，可构成多少个不同的三角形？ [思路点拨] 解答本题可以从共线的4个点中选取2个、1个、0个作为 分类标准，也可以从反面考虑，任意三点的取法种数减去共线三点 的取法种数．
1.2 排列与组合 1.2.2 组 合
第二课时 组合的综合应用
考点一 有限制条件的组合问题 例1.现有10件产品，其中有2件次品，任意抽出3件检查． (1)恰有一件是次品的抽法有多少种？ (2)至少有一件是次品的抽法有多少种？ [思路点拨] 分清“恰有”“至少”的含义，正确地分类或分步．
解:(1)从 2 件次品中任取 1 件，有 C12种抽法． 从 8 件正品中取 2 件，有 C28种抽法． 由分步乘法计数原理可知，不同的抽法共有 C12×C28＝56 种． (2)法一：含 1 件次品的抽法有 C12×C28种， 含 2 件次品的抽法有 C22×C18种． 由分类加法计数原理知，不同的抽法共有 C12×C28＋C22×C18＝56＋8＝64 种．
解：分两类： 第一类，甲被选中，共有 C25C24C14A44种分派方案； 第二类，甲不被选中，共有 C35C24A55种分派方案． 根据分类加法计数原理，共有 C25C24C14A44＋C35C24A55＝5 760＋7 200＝12 960 种分派方案．
[一点通] 本题是一道“既选又排”的排列、组合综合题，解 决这类问题的方法是“先选后排”，同时要注意特殊元素、特殊位 置优先安排的原则．
法二(间接法)：从 12 个点中任意取 3 个点，有 C312＝220 种取法， 而在共线的 4 个点中任意取 3 个均不能构成三角形，即不能构成三角 形的情况有 C34＝4 种．
组合数学课件--第一章第二节 允许重复的组合与不相邻的组合
一、序数法
怎样建立a(3)a(2)a(1)p(1)p(2)p(3)p(4)
a(3) 确定4的位置,a(2)确定3的位置
a(1)确定2的位置,剩余的位置就是1的位置 例3:021, 3 2 1 4 例3: 201, 2 4 1 3
12
一、序数法
求n个不同的数的全排列，主要有以下两步：
1、求出0到n!-1之间各数对应的序列{an-1, an-2,…, a1} m=an-1(n-1)!+an-2(n-2)!+…a2 * 2!+a1*1! 2、由{an-1, an-2,…, a1}确定排列序列p1p2…pn an-1,确定n的位置， an-2确定n-1的位置， ……………………… a1确定2的位置， 剩下的是1的位置。
9
一、序数法
推论 从0到n!-1的n!个整数与序列{an-1, an-2,…, a1} 一一对应。这里 0a1 1,0 a2 2, …, 0 an-1 n-1 算法: int a[]={0}; int m,n;// 0=<m<=n!-1 int b=m； int index =1; do { a[index]=b%(index+1); b = b/(index+1); index++; } while(b);
14
一、序数法
2、对于0,1,2,…,n!-1共n!个数求序列a[i]
for( i = 0; i < fact; i++ ) { int b=i, index =1; do { a[index]=b%(index+1); b = b/(index+1); index++; } while(b);
1.3.2组合
1.3 组合第二课时教学目标：知识与技能：理解组合的意义，能写出一些简单问题的所有组合。
明确组合与排列的联系与区别，能判断一个问题是排列问题还是组合问题。
过程与方法：了解组合数的意义，理解排列数mn A 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。
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。
教学重点：组合的概念和组合数公式 教学难点：组合的概念和组合数公式授课类型：新授课教 具：多媒体、一、复习引入：1分类加法计数原理：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2.分步乘法计数原理：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3．排列的概念：从n 个不同元素中，任取m （m n ≤）个元素（这里的被取元素各不相同）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．．．．4．排列数的定义：从n 个不同元素中，任取m （m n ≤）个元素的所有排列的个数叫做从n 个元素中取出m 元素的排列数，用符号m n A 表示5．排列数公式：(1)(2)(1)m n A n n n n m =---+ （,,m n N m n *∈≤） 6阶乘：!n 表示正整数1到n 的连乘积，叫做n 的阶乘规定0!1=．7．排列数的另一个计算公式：m n A =!()!n n m - 8.提出问题：示例1：从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动，其中1名同学参加上午的活动，1名同学参加下午的活动，有多少种不同的选法？示例2：从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动，有多少种不同的选法？ 引导观察：示例1中不但要求选出2名同学，而且还要按照一定的顺序“排列”，而示mn C例2只要求选出2名同学，是与顺序无关的引出课题：组合．．． 例1． 一位教练的足球队共有 17 名初级学员，他们中以前没有一人参加过比赛．按照足球比赛规则，比赛时一个足球队的上场队员是11人．问：(l)这位教练从这 17 名学员中可以形成多少种学员上场方案？(2)如果在选出11名上场队员时，还要确定其中的守门员，那么教练员有多少种方式做这件事情？分析：对于（1)，根据题意，17名学员没有角色差异，地位完全一样，因此这是一个从 17 个不同元素中选出11个元素的组合问题；对于（ 2 ) ，守门员的位置是特殊的，其余上场学员的地位没有差异，因此这是一个分步完成的组合问题．解： (1）由于上场学员没有角色差异，所以可以形成的学员上场方案有 C ｝手＝ 12 376 （种） .(2）教练员可以分两步完成这件事情：第1步，从17名学员中选出 n 人组成上场小组，共有1117C 种选法；第2步，从选出的 n 人中选出 1 名守门员，共有111C 种选法．所以教练员做这件事情的方法数有1111711C C ⨯=136136（种）. 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？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 2101094512C ⨯==⨯（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21010990A =⨯=（条）.组合数的性质1：m n nm n C C -=． 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 nm n C C -=．在这里，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 -=，∴n n m n C C -=说明：①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2n 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20012002C ＝200120022002-C ＝12002C =2002；④y n x n C C =y x =⇒或n y x =+．2．组合数的性质2：m n C 1+＝m n C +1-m nC ． 一般地，从121,,,+n a a a 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 这n 个元素中取出m -1个元素与1a 组成的，共有1-m nC 个；不含有1a 的组合是从132,,,+n a a a 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，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．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 nC ． 说明：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而上标与大的相同的一个组合数；②此性质的作用：恒等变形，简化运算例3．一个口袋内装有大小不同的7个白球和1个黑球，（1）从口袋内取出3个球，共有多少种取法？（2）从口袋内取出3个球，使其中含有1个黑球，有多少种取法？（3）从口袋内取出3个球，使其中不含黑球，有多少种取法？解：（1）5638=C ,或=38C +27C 37C ，；（2）2127=C ；（3）3537=C ．例4．（1）计算：69584737C C C C +++； （2）求证：n m C 2+＝n m C +12-n m C +2-n m C ．解：（1）原式4565664889991010210C C C C C C C =++=+===；证明：（2）右边1121112()()n n n n n n n m m m m m m m C C C C C C C ----+++=+++=+==左边课堂练习：1．判断下列问题哪个是排列问题，哪个是组合问题：（1）从4个风景点中选出2个安排游览，有多少种不同的方法？（2）从4个风景点中选出2个，并确定这2个风景点的游览顺序，有多少种不同的方法？2．7名同学进行乒乓球擂台赛，决出新的擂主，则共需进行的比赛场数为（ ）A ．42B ．21C ．7D ．63．如果把两条异面直线看作“一对”，则在五棱锥的棱所在的直线中，异面直线有（ ） A ．15对 B ．25对 C ．30对 D ．20对4．设全集{},,,U a b c d =，集合A 、B 是U 的子集，若A 有3个元素，B 有2个元素，且{}A B a = ，求集合A 、B ，则本题的解的个数为 （ ）A ．42B ．21C ．7D ．3小结 ：组合的意义与组合数公式；解决实际问题时首先要看是否与顺序有关，从而确定是排列问题还是组合问题，必要时要利用分类和分步计数原理作业：教学反思：排列组合问题联系实际生动有趣，题型多样新颖且贴近生活，解法灵活独到但不易掌握，许多学生面对较难问题时一筹莫展、无计可施，尤其当从正面入手情况复杂、不易解决时，可考虑换位思考将其等价转化，使问题变得简单、明朗。
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A B
1.3.2 排列与组合（二）
【学习目标】
1.进一步掌握处理排列与组合应用问题的常用方法策略；
2.正确运用排列与组合的知识解决综合问题,提高分析问题、解决问题的能力.
【自主学习】
1．先无序,再有序;先组合,再排列的原则是什么？
2．特殊的（元素或位置）优先考虑的原则是什么？
3．直接法和间接法的关系是什么？
4．重视均匀分组（堆）问题的解决方法是什么？
5．指定元素顺序的问题的处理方法是什么？
【自主检测】
1. 3名医生和6名护士被分配到3所学校为学生体检，每所学校分配1名医生
和2名护士，不同的分配方法共有
2. 两位到北京旅游的外国游客要与2008奥运会的吉祥物福娃（5个）合影留念，要求排成一排，两位游客相邻且不排在两端，则不同的排法共有
3.4名男生和3名女生排成一行，按下列要求各有多少种排法：
（1）男生必须排在一起；（2）女生互不相邻
；（3）男女生相间
；（4）女生按指定顺序排列．【典型例题】
例1．圆周上有12个不同的点，过其中任意两点作弦，这些弦在圆内的交点个数最多是多少？
例2．如图是由12个小正方形组成的43矩形网格，一质点沿网格线从点
A 到点
B 的不同路径之中，最短路径有条例3．有10只不同的试验产品，其中有4只次品，6只正品，现每次取一
只测试，直到4只次品全测出为止，求最后一只次品正好在第五次
测试时被发现的不同情形有多少种？【课堂检测】
1.有七名同学站成一排照毕业纪念照，其中甲必须站在正中间，并且乙、丙两倍
同学要站在一起，则不同的站法有（）
A．240种 B．192种 C．96种D．48
2．公共汽车上有4位乘客，汽车沿途停靠6个站，那么这4位乘客不同的下车方式共有种；如果其中任何两人都不在同一站下车，那么这4位乘客不同的下车方式共有种
3．有10只不同的试验产品，其中有4只次品，6只正品，现每次取一只测试，直到测出1只次品为止，求第一只次品正好在第五次测试时被发现的不同情形有种.
4.某考生打算从7所重点大学中选3所填在第一档次的3个志愿栏内，其中A校定为第一志愿；再从5所一般大学中选3所填在第二档次的三个志愿栏内，其中B、C两校必选，且B在C前问：此考生共有多少种不同的填表方法？
【总结提升】
1．解决有关计数的应用题时，要仔细分析事件的发生、发展过程，弄清问题究
竟是排列问题还是组合问题，还是应直接利用分类计数原理或分步计数原理解
决一个较复杂的问题往往是分类与分步交织在一起，要准确分清，容易产生的
错误是遗漏和重复计数；
2.按元素的性质进行分类、按事件发生的连续过程分步，是处理组合应用题的基本思想方法；
3．按指定的一种顺序排列的问题，实质是组合问题
4.把实际的研究对象抽象为元素,把实际问题转化为最基本的排列组合问题.在解决排列组合实际问题时经常用到这种对应思想.。