高中数学 组合 1.3.2 组合数的性质教学设计 新人教A版选修23
(新人教版)新版高中数学 第一章1.2 排列与组合 1.2.2 第2课时 组合的综合应用学案 新人教A版选修2-3【提

第2课时组合的综合应用学习目标 1.能应用组合知识解决有关组合的简单实际问题.2.能解决有限制条件的组合问题.知识点组合的特点(1)组合的特点是只取不排组合要求n个元素是不同的,被取出的m个元素也是不同的,即从n个不同的元素中进行m 次不放回地取出.(2)组合的特性元素的无序性,即取出的m个元素不讲究顺序,没有位置的要求.(3)相同的组合根据组合的定义,只要两个组合中的元素完全相同(不管顺序如何),就是相同的组合.类型一有限制条件的组合问题例1 课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?(1)至少有一名队长当选;(2)至多有两名女生当选;(3)既要有队长,又要有女生当选.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解(1)C513-C511=825(种)(2)至多有2名女生当选含有三类:有2名女生;只有1名女生;没有女生,所以共有C25C38+C15C48+C58=966(种)选法.(3)分两类:第一类女队长当选,有C412=495(种)选法,第二类女队长没当选,有C14C37+C24C27+C34C17+C44=295(种)选法,所以共有495+295=790(种)选法.反思与感悟有限制条件的抽(选)取问题,主要有两类:一是“含”与“不含”问题,其解法常用直接分步法,即“含”的先取出,“不含”的可把所指元素去掉再取,分步计数;二是“至多”“至少”问题,其解法常有两种解决思路:一是直接分类法,但要注意分类要不重不漏;二是间接法,注意找准对立面,确保不重不漏.跟踪训练1 某食堂每天中午准备4种不同的荤菜,7种不同的蔬菜,用餐者可以按下述方法之一搭配午餐:(1)任选两种荤菜、两种蔬菜和白米饭;(2)任选一种荤菜、两种蔬菜和蛋炒饭.则每天不同午餐的搭配方法共有( )A.210种 B.420种 C.56种 D.22种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 A解析由分类加法计数原理知,两类配餐的搭配方法之和即为所求,所以每天不同午餐的搭配方法共有C24C27+C14C27=210(种).类型二与几何有关的组合应用题例2 如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A,B的六个点C1,C2,…,C6,线段AB上有异于A,B的四个点D1,D2,D3,D4.(1)以这10个点中的3个点为顶点可作多少个三角形?其中含C1点的有多少个?(2)以图中的12个点(包括A,B)中的4个点为顶点,可作出多少个四边形?考点组合的应用题点与几何有关的组合问题解(1)方法一可作出三角形C36+C16·C24+C26·C14=116(个).方法二可作三角形C310-C34=116(个),其中以C1为顶点的三角形有C25+C15·C14+C24=36(个).(2)可作出四边形C46+C36·C16+C26·C26=360(个).反思与感悟(1)图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算.常用直接法,也可采用间接法.(2)在处理几何问题中的组合问题时,应将几何问题抽象成组合问题来解决.跟踪训练2 空间中有10个点,其中有5个点在同一个平面内,其余点无三点共线,无四点共面,则以这些点为顶点,共可构成四面体的个数为( )A.205 B.110 C.204 D.200考点 组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 方法一 可以按从共面的5个点中取0个、1个、2个、3个进行分类,则得到所有的取法总数为C 05C 45+C 15C 35+C 25C 25+C 35C 15=205.方法二 从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,得到所有构成四面体的个数为C 410-C 45=205. 类型三 分组、分配问题命题角度1 不同元素分组、分配问题例3 6本不同的书,分为3组,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)每组2本(平均分组);(2)一组1本,一组2本,一组3本(不平均分组); (3)一组4本,另外两组各1本(局部平均分组). 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)每组2本,均分为3组的方法数为C 26C 24C 22A 33=15×6×16=15.(2)一组1本,一组2本,一组3本的分组种数为C 36C 23C 11=20×3=60. (3)一组4本,另外两组各1本的分组种数为C 46C 12C 11A 22=15×22=15.反思与感悟 一般地,n 个不同的元素分成p 组,各组内元素数目分别为m 1,m 2,…,m p ,其中k 组元素数目相等,那么分组方法数是C m 1n C m 2n -m 1C m 3n -m 1-m 2…C m p m pA kk. 跟踪训练3 6本不同的书,分给甲、乙、丙3人,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)甲2本,乙2本,丙2本; (2)甲1本,乙2本,丙3本; (3)甲4本,乙、丙每人1本; (4)每人2本;(5)一人1本,一人2本,一人3本; (6)一人4本,其余两人每人1本. 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)(2)(3)中,由于每人分的本数固定,属于定向分配问题,由分步乘法计数原理得: (1)共有C 26C 24C 22=90(种)不同的分配方法;(2)共有C16C25C33=60(种)不同的分配方法;(3)共有C46C12C11=30(种)不同的分配方法.(4)(5)(6)属于不定向分配问题,是该类题中比较困难的问题.分配给3人,同一本书给不同的人是不同的分法,属于排列问题.实际上可看作两个步骤:先分为3组,再把这3组分给甲、乙、丙3人的全排列数A33即可.因此,(4)共有C26C24C22÷A33×A33=90(种)不同的分配方法;(5)共有C16C25C33×A33=360(种)不同的分配方法;(6)共有C46C12C11÷A22×A33=90(种)不同的分配方法.命题角度2 相同元素分配问题例4 将6个相同的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子,求下列方法的种数.(1)每个盒子都不空;(2)恰有一个空盒子;(3)恰有两个空盒子.考点排列组合综合问题题点分组分配问题解(1)先把6个相同的小球排成一行,在首尾两球外侧放置一块隔板,然后在小球之间5个空隙中任选3个空隙各插一块隔板,有C35=10(种).(2)恰有一个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选2个空隙各插一块隔板,如|0|000|00|,有C25种插法,然后将剩下的一块隔板与前面任意一块并放形成空盒,如|0|000||00|,有C14种插法,故共有C25·C14=40(种).(3)恰有两个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选1个空隙各插一块隔板,有C15种插法,如|00|0000|,然后将剩下的两块隔板插入形成空盒.①这两块板与前面三块板形成不相邻的两个盒子,如||00||0000|,有C23种插法.②将两块板与前面三块板之一并放,如|00|||0000|,有C13种插法.故共有C15·(C23+C13)=30(种).反思与感悟相同元素分配问题的处理策略(1)隔板法:如果将放有小球的盒子紧挨着成一行放置,便可看作在排成一行的小球的空隙中插入了若干隔板,相邻两块隔板形成一个“盒”.每一种插入隔板的方法对应着小球放入盒子的一种方法,此法称之为隔板法.隔板法专门解决相同元素的分配问题.(2)将n个相同的元素分给m个不同的对象(n≥m),有C m-1n-1种方法.可描述为n-1个空中插入m-1块板.跟踪训练4 某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有( )A.4种B.10种C.18种D.20种考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案 B解析由于只剩一本书,且这些画册、集邮册分别相同,可以从剩余的书的类别进行分析.又由于排列、组合针对的是不同的元素,应从4位朋友中进行选取.第一类:当剩余的一本是画册时,相当于把3本相同的集邮册和1本画册分给4位朋友,只有1位朋友得到画册.即把4位朋友分成人数为1,3的两队,有1个元素的那队分给画册,另一队分给集邮册,有C14种分法.第二类:当剩余的一本是集邮册时,相当于把2本相同的画册和2本相同的集邮册分给4位朋友,有2位朋友得到画册,即把4位朋友分成人数为2,2的两队,一队分给画册,另一队分给集邮册,有C24种分法.因此,满足题意的赠送方法共有C14+C24=4+6=10(种).1.某乒乓球队有9名队员,其中2名是种子选手,现在挑选5名选手参加比赛,种子选手必须在内,那么不同选法共有( )A.26种 B.84种 C.35种 D.21种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 C解析从7名队员中选出3人有C37=7×6×53×2×1=35(种)选法.2.身高各不相同的7名同学排成一排照相,要求正中间的同学最高,左右两边分别顺次一个比一个低,这样的排法种数是( )A.5 040 B.36 C.18 D.20考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析最高的同学站中间,从余下6人中选3人在一侧只有一种站法,另3人在另一侧也只有一种站法,所以排法有C36=20(种).3.直角坐标平面xOy上,平行直线x=n(n=0,1,2,…,5)与平行直线y=n(n=0,1,2,…,5)组成的图形中,矩形共有( )A.25个 B.36个 C.100个 D.225个考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案 D解析从垂直于x轴的6条直线中任取2条,从垂直于y轴的6条直线中任取2条,四条直线相交得出一个矩形,所以矩形总数为C26×C26=15×15=225.4.从7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案140解析安排方案分为两步完成:从7名志愿者中选3人安排在周六参加社区公益活动,有C37种方法;再从剩下的4名志愿者中选3人安排在周日参加社区公益活动,有C34种方法.故不同的安排方案共有C37C34=7×6×53×2×1×4=140(种).5.正六边形顶点和中心共7个点,可组成________个三角形.考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案32解析不共线的三个点可组成一个三角形,7个点中共线的是:正六边形过中心的3条对角线,即共有3种情况,故组成三角形的个数为C37-3=32.1.无限制条件的组合应用题.其解题步骤为:(1)判断;(2)转化;(3)求值;(4)作答.2.有限制条件的组合应用题:(1)“含”与“不含”问题:这类问题的解题思路是将限制条件视为特殊元素和特殊位置,一般来讲,特殊要先满足,其余则“一视同仁”.若正面入手不易,则从反面入手,寻找问题的突破口,即采用排除法.解题时要注意分清“有且仅有”“至多”“至少”“全是”“都不是”“不都是”等词语的确切含义,准确把握分类标准.(2)几何中的计算问题:在处理几何问题中的组合应用问题时,应先明确几何中的点、线、面及构型,明确平面图形和立体图形中的点、线、面之间的关系,将几何问题抽象成组合问题来解决.(3)分组、分配问题:分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同,是不可区分的,而后者即使两组元素个数相同,但因元素不同,仍然是可区分的.一、选择题1.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取3个不同的数,使其和为奇数,则不同的取法共有( )A.30种 B.33种 C.37种 D.40种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析从1,2,3,…,9这9个数中取出3个不同的数,使其和为奇数的情况包括:(1)取出的3个数都是奇数,取法有C35=10(种);(2)取出的3个数中有2个偶数、1个奇数,取法有C24C15=30(种),根据分类加法计数原理,满足题意的取法共有10+30=40(种).2.某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为( )A.24种 B.14种 C.28种 D.48种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 B解析方法一分两类完成:第1类,选派1名女生、3名男生,有C12·C34种选派方案;第2类,选派2名女生、2名男生,有C22·C24种选派方案.故共有C12·C34+C22·C24=14(种)不同的选派方案.方法二6人中选派4人的组合数为C46,其中都选男生的组合数为C44,所以至少有1名女生的选派方案有C46-C44=14(种).3.直线a∥b,a上有5个点,b上有4个点,以这九个点为顶点的三角形个数为( ) A.C25C14+C15C24B.(C25+C14)(C15+C24)C.C39-9 D.C39-C35考点组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 可以分为两类:a 上取两点,b 上取一点,则可构成三角形个数为C 25C 14;a 上取一点,b 上取两点,则可构成三角形个数为C 15C 24,利用分类加法计数原理可得以这九个点为顶点的三角形个数为C 25C 14+C 15C 24,故选A.4.从乒乓球运动员男5名、女6名中组织一场混合双打比赛,不同的组合方法有( ) A .C 25C 26种 B .C 25A 26种 C .C 25A 22C 26A 22种D .A 25A 26种考点 排列组合综合问题 题点 排列与组合的综合应用 答案 B解析 先从5名男选手中任意选取2名,有C 25种选法,再从6名女选手中任意选择两名与选出的男选手打比赛,有C 26A 22,即A 26种.所以共有C 25A 26种.5.将标号为A ,B ,C ,D ,E ,F 的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张卡片,其中标号为A ,B 的卡片放入同1个信封,则不同的放法共有( ) A .12种 B .18种 C .36种 D .54种 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B解析 由题意知,不同的放法共有C 13C 24=3×4×32=18(种).6.某地招募了20名志愿者,他们编号分别为1号,2号,…,19号,20号,如果要从中任意选取4人再按编号大小分成两组去做一些预备服务工作,其中两个编号较小的人在一组,两个编号较大的人在另一组,那么确保5号与14号入选并被分配到同一组的选取种数是( )A .16B .21C .24D .90 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B 解析 分2类:第1类,5号与14号为编号较大的一组,则另一组编号较小的有C 24=6(种)选取方法. 第2类,5号与14号为编号较小的一组,则编号较大的一组有C 26=15(种)选取方法. 由分类加法计数原理得,共有C 24+C 26=6+15=21(种)选取方法.7.北京《财富》全球论坛期间,某高校有14名志愿者参加接待工作,若每天早、中、晚三班,每班4人,每人每天最多值一班,则开幕式当天不同的排班种数为( ) A .C 1214C 412C 48 B .C 1214A 412A 48 C.C 1214C 412C 48A 33D .C 1214C 412C 48A 38考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 A解析 首先从14人中选出12人共C 1214种,然后将12人平均分为3组共C 412·C 48·C 44A 33种,然后这两步相乘,得C 1214·C 412·C 48A 33.将三组分配下去共C 1214·C 412·C 48种.故选A. 8.假如北京大学给中山市某三所重点中学7个自主招生的推荐名额,则每所中学至少分到一个名额的方法数为( ) A .30 B .21 C .10 D .15 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 D解析 用“隔板法”.在7个名额中间的6个空位上选2个位置加2个隔板,有C 26=15(种)分配方法. 二、填空题9.在2017年的上海高考改革方案中,要求每位考生必须在物理、化学、生物、政治、历史、地理6门学科中选择3门学科参加等级考试.小明同学决定在生物、政治、历史三门中至多选择一门,那么小明同学的选择方案有________种. 考点 组合的应用题点 有限制条件的组合问题 答案 10解析 ①在生物、政治、历史三门中选择1门,则在物理、化学、地理中选2门,有C 13C 23=9(种)选法;②在生物、政治、历史三门中选择0门,则物理、化学、地理全选,有C 33=1(种)选法. 共有选法9+1=10(种).10.如图所示的几何体是由一个正三棱锥P -ABC 与正三棱柱ABC -A 1B 1C 1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面涂色(底面A 1B 1C 1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的涂色方案共有______种.考点涂色问题题点涂色问题答案12解析先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,然后涂三棱柱的三个侧面,共有C13×C12×C11×C12=3×2×1×2=12(种)不同的涂法.11.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用答案60解析一、二、三等奖,三个人获得,有A34=24(种).一、二、三等奖,有一个人获得2张,一个人获得1张,共有C23A24=36(种),共有24+36=60(种)不同的获奖情况.三、解答题12.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,求不同取法的种数.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解若没有红色卡片,则需从黄、蓝、绿三色卡片中选3张,若都不同色,则有C14×C14×C14=64(种),若2张同色,则有C23×C12×C24×C14=144(种),若红色卡片有1张,剩余2张不同色,则有C14×C23×C14×C14=192(种),剩余2张同色,则有C14×C13×C24=72(种),所以共有64+144+192+72=472(种)不同的取法.13.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,则有多少种不同的选法?考点排列组合综合问题题点分组分配问题解可以分三类.精品试卷第一类,让两项工作都能胜任的青年从事英语翻译工作,有C24C23种选法;第二类,让两项工作都能胜任的青年从事德语翻译工作,有C34C13种选法;第三类,让两项工作都能胜任的青年不从事任何工作,有C34C23种选法.根据分类加法计数原理,一共有C24C23+C34C13+C34C23=42(种)不同的选法.四、探究与拓展14.20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒内的球数不小于它的编号数,则不同的放法种数为________.考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案120解析先在编号为2,3的盒内分别放入1,2个球,还剩17个小球,三个盒内分别至少再放入1个球,将17个球排成一排,有16个空隙,插入2块挡板分为三堆放入三个盒中即可,共C216=120(种)方法.15.已知10件不同产品中有4件是次品,现对它们进行一一测试,直至找出所有4件次品为止.(1)若恰在第5次测试,才测试到第一件次品,第10次才找到最后一件次品,则这样的不同测试方法数是多少?(2)若恰在第5次测试后,就找出了所有4件次品,则这样的不同测试方法数是多少?考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用解(1)先排前4次测试,只能取正品,有A46种不同测试方法,再从4件次品中选2件排在第5和第10的位置上测试,有C24A22=A24(种)测法,再排余下4件的测试位置,有A44种测法.所以共有不同测试方法A46·A24·A44=103 680(种).(2)第5次测试恰为最后一件次品,另3件在前4次中出现,从而前4次有一件正品出现,所以共有不同测试方法C16C34A44=576(种).欢迎下载。
人教版 高中数学 数学选修2-3 《1.2.2组合》教案

人教版高中数学精品资料1.2.2组合教学目标: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:新授课课时安排:2课时教 具:多媒体、实物投影仪内容分析:排列与组合都是研究从一些不同元素中任取元素,或排成一排或并成一组,并求有多少种不同方法的问题.排列与组合的区别在于问题是否与顺序有关.与顺序有关的是排列问题,与顺序无关是组合问题,顺序对排列、组合问题的求解特别重要.排列与组合的区别,从定义上来说是简单的,但在具体求解过程中学生往往感到困惑,分不清到底与顺序有无关系.指导学生根据生活经验和问题的内涵领悟其中体现出来的顺序.教的秘诀在于度,学的真谛在于悟,只有学生真正理解了,才能举一反三、融会贯通.能列举出某种方法时,让学生通过交换元素位置的办法加以鉴别.学生易于辨别组合、全排列问题,而排列问题就是先组合后全排列.在求解排列、组合问题时,可引导学生找出两定义的关系后,按以下两步思考:首先要考虑如何选出符合题意要求的元素来,选出元素后再去考虑是否要对元素进行排队,即第一步仅从组合的角度考虑,第二步则考虑元素是否需全排列,如果不需要,是组合问题;否则是排列问题.排列、组合问题大都来源于同学们生活和学习中所熟悉的情景,解题思路通常是依据具体做事的过程,用数学的原理和语言加以表述.也可以说解排列、组合题就是从生活经验、知识经验、具体情景的出发,正确领会问题的实质,抽象出“按部就班”的处理问题的过程.据笔者观察,有些同学之所以学习中感到抽象,不知如何思考,并不是因为数学知识跟不上,而是因为平时做事、考虑问题就缺乏条理性,或解题思路是自己主观想象的做法(很可能是有悖于常理或常规的做法).要解决这个问题,需要师生一道在分析问题时要根据实际情况,怎么做事就怎么分析,若能借助适当的工具,模拟做事的过程,则更能说明问题.久而久之,学生的逻辑思维能力将会大大提高.教学过程: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m n C2.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mn 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”,而示例2只要求选出2名同学,是与顺序无关的引出课题:组合... 二、讲解新课: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 个元素的一个组合说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同例1.判断下列问题是组合还是排列(1)在北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?有多少种不同的飞机票价?(2)高中部11个班进行篮球单循环比赛,需要进行多少场比赛?(3)从全班23人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?选出三人参加某项劳动,有多少种不同的选法?(4)10个人互相通信一次,共写了多少封信?(5)10个人互通电话一次,共多少个电话?问题:(1)1、2、3和3、1、2是相同的组合吗?(2)什么样的两个组合就叫相同的组合 2.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mn C 表示. 3.组合数公式的推导:(1)从4个不同元素,,,a b c d 中取出3个元素的组合数34C 是多少呢?启发:由于排列是...先组合再排列......,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A 可以求得,故我们可以考察一下34C 和34A 的关系,如下:组 合 排列dcb cdb bdc dbc cbd bcd bcd dca cda adc dac cad acd acd dba bda adb dab bad abd abd cba bca acb cab bac abc abc ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,→→→→ 由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A ,可以分如下两步:① 考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有34C 个;② 对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有33A 种方法.由分步计数原理得:34A =⋅34C 33A ,所以,333434A A C =. (2)推广:一般地,求从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数mn A ,可以分如下两步: ① 先求从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数m n C ;② 求每一个组合中m 个元素全排列数m m A ,根据分步计数原理得:m n A =m n C m m A ⋅. (3)组合数的公式:(1)(2)(1)!m mn nm m A n n n n m C A m ---+== 或)!(!!m n m n C m n -=,,(n m N m n ≤∈*且 规定: 01n C =.三、讲解范例:例2.用计算器计算710C .解:由计算器可得例3.计算:(1)47C ; (2)710C ;(1)解: 4776544!C ⨯⨯⨯==35;(2)解法1:710109876547!C ⨯⨯⨯⨯⨯⨯==120. 解法2:71010!10987!3!3!C ⨯⨯===120. 例4.求证:11+⋅-+=m n m n C m n m C . 证明:∵)!(!!m n m n C m n -= 111!(1)!(1)!m n m m n C n mn m m n m +++⋅=⋅--+-- =1!(1)!()(1)!m n m n m n m +⋅+--- =!!()!n m n m - ∴11+⋅-+=m n m n C mn m C 例5.设,+∈N x 求321132-+--+x x x x C C 的值解:由题意可得:⎩⎨⎧-≥+-≥-321132x x x x ,解得24x ≤≤, ∵x N +∈, ∴2x =或3x =或4x =,当2x =时原式值为7;当3x =时原式值为7;当4x =时原式值为11.∴所求值为4或7或11.例6. 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7.(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).例8.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 31001009998123C ⨯⨯=⨯⨯= 161700 (种). (2)从2 件次品中抽出 1 件次品的抽法有12C 种,从 98 件合格品中抽出 2 件合格品的抽法有298C 种,因此抽出的 3 件中恰好有 1 件次品的抽法有12298C C ⋅=9506(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12298C C ⋅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12298C C ⋅+21298C C ⋅=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3310098C C -=161 700-152 096 = 9 604 (种).说明:“至少”“至多”的问题,通常用分类法或间接法求解。
高中数学人教A版高二选修2-3教学案:1.2.2_第一课时_组合与组合数公式_Word版含解析

1.2.2组合第一课时组合与组合数公式预习课本P21~24,思考并完成以下问题1.组合的概念是什么?2.什么是组合数?组合数公式是怎样的?3.组合数有怎样的性质?[新知初探]1.组合的概念从n个不同的元素中取出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.组合数的概念、公式、性质[点睛]排列与组合的联系与区别联系:二者都是从n个不同的元素中取m(n≥m)个元素.区别: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排列.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.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)从a,b,c三个不同的元素中任取两个元素的一个组合是C23.()(2)从1,3,5,7中任取两个数相乘可得C24个积.()(3)1,2,3与3,2,1是同一个组合.()(4)C35=5×4×3=60.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×2.C2n=10,则n的值为()A.10B.5C.3D.4答案:B3.从9名学生中选出3名参加“希望英语”口语比赛,不同选法有()A.504种B.729种C.84种D.27种答案:C4.计算C28+C38+C29=________.答案:120组合的概念[典例]判断下列问题是组合问题还是排列问题:(1)设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的子集中含有3个元素的有多少个?(2)某铁路线上有5个车站,则这条线上共需准备多少种车票?多少种票价?(3)3人去干5种不同的工作,每人干一种,有多少种分工方法?(4)把3本相同的书分给5个学生,每人最多得1本,有几种分配方法?[解](1)因为本问题与元素顺序无关,故是组合问题.(2)因为甲站到乙站,与乙站到甲站车票是不同的,故是排列问题,但票价与顺序无关,甲站到乙站,与乙站到甲站是同一种票价,故是组合问题.(3)因为分工方法是从5种不同的工作中取出3种,按一定次序分给3个人去干,故是排列问题.(4)因为3本书是相同的,无论把3本书分给哪三人,都不需考虑他们的顺序,故是组合问题.区分排列与组合的方法区分排列与组合的办法是首先弄清楚事件是什么,区分的标志是有无顺序,而区分有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化,若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.[活学活用]判断下列问题是组合问题还是排列问题:(1)把5本不同的书分给5个学生,每人一本;(2)从7本不同的书中取出5本给某个同学;(3)10个人相互写一封信,共写了几封信; (4)10个人互相通一次电话,共通了几次电话.解:(1)由于书不同,每人每次拿到的也不同,有顺序之分,故它是排列问题.(2)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.(3)因为两人互写一封信与写信人与收信人的顺序有关,故它是排列问题. (4)因为互通电话一次没有顺序之分,故它是组合问题.有关组合数的计算与证明[典例] (1)计算C 410-C 37·A 33; (2)证明:m C m n =n C m -1n -1.[解] (1)原式=C 410-A 37=10×9×8×74×3×2×1-7×6×5=210-210=0.(2)证明:m C m n=m ·n !m !(n -m )! =n ·(n -1)!(m -1)!(n -m )!=n ·(n -1)!(m -1)!(n -m )!=n C m -1n -1.关于组合数公式的选取技巧(1)涉及具体数字的可以直接用n n -m C m n -1=nn -m ·(n -1)!m !(n -1-m )!=n !m !(n -m )!=C m n 进行计算. (2)涉及字母的可以用阶乘式C mn =n !m !(n -m )!计算.(3)计算时应注意利用组合数的性质C m n =C n -mn简化运算.[活学活用]1.计算:C 38-n 3n +C 3n n +21的值.解:∵⎩⎪⎨⎪⎧38-n ≤3n ,3n ≤21+n ,∴9.5≤n ≤10.5.∵n ∈N *,∴n =10.∴C 38-n 3n +C 3n 21+n =C 2830+C 3031=C 230+C 131=30×292×1+31=466. 2.求使3C x -7x -3=5A 2x -4成立的x 值.解:根据排列数和组合数公式,原方程可化为 3·(x -3)!(x -7)!4!=5·(x -4)!(x -6)!,即3(x -3)4!=5x -6,即为(x -3)(x -6)=40. ∴x 2-9x -22=0,解得x =11或x =-2. 经检验知x =11时原式成立. 3.证明下列各等式. (1)C m n =m +1n +1C m +1n +1; (2)C 0n +C 1n +1+C 2n +2…+C m -1n +m -1=C m -1n +m .解:(1)右边=m +1n +1·(n +1)!(m +1)![(n +1)-(m +1)]!=m +1n +1·(n +1)!(m +1)!(n -m )!=n !m !(n -m )!=C mn =左边,∴原式成立.(2)左边=(C 0n +1+C 1n +1)+C 2n +2+C 3n +3+…+C m -1n +m -1=(C 1n +2+C 2n +2)+C 3n +3+…+C m -1n +m -1=(C 2n +3+C 3n +3)+…+C m -1n +m -1=(C3n +4+C 4n +4)+…+C m -1n +m -1=…=C m -2n +m -1+C m -1n +m -1=C m -1n +m =右边,∴原式成立.简单的组合问题[典例] 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,在下列条件中,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. [解] (1)C 512=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C 29=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C 59=126种不同的选法.解答简单的组合问题的思考方法(1)弄清要做的这件事是什么事;(2)选出的元素是否与顺序有关,也就是看看是不是组合问题; (3)结合两计数原理利用组合数公式求出结果. [活学活用]一个口袋内装有大小相同的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)从口袋内的8个球中取出3个球,取法种数是C 38=8×7×63×2×1=56.(2)从口袋内取出3个球有1个是黑球,于是还要从7个白球中再取出2个,取法种数是C 27=7×62×1=21. (3)由于所取出的3个球中不含黑球,也就是要从7个白球中取出3个球,取法种数是C 37=7×6×53×2×1=35.层级一 学业水平达标1.C 58+C 68的值为( )A .36B .84C .88D .504解析:选A C 58+C 68=C 69=C 39=9×8×73×2×1=84. 2.以下四个命题,属于组合问题的是( ) A .从3个不同的小球中,取出2个排成一列 B .老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌C .在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星D .从13位司机中任选出两位开两辆车从甲地到乙地解析:选C 选项A 是排列问题,因为2个小球有顺序;选项B 是排列问题,因为甲、乙位置互换后是不同的排列方式;选项C 是组合问题,因为2位观众无顺序;选项D 是排列问题,因为两位司机开哪一辆车是不同的.选C .3.方程C x 14=C 2x -414的解集为( )A .4B .14C .4或6D .14或2解析:选C 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧x =2x -4,2x -4≤14,x ≤14或⎩⎪⎨⎪⎧x =14-(2x -4),2x -4≤14,x ≤14,解得x =4或6.4.平面上有12个点,其中没有3个点在一条直线上,也没有4个点共圆,过这12个点中的每三个作圆,共可作圆( )A .220个B .210个C .200个D .1 320个解析:选A C 312=220,故选A .5.从5名志愿者中选派4人在星期六和星期日参加公益活动,每人一天,每天两人,则不同的选派方法共有( )A .60种B .48种C .30种D .10种解析:选C 从5名志愿者中选派2人参加星期六的公益活动有C 25种方法,再从剩下的3人中选派2人参加星期日的公益活动有C 23种方法,由分步乘法计数原理可得不同的选派方法共有C 25·C 23=30种.故选C .6.C 03+C 14+C 25+…+C 1821的值等于________. 解析:原式=C 04+C 14+C 25+…+C 1821 =C 15+C 25+…+C 1821=C 1721+C 1821=C 1822=C 422=7 315.答案:7 3157.若已知集合P ={1,2,3,4,5,6},则集合P 的子集中含有3个元素的子集数为________.解析:由于集合中的元素具有无序性,因此含3个元素的子集个数与元素顺序无关,是组合问题,共有C 36=20种.答案:208.不等式C 2n -n <5的解集为________.解析:由C 2n -n <5,得n (n -1)2-n <5,∴n 2-3n -10<0.解得-2<n <5.由题设条件知n ≥2,且n ∈N *, ∴n =2,3,4.故原不等式的解集为{2,3,4}. 答案:{2,3,4}9.(1)解方程:A 3m =6C 4m ; (2)解不等式:C x -18>3C x 8.解:(1)原方程等价于m (m -1)(m -2)=6×m (m -1)(m -2)(m -3)4×3×2×1,∴4=m -3,m =7.(2)由已知得:⎩⎪⎨⎪⎧x -1≤8,x ≤8,∴x ≤8,且x ∈N *,∵C x -18>3C x8,∴8!(x -1)!(9-x )!>3×8!x !(8-x )!.即19-x>3x ,∴x >3(9-x ),解得x >274,∴x =7,8.∴原不等式的解集为{7,8}.10.某区有7条南北向街道,5条东西向街道.(如图)(1)图中有多少个矩形?(2)从A 点走向B 点最短的走法有多少种?解:(1)在7条南北向街道中任选2条,5条东西向街道中任选2条,这样4条线可组成一个矩形,故可组成矩形有C 27·C 25=210(个).(2)每条东西向的街道被分成6段,每条南北向街道被分成4段,从A 到B 最短的走法,无论怎样走,一定至少包括10段,其中6段方向相同,另4段方向也相同,每种走法,即是从10段中选出6段,这6段是走东西方向的(剩下4段即是走南北方向的),共有C 610=C 410=210(种)走法.层级二 应试能力达标1.若C 4n >C 6n ,则n 的集合是( )A .{6,7,8,9}B .{0,1,2,3}C .{n |n ≥6}D .{7,8,9}解析:选A∵C 4n >C 6n,∴⎩⎪⎨⎪⎧C 4n >C 6n ,n ≥6,⇒⎩⎪⎨⎪⎧n !4!(n -4)!>n !6!(n -6)!,n ≥6.⇒⎩⎪⎨⎪⎧ n 2-9n -10<0,n ≥6,⇒⎩⎪⎨⎪⎧-1<n <10,n ≥6. ∵n ∈N *,∴n =6,7,8,9. ∴n 的集合为{6,7,8,9}.2.将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张卡片,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的放法共有( )A .12种B .18种C .36种D .54种解析:选B 由题意,不同的放法共有C 13C 24=3×4×32=18种. 3.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有( ) A .60种 B .63种 C .65种D .66种解析:选D 和为偶数共有3种情况,取4个数均为偶数的取法有C 44=1种,取2奇数2偶数的取法有C 24·C 25=60种,取4个数均为奇数的取法有C 45=5种,故不同的取法共有1+60+5=66种.4.过三棱柱任意两个顶点的直线共15条,其中异面直线有( ) A .18对B .24对C .30对D .36对解析:选D 三棱柱共6个顶点,由此6个顶点可组成C 46-3=12个不同四面体,而每个四面体有三对异面直线则共有12×3=36对.5.方程C x 17-C x 16=C 2x +216的解集是________.解析:因为C x 17=C x 16+C x -116,所以C x -116=C 2x +216,由组合数公式的性质,得x -1=2x +2或x -1+2x+2=16,得x 1=-3(舍去),x 2=5.答案:{5}6.某书店有11种杂志,2元1本的有8种,1元1本的有3种.小张买杂志用去10元钱,则不同买法的种数为________(用数字作答).解析:由已知分两类情况: (1)买5本2元的买法种数为C 58.(2)买4本2元的、2本1元的买法种数为C 48·C 23.故不同买法种数为C 58+C 48·C 23=266. 答案:2667.已知C 4n ,C 5n ,C 6n 成等差数列,求C 12n 的值. 解:由已知得2C 5n =C 4n +C 6n ,所以2·n !5!(n -5)!=n !4!(n -4)!+n !6!(n -6)!,整理得n 2-21n +98=0, 解得n =7或n =14,要求C 12n 的值,故n ≥12,所以n =14,于是C 1214=C 214=14×132×1=91.8.已知集合A ={a 1,a 2,a 3,a 4},B ={0,1,2,3},f 是从A 到B 的映射. (1)若B 中每一元素都有原象,则不同的映射f 有多少个? (2)若B 中的元素0无原象,则不同的映射f 有多少个?(3)若f 满足f (a 1)+f (a 2)+f (a 3)+f (a 4)=4,则不同的映射f 又有多少个? 解:(1)显然映射f 是一一对应的,故不同的映射f 共有A 44=24个.(2)∵0无原象,而1,2,3是否有原象,不受限制,故A 中每一个元素的象都有3种可能,只有把A 中每一个元素都找出象,这件工作才算完成,∴不同的映射f 有34=81个.(3)∵1+1+1+1=4,0+1+1+2=4,0+0+1+3=4,0+0+2+2=4,∴不同的映射有:1+C 24A 22+C 24A 22+C 24=31个.。
高二下学期数学人教A版选修2-3第一章1.2.2组合与组合数课件

思考一:ab与ba是相同的排列还是相同的组合?
思考二:两个相同的排列有什么特点?两个相同的组合呢?
• 元素相同 • 元素排列顺序相同
• 元素相同
2.组合与排列的区分和联系
排列:从n个元素种取出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
组合:从n个元素种取出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
简单的组合问题
跟踪训练
2.由13个人组成的课外活动小组,其中5个人只会跳 舞,5个人只会唱歌,3个人既会唱歌也会跳舞,若从 中选出4个会跳舞和4个会唱歌的人去演节目,共有多 少种不同的选法?
组合数公式、性质的应用
例2 计算下列各式的值
1 3C83 2C52
2 C43 C53 C63 ... C130
3
C 5n n
C 9n n1
组合数公式、性质的应用
跟踪训练
C C 1.解方程: 3 n6 18
4n2 18
组合数公式、性质的应用
跟踪训练
C 2.证明: m1 n
C m1 n
5 有4名男医生、3名女医生,从中选出2名男医生、
1名女医生组成1个医疗小组,则不同的选法共
有___1_8____种.
简单的组合问题
例3 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名. (1)现要从中选2名去参加会议有多少种不同的选法? (2)选出2名男教师或2名女教师参加会议,有多少种不同 的选法? (3)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少 种不同的选法?
2Cnm
C m1 n2
自我检测
1 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
最新人教版选修2-3高二数学1.1 2 基本计数原理和排列组合教学设计

一本周教内容:选修2—3 基本计数原理和排列组合二教目标和要求1 掌握分类加法计数原理和分步乘法计数原理,并能用两个计数原理解决一些简单的问题。
2 理解排列和组合的概念,能利用计数原理推导排列数公式,组合数公式,并解决简单的实际问题。
3 让生体会思想与方法,培养生分析问题,解决问题的能力,激发生习的兴趣。
注意问题的转化,分类讨论,注重数形结合,会从不同的切入点解决问题。
三重点和难点重点:两个基本计数原理的内容;排列和组合的定义,排列数和组合数公式及其应用难点:两个计数原理的应用和应用排列组合数公式解决实际的问题四知识要点解析[]1 两个基本计数原理(1)分类加法计数原理:做一件事情,完成它有类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的办法……在第类办法中有m种不同的方法,那么完成这件事情共有N=m1+m2+…+m种不同的方法(2)分步乘法计数原理:做一件事情,完成它需要分成个步骤,做第一个步骤有m1种不同的方法,做第二个步骤有m2种不同的办法……做第个步骤有m种不同的方法,那么完成这件事情共有N=m1×m2×…×m种不同的方法说明:(1)两个基本计数原理是解决计数问题最基本的理论根据,它们分别给出了用两种不同方式(分类和分步)完成一件事情的方法总数的计算方法(2)考虑用哪个计数原理,关键是看完成一件事情是否能独立完成,决定是分类还是分步。
如果完成一件事情有类办法,每类办法都能独立完成,则用分类加法计数原理;如果完成一件事情,需要分成个步骤,各个步骤都是不可缺少的,需要依次完成所有步骤,才能完成这件事情,则用分步乘法计数原理(3)在解决具体问题,要弄清是“分步”,还是“分类”,还要弄清“分步”或者“分类”的标准是什么,注意分类,分步不能重复,不能遗漏2 排列问题(1)排列的定义:一般的,从个不同的元素中任取m (m ≤)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出m 个元素的一个排列说明:①定义中包含两个基本内容:一是“取出元素”,二是“按一定顺序排列”②一个排列就是完成一件事情的一种方法③不同的排列就是完成一件事情的不同方法④两个排列相同,需要满足两个条件:一是元素相同,二是顺序相同⑤从个不同的元素全部取出的一个排列,叫做个不同元素的一个全排列,记作n n A(2)排列数的定义:从个不同的元素中任取m (m ≤)个元素的所有排列的个数,叫做从个不同元素中任取m 个元素的排列数。
人教A版选修2-3 1.2.2 第1课时 组合与组合数公式 学案

1.2.2 组合第1课时组合与组合数公式考点学习目标核心素养组合的概念理解组合的概念,能正确区别排列与组合数学抽象组合数公式能记住组合数的计算公式,组合数的性质以及组合数与排列数之间的关系,并能运用组合数公式与组合数性质进行运算数学运算简单的组合问题能利用组合数公式解决简单的组合应用题逻辑推理、数学运算问题导学预习教材P21~P24的内容,并思考下列问题:1.组合的概念是什么?2.什么是组合数?组合数公式是什么?3.组合数有哪些性质?1.组合的定义一般地,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.■名师点拨对组合概念的三点说明(1)组合的特点组合要求n个元素是不同的,被取出的m个元素也是不同的,即从n个不同的元素中进行m次不放回地取出.(2)组合的特性元素的无序性,即取出的m个元素不讲究顺序,亦即元素没有位置的要求.(3)相同的组合根据组合的定义,只要两个组合中的元素完全相同,不管顺序如何,就是相同的组合.2.组合数的概念、公式、性质组合数定义从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个元素的组合数表示法C m n组合数公式乘积式C m n=A m nA m m=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)m!阶乘式C m n=n!m!(n-m)!性质C m n=C n-mn,C m n+1=Cmn+Cm-1n备注①n,m∈N*且m≤n;②规定C0n=1判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)从a1,a2,a3三个不同元素中任取两个元素组成一个组合,所有组合的个数为C23.( )(2)从1,3,5,7中任取两个数相乘可得C24个积.( )(3)C35=5×4×3=60.( )(4)C2 0162 017=C12 017=2 017.( )答案:(1)√(2)√(3)×(4)√若C2n=10,则n的值为( )A.10 B.5C.3 D.4答案:B从9名学生中选出3名参加“希望英语”口语比赛,不同选法有( ) A.504种B.729种C.84种D.27种答案:C计算C37+C47+C58+C69=________.答案:210甲、乙、丙三地之间有直达的火车,相互之间的距离均不相等,则车票票价有________种.解析:车票的票价有C23=3(种).答案:3组合概念的理解判断下列问题是排列问题,还是组合问题.(1)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,组成一个三位数,这样的三位数共有多少个?(2)从1,2,3,…,9九个数字中任取3个,然后把这三个数字相加得到一个和,这样的和共有多少个?(3)从a ,b ,c ,d 四名学生中选两名去完成同一份工作,有多少种不同的选法? 【解】 (1)当取出3个数字后,如果改变3个数字的顺序,会得到不同的三位数,此问题不但与取出元素有关,而且与元素的排列顺序有关,是排列问题.(2)取出3个数字之后,无论怎样改变这3个数字的顺序,其和均不变,此问题只与取出元素有关,而与元素的排列顺序无关,是组合问题.(3)两名学生完成的是同一份工作,没有顺序,是组合问题.判断一个问题是否是组合问题的方法技巧区分某一问题是排列问题还是组合问题的关键是看取出元素后是按顺序排列还是无序地组合在一起.区分有无顺序的方法是把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化.若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.判断下列问题是组合问题还是排列问题:(1)把5本不同的书分给5个学生,每人一本; (2)从7本不同的书中取出5本给某个同学; (3)10个人互相写一封信,共写了几封信; (4)10个人互相通一次电话,共通了几次电话.解:(1)由于书不同,每人每次拿到的也不同,有顺序之分,故它是排列问题. (2)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.(3)因为两人互写一封信与写信人与收信人的顺序有关,故它是排列问题. (4)因为互通电话一次没有顺序之分.故它是组合问题.组合数公式、性质的应用计算下列各式的值. (1)3C 38-2C 25;(2)C 34+C 35+C 36+…+C 310; (3)C 5-n n +C 9-nn +1.【解】 (1)3C 38-2C 25=3×8×7×63×2×1-2×5×42×1=148.(2)利用组合数的性质C m n +1=C m n +C m -1n ,则C 34+C 35+C 36+…+C 310 =C 44+C 34+C 35+…+C 310-C 44 =C 45+C 35+…+C 310-C 44 =…=C 411-1=329.(3)由题意知,⎩⎪⎨⎪⎧5-n ≤n ,5-n ≥0,9-n ≤n +1,9-n ≥0,解得4≤n ≤5.又因为n ∈N *,所以n =4或n =5. 当n =4时,原式=C 14+C 55=5. 当n =5时,原式=C 05+C 46=16.[变条件]若将本例(2)变为:C 55+C 56+C 57+C 58+C 59+C 510,如何求解? 解:原式=(C 66+C 56)+C 57+C 58+C 59+C 510 =(C 67+C 57)+C 58+C 59+C 510=… =C 610+C 510=C 611=C 511=11×10×9×8×75×4×3×2×1=462.关于组合数公式的选取技巧(1)涉及具体数字的可以直接用nn -mC mn -1=nn -m·(n -1)!m !(n -1-m )!=n !m !(n -m )!=C mn 进行计算.(2)涉及字母的可以用阶乘式C mn =n !m !(n -m )!计算.(3)计算时应注意利用组合数的性质C mn =C n -mn 简化运算.1.C 58+C 98100C 77=________. 解析:C 58+C 98100C 77=C 38+C 2100×1 =8×7×63×2×1+100×992×1=56+4 950=5 006.答案:5 0062.若C 23+C 24+C 25+…+C 2n =363,则正整数n =________. 解析:由C 23+C 24+C 25+…+C 2n =363, 得1+C 23+C 24+C 25+…+C 2n =364,即C 33+C 23+C 24+C 25+…+C 2n =364. 又C m n +C m -1n =C mn +1,则C 33+C 23+C 24+C 25+…+C 2n =C 34+C 24+C 25+…+C 2n =C 35+C 25+C 26+…+C 2n =…=C 3n +1, 所以C 3n +1=364,化简可得(n +1)n (n -1)3×2×1=364,又n 是正整数,解得n =13. 答案:133.解方程:C 3n +618=C 4n -218.解:由原方程及组合数性质可知, 3n +6=4n -2或3n +6=18-(4n -2), 所以n =2或n =8,而当n =8时,3n +6=30>18,不符合组合数定义,故舍去. 因此n =2.简单的组合问题现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名. (1)现要从中选2名去参加会议有多少种不同的选法?(2)选出2名男教师或2名女教师参加会议,有多少种不同的选法? (3)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?【解】 (1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即C 210=10×92×1=45(种). (2)可把问题分两类情况:第1类,选出的2名是男教师有C 26种方法; 第2类,选出的2名是女教师有C 24种方法.根据分类加法计数原理,共有C 26+C 24=15+6=21(种)不同的选法.(3)从6名男教师中选2名的选法有C 26种,从4名女教师中选2名的选法有C 24种,根据分步乘法计数原理,共有不同的选法C 26×C 24=6×52×1×4×32×1=90(种).[变问法]本例其他条件不变,问题变为从中选2名教师参加会议,至少有1名男教师的选法是多少?最多有1名男教师的选法又是多少?解:至少有1名男教师可分两类:1男1女有C 16C 14种,2男0女有C 26种. 由分类加法计数原理知有C 16C 14+C 26=39(种).最多有1名男教师包括两类:1男1女有C 16C 14种,0男2女有C 24种. 由分类加法计数原理知有C 16C 14+C 24=30(种).解简单的组合应用题的策略(1)解简单的组合应用题时,首先要判断它是不是组合问题,组合问题与排列问题的根本区别在于排列问题与取出元素之间的顺序有关,而组合问题与取出元素的顺序无关.(2)要注意两个基本原理的运用,即分类与分步的灵活运用. [注意] 在分类和分步时,一定注意有无重复或遗漏.1.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)法一: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 22·C 198+C 12·C 298=9 604(种).法二: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).2.由13个人组成的课外活动小组,其中5个人只会跳舞,5个人只会唱歌,3个人既会唱歌也会跳舞,若从中选出4个会跳舞和4个会唱歌的人去演节目,共有多少种不同的选法?解:对3个既会唱歌又会跳舞的人进行分类: 第一类:若3人都不参加,共有C 03C 45C 45=25(种); 第二类:若3人都跳舞或都唱歌,共有2C 33C 15C 45=50(种); 第三类:若3人中有两人唱歌或跳舞,共有2C 23C 25C 45=300(种); 第四类:若3人中有一人唱歌或跳舞,共有2C 13C 35C 45=300(种);第五类:若3人中有两人唱歌第三人跳舞或两人跳舞第三人唱歌,共有2C 23C 11C 25C 35=600(种).第六类:若3人中只有一人唱歌,又有一人跳舞有C 13C 12C 35C 35=600(种).由分类加法计数原理得不同选法共有25+50+300+300+600+600=1 875(种).1.下面几个问题属于组合的是( )①由1,2,3,4构成双元素集合;②5支球队进行单循环足球比赛的分组情况;③由1,2,3构成两位数的方法;④由1,2,3组成无重复数字的两位数的方法.A.①③B.②④C.①②D.①②④解析:选C.由集合元素的无序性可知①属于组合问题;因为每两个球队比赛一次,并不需要考虑谁先谁后,没有顺序的区别,故②是组合问题;③,④中两位数顺序不同数字不同为排列问题.n等于( )2.若C n12=C2n-312,则A.3 B.5C.3或5 D.15解析:选C.由组合数的性质得n=2n-3或n+2n-3=12,解得n=3或n=5,故选C.3.若集合A={a1,a2,a3,a4,a5},则集合A中含有4个元素的子集共有________个.解析:共有C45=5个.答案:54.10个人分成甲、乙两组,甲组4人,乙组6人,则不同的分组种数为________.(用数字作答)解析:从10人中任选出4人作为甲组,则剩下的人即为乙组,这是组合问题,共有C410=210种分法.答案:2105.平面上有9个点,其中4个点在同一条直线上(4个点之间的距离各不相等),此外任何三点不共线.(1)过每两点连线,可得几条直线?(2)以每三点为顶点作三角形可作几个?解:(1)从9个点任取2个点,除去共线的情况,再把多减的一条直线加回来,有C29-C24+1=31(条).(2)从9个点任取3个点,除去共线的情况有C39-C34=80(个).[A 基础达标]1.方程C x28=C3x-828的解为( )A.4或9 B.4C.9 D.5解析:选A.当x=3x-8时,解得x=4;当28-x=3x-8时,解得x=9.2.从5名志愿者中选派4人在星期六和星期日参加公益活动,每人一天,每天两人,则不同的选派方法共有( )A.60种B.48种C.30种D.10种解析:选C.从5人中选派2人参加星期六的公益活动有C25种方法,再从剩下的3人中选派2人参加周日的公益活动有C23种方法,故共有C25·C23=30(种).3.楼道里有12盏灯,为了节约用电,需关掉3盏不相邻的灯,则关灯方案有( )A.72种B.84种C.120种D.168种解析:选C.需关掉3盏不相邻的灯,即将这3盏灯插入9盏亮着的灯的空当中,所以关灯方案共有C310=120(种).4.化简C9798+2C9698+C9598等于( )A.C9799B.C97100C.C9899D.C98100解析:选B.由组合数的性质知,C9798+2C9698+C9598=(C9798+C9698)+(C9698+C9598)=C9799+C9699=C97100.5.男女学生共有8人,从男生中选取2人,从女生中选取1人,共有30种不同的选法,其中女生有( )A.2人或3人B.3人或4人C.3人D.4人解析:选A.设男生有n人,则女生有(8-n)人,由题意可得C2n C18-n=30,解得n=5或n=6,代入验证,可知女生为2人或3人.故选A.6.某单位需同时参加甲、乙、丙三个会议,甲需2人参加,乙、丙各需1人参加,从10人中选派4人参加这三个会议,不同的安排方法有________种.解析:从10人中选派4人有C410种方法,对选出的4人具体安排会议有C24C12种方法,由分步乘法计数原理知,不同的选派方法有C410C24C12=2 520(种).答案:2 5207.对所有满足1≤m<n≤5的自然数m,n,方程x2+C m n y2=1所表示的不同椭圆的个数为________.解析:因为1≤m <n ≤5,所以C m n 可以是C 12,C 13,C 23,C 14,C 24,C 34,C 15,C 25,C 35,C 45,计算可知C 13=C 23,C 14=C 34,C 15=C 45,C 25=C 35,故x 2+C m n y 2=1能表示6个不同的椭圆.答案:68.不等式C 2n -n <5的解集为________. 解析:由C 2n -n <5,得n (n -1)2-n <5,所以n 2-3n -10<0.解得-2<n <5.由题设条件知n ≥2,且n ∈N *,所以n =2,3,4.故原不等式的解集为{2,3,4}.答案:{2,3,4} 9.(1)解方程:A 3m =6C 4m ; (2)解不等式:C x -18>3C x8. 解:(1)原方程等价于m (m -1)(m -2)=6×m (m -1)(m -2)(m -3)4×3×2×1,所以4=m -3,解得m =7.(2)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x -1≤8,x ≤8,所以x ≤8,且x ∈N *,因为C x -18>3C x8,所以8!(x -1)!(9-x )!>3×8!x !(8-x )!.即19-x >3x ,所以x >3(9-x ),解得x >274, 所以x =7,8.所以原不等式的解集为{7,8}.10.一位教练的足球队共有17名初级学员,他们中以前没有人参加过比赛.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:(1)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?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种数为C 1117=12 376. (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11人组成上场小组,共有C 1117种选法; 第2步,从选出的11人中选出1名守门员,共有C 111种选法. 所以教练员做这件事情的方式种数为C 1117×C 111=136 136.[B 能力提升]11.某班级有一个7人小组,现任选其中3人相互调整座位,其余4人座位不变,则不同的调整方案有( )A.35种B.70种C.30种D.65种解析:选B.先从7人中选出3人有C37=35种情况,再对选出的3人相互调整座位,共有2种情况,故不同的调整方案有2C37=70(种).12.某城市纵向有6条道路,横向有5条道路,构成如图所示的矩形道路网(图中黑线表示道路),则从西南角的A地到东北角的B地的最短路线共有________条.解析:要使路线最短,只能向右或向上走,途中不能向左或向下走.因此,从A地到B 地归结为走完5条横线段和4条纵线段.设每走一段横线段或纵线段为一个行走时段,从9个行走时段中任取4个时段走纵线段,其余5个时段走横线段,共有C49C55=126种走法,故从A地到B地的最短路线共有126条.答案:12613.(1)在桥牌比赛中,发给4名参赛者每人一手由52张牌的四分之一(即13张牌)组成的牌.一名参赛者可能得到多少手不同的牌(用排列数或组合数表示)?(2)某人决定投资8种股票和4种债券,经纪人向他推荐了12种股票和7种债券.问:此人有多少种不同的投资方式?解:(1)本题实质上是从52个元素中任选13个元素作为一组的组合问题,共有C1352种不同的可能.即一名参赛者可能得到C1352手不同的牌.(2)需分两步:第1步,根据经纪人的推荐在12种股票中选8种,共有C812种选法;第2步,根据经纪人的推荐在7种债券中选4种,共有C47种选法.根据分步乘法计数原理,此人有C812·C47=17 325种不同的投资方式.14.(选做题)某足球赛共32支球队有幸参加,它们先分成8个小组进行循环赛,决出16强(每队均与本组其他队赛一场,各组一、二名晋级16强),这16支球队再分成8个小组决出8强,8强再分成4个小组决出4强,4强再分成2个小组决出2强,最后决出冠、亚军,此外还要决出第三名、第四名,问这次足球赛共进行了多少场比赛?解:可分为如下几类比赛:(1)小组循环赛:每组有C24=6场,8个小组共有48场;(2)八分之一淘汰赛,8个小组的第一、二名组成16强,根据赛制规则,16强分成8组,每组两个队比赛一场,可以决出8强,共有8场;(3)四分之一淘汰赛,根据赛制规则,8强再分成4组,每组两个队比赛一次,可以决-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------出4强,共有4场;(4)半决赛,4强再分成2组,每组两个队比赛一场,可以决出2强,共有2场;(5)决赛,2强比赛1场确定冠、亚军,4强中的另两支队比赛1场,决出第三、四名,共有2场.综上,共有48+8+4+2+2=64(场)比赛.金戈铁骑。
2018-2019学年高中数学 第一章 计数原理 1.2.2 第1课时 组合(一)讲义 新人教A版选修2-3
含组合数的化简、证明或解方程、不
(1)对于含组合数的化简、证明或解方程、不等式等问题多利 ①组合数公式,即: Cnm=m!nn!-m!=nn-1…m!n-m+1; ②组合数的性质,即 Cnm=Cnn-m和 Cnm+1=Cmn +Cmn -1; ③排列数与组合数的关系,即 Anm=Cmn Amm. (2)当含有字母的组合数的式子要进行变形论证时,利用阶乘 便.
1.由 Cx1+0 1+C1170-x可得不相同的值的个数是
A.1
B.2
C.3
D.4
[解析]
x+1≤10 ∵x1+7-1≥x≤010,∴7≤x≤9,
17-x≥0
又 x∈Z,∴x=7,8,9.
当 x=7 时,C810+C1100=46
当 x=8 时,C910+C910=20 当 x=9 时,C1100+C810=46.
规律总结』 1.性质“Cnm=Cnn-m”的意义及作用. 反映的是组合数的对称性,即从n个不
意义 → 同的元素中取m个元素的一个组合与 剩下的n-m个元素的组合相对应
作用 → 当m>n2时,计算Cnm通常转化为计算Cnn-m
2.与排列组合有关的方程或不等式问题要用到排列数、组 组合数的性质,求解时,要注意由 Cnm中的 m∈N+,n∈N+,且 的范围,因此求解后要验证所得结果是否适合题意.
序写出,即
• ∴所有组合为ABC,ABD,ABE,ACD,ACE BCD,BCE,BDE,CDE.
解法二:画出树形图,如图所示.
∴所有组合为 ABC,ABD,ABE,ACD,ACE,ADE,BCD CDE.
命题方向2 ⇨组合数公式
典例 2 (2018·江西玉山一中检测)若 20C5n+5=4(n+4)Cnn+- 的值.
高中数学1.2.2组合第1课时组合与组合数公式人教A版选修2_3
【解】 (1)从 10 名教师中选 2 名去参加会议的选法种数,就是 从 10 个不同的元素中取出 2 个元素的组合数,即 C210=120××19= 45(种). (2)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)不同的选 法.
2.由 13 个人组成的课外活动小组,其中 5 个人只会跳舞,5 个人 只会唱歌,3 个人既会唱歌也会跳舞,若从中选出 4 个会跳舞和 4 个会唱歌的人去演节目,共有多少种不同的选法?
解:对 3 个既会唱歌又会跳舞的人进行分类: 第一类:若 3 人都不参加,共有 C03C45C45=25(种); 第二类:若 3 人都跳舞或都唱歌,共有 2C33C15C45=50(种); 第三类:若 3 人中有两人唱歌或跳舞,共有 2C23C25C45=300(种); 第四类:若 3 人中有一人唱歌或跳舞,共有 2C13C35C45=300(种);
判断下列问题是组合问题还是排列问题: (1)把 5 本不同的书分给 5 个学生,每人一本; (2)从 7 本不同的书中取出 5 本给某个同学; (3)10 个人互相写一封信,共写了几封信; (4)10 个人互相通一次电话,共通了几次电话.
解:(1)由于书不同,每人每次拿到的也不同,有顺序之分,故它 是排列问题. (2)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. (3)因为两人互写一封信与写信人与收信人的顺序有关,故它是排 列问题. (4)因为互通电话一次没有顺序之分.故它是组合问题.
■名师点拨 对组合概念的三点说明
(1)组合的特点 组合要求 n 个元素是不同的,被取出的 m 个元素也是不同的,即 从 n 个不同的元素中进行 m 次不放回地取出.
1.2.2排列与组合(组合)(新人教A版选修2-3)
3 100
100 99 98 种 161700 3 2
(2)抽出的3件中恰好有1件是次品的抽法有多少种? 从2件次品中抽出1件次品的抽法有 C
1 2
2 从98件合格品中抽出2件的抽法有 C 98
1 2 C2 C98 9506
例题4. 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 (3)抽出的3件中至少有1件是次品的抽法有多少种? 法1 含1件次品或含2件次品
2 某些特殊元素有特殊归类问题: 例1.有划船运动员10人,其中3人会划右舷,2人 会划左舷,其余5人都会划,现要从中选出6人,平均 分配在船的两舷,有多少种选法? 解:按左舷分三类:
:
(1)只会划左舷2人都被选 (2)只会划有左舷1人被选: (3)只会划左舷2人都不选:
2 1 3 C2 C5 C7
95 96 97 93 96 97 93 C98 C98 C99 C96 C99 C99 C96 97 93 3 3 C100 C96 C100 C96 18820
例4 解方程(1) C
x2 x 27
C
5 x 5 27
解 (1)原方程化为:x 2 x 5 x 5, 或x 2 x 27 (5 x 5)
6 6 5 5 或, 原式 C9 (C9 C9 ) C9 0
93 94 95 96 97 93 94 95 96 97 93 C C C C C C C C C C C (5)原式 96 96 97 98 99 96 97 97 98 99 96
x 2 6 x 5 0, 或x 2 4 x 32 0, x1 1, x2 5, x3 4, x4 8,
数学:1.2.2《组合》PPT课件(新人教A版-选修2-3)
小结:至多至少问题常用分类的或排除法. 小结:至多至少问题常用分类的或排除法.
从数字1,2,5,7中任选两个 例2 从数字 中任选两个 (1) 可以得到多少个不同的和 6个 可以得到多少个不同的和? (2)可以得到多少个不同的差 12个 可以得到多少个不同的差? 可以得到多少个不同的差 有不同的英文书5本 不同的中文书 不同的中文书7本 练习 有不同的英文书 本,不同的中文书 本, 从中选出两本书. 从中选出两本书 (1)若其中一本为中文书 一本为英文书 若其中一本为中文书,一本为英文书 若其中一本为中文书 一本为英文书. 问共有多少种选法? 问共有多少种选法 35种 (2)若不限条件 问共有多少种选法 若不限条件,问共有多少种选法 若不限条件 问共有多少种选法? 66种
练一练
1.写出从 写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的所有 写出从 组合
c a b b c c d d d
abc , abd , acd ,bcd .
组合 abc abd acd bcd abc acb abd adb
排列 bac bca bad bda cad cda cbd cdb cab cba dab dba dac dca dbc dcb
3 4 3
4
3
43 34 33
3
概念讲解
组合数公式
排列与组合是有区别的,但它们又有联系. 排列与组合是有区别的,但它们又有联系. 一般地,求从n个不同元素中取出 个不同元素中取出m个元素的 一般地,求从 个不同元素中取出 个元素的 排列数,可以分为以下2步 排列数,可以分为以下 步: 先求出从这n个不同元素中取出 个不同元素中取出m个 第1步,先求出从这 个不同元素中取出 个 m 元素的组合数 C. n 2步 求每一个组合中m个元素的全排列数 第2步,求每一个组合中m个元素的全排列数 An . m m m An = Cn ⋅ Am 根据分步计数原理,得到: 根据分步计数原理,得到:
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第五课时 1.3.2组合数的性质
教学目标:
1掌握组合数的两个性质;
2.进一步熟练组合数的计算公式,能够运用公式解决一些简单的应用问题
教学重点:
掌握组合数的两个性质
教学过程
一、复习引入:
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
说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同
2.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m n C 表示. 3.组合数公式的推导:
(1)一般地,求从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数m
n A ,可以分如下两步:① 先求从
n 个不同元素中取出m 个元素的组合数m n C ;② 求每一个组合中m 个元素全排列数m m A ,根据
分步计数原理得:m n A =m n C m m A ⋅. (2)组合数的公式: (1)(2)(1)!m m
n n
m m A n n n n m C A m ---+==L 或)!(!!m n m n C m n -=),,(n m N m n ≤∈*且 二、讲解新课:
1 组合数的性质1:m n n m 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 n m 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 -=,∴m 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;
③y 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 n C .
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,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 n C .
三、典例分析 例1.(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 例2.解方程:(1)3213113-+=x x C C ;(2)解方程:33322210
1+-+-+=
+x x x x x A C C . 解:(1)由原方程得123x x +=-或12313x x ++-=,∴4x =或5x =, 又由111312313x x x N *⎧≤+≤⎪≤-≤⎨⎪∈⎩
得28x ≤≤且x N *∈,∴原方程的解为4x =或5x =
上述求解过程中的不等式组可以不解,直接把4x =和5x =代入检验,这样运算量小得多.
(2)原方程可化为2333110x x x C A -++=,即5333110
x x C A ++=,∴(3)!(3)!5!(2)!10!x x x x ++=-⋅, ∴11120(2)!10(1)(2)!
x x x x =-⋅-⋅-, ∴2120x x --=,解得4x =或3x =-,
经检验:4
x 是原方程的解
例3、男运动员6名,女运动员4名,其中男女队长各1名,选派5人外出比赛,在下列情形中各有多少种选派方法?
(1)男运动员3名,女运动员2名;
(2)至少有1名女运动员;
(3)队长中至少有1人参加;
(4)既要有队长,又要有女运动员.
解题导引(1)区别排列与组合的重要标志是“有序”与“无序”,无序的问题,用组合解答,有序的问题属排列问题.
(2)解组合问题时,常遇到“至多”、“至少”问题,解决的方法常常用间接法比较简单,计算量也较小;用直接法也可以解决,但分类要恰当,特别对限制条件比较多的问题.解(1)第一步:选3名男运动员,有C36种选法.
第二步:选2名女运动员,有C24种选法.
共有C36·C24=120(种)选法.
(2)“至少1名女运动员”的反面为“全是男运动员”.
从10人中任选5人,有C510种选法,其中全是男运动员的选法有C56种.
所以“至少有1名女运动员”的选法有C510-C56=246(种).
(3)从10人中任选5人,有C510种选法.
其中不选队长的方法有C58种.
所以“至少1名队长”的选法有C510-C58=196(种).
(4)当有女队长时,其他人选法任意,共有C49种选法.不选女队长时,必选男队长,共有C48种选法.其中不含女运动员的选法有C45种,所以不选女队长时共有C48-C45种选法.故既要有队长,又要有女运动员的选法有C49+C48-C45=191(种).
课堂小节:本节课学习了组合数的两个性质
课堂练习:
1.计算C14+C25+…+C1720等于( )
A.C1721
B.C1721-1
C.C1821-1
D.C1821
解析:选B.原式=(C04+C14)+C25+…+C1720-1
=(C15+C25)+…+C1720-1
=(C26+C36)+…+C1720-1
…
=C1620+C1720-1=C1721-1.
2.从A,B,C,D,E五人中选出2人参加演讲,共有选法的种数为( ) A.20
B.10
C.15
D.5
解析:选B.共有选法C25=5×4
2
=10.。