排列、组合、二项式定理的精品教案3篇
第十章排列组合和二项式定理教案 (1)

第十章排列组合和二项式定理教材分析一、内容分析:当将一个较复杂的问题通过分类进行分解时,用的是加法原理;当将它通过分步进行分解时,用的是乘法原理三、考点诠释(1)两个原理(分类计数原理、分步计数原理)分类和分步的区别,关键是看事件能否完成,事件完成了就是分类;必须要连续若干步才能完成的则是分步.分类要用加法原理将种数相加;分步要用乘法原理,分步后再将种数相乘.(2)两个概念(排列、组合)排列与组合是既有联系又有区别的两类问题,它们都是从n 个不同元素中任取m 个不同元素.但是前者要求将元素排成一个顺序,后者对此不做要求.若不理解排列问题和组合问题的区别,在分析实际问题时就会犯错误.(3)两类基本公式排列数公式 !(1)(2)(1)()!m n n A n n n n m n m =---+=- 规定:0!=1 组合数公式 )!(!!m n m n A A C m m m n mn-== 特别地:10==n n n C C (4)两类基本性质排列性质:11-++=m n m n m n mA A A组合性质:性质1.m n n m n C C -=, 性质2.11-++=m n m n m n C C C在解决排列组合的计算或证明以及解方程,解不等式等问题时,经常用排列数公式、组合数公式以及组合数的两个性质.解这类题的关键是准确、熟练地运用这些公式及性质,但是在使用公式时要注意:计算题与证明题的类型不同,要求选择公式的形式就不同.排列数公式与组合数公式都有两种形式:乘积形式和阶乘形式前者多用于数字计算,后者多用于证明恒等式,同时要注意公式的倒用,即由)!(!!m n m n -写出m n C . 排列数m n A 与组合数m n C 里的m 、n 的关系是 )(N n m n m ∈≤、牢记:0!=1;.1;!;;;1;11100======n n n n n n n n C n A n C n A C A组合数派生性质:k n n k n n k k k C C C C C -+-++=++++1221101121++++=++++k n k n k k k k k k C C C C C(5)排列组合的综合应用排列与顺序有关,或者说与所有顺序有关.组合与顺序无关,或者说与一种顺序有关.例如:从1、2、3、4四个数字中任取3个不同的数字,可组成多少个不同的三位数?这是排列问题,有34A 个,而组成的三位数中个位、十位、百位上的数字递增的三位数有多少个?这是一种确定的顺序,是组合问题34C 个不同的三位数.按元素的性质分类,按事件发生的连续过程分步,是处理排列组合问题的基本数学思想方法,要注意题设中“至少”、“至多”等限制词的意义.处理排列组合的综合性问题,一般的思想方法是对于要取出的元素不是一次完成的排列问题,要注意先选取元素,直到把应取的元素都取出来后,再进行排列在排列问题中,某几个元素必须在某几个固定位置,某几个元素不能在某几个位置,某几个元素必须在一起,某几个元素互不相邻等,是排列中的几种基本类型.在组合问题中,某些元素必须在内,某些元素都不在内,某些元素恰有一个在内,某些元素至少有一个在内,某些元素至多有一个在内等,是组合的几种基本类型.(6)二项式定理的有关概念第一、对通项要注意以下几点:①它表示二项展开式中的任意项,只要n 与r 确定,该项也随之确定. ②公式表示的是第r+1项,而不是第r 项.③公式中a 、b 的位置不能颠倒,它们的指数和一定为n.第二、要注意区分,展开式的第r+1项的二项式系数与第r+1项的系数是两个不同的概念,千万不能混在一起.(7)二项式系数的性质①展开式中与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等. ②若二项式的幂指数是偶数,则展开式的中间一项即第12+n 项的二项式系数最大;若二项式系数的幂指数是奇数,则展开式的中间两项即第(121+-n )项和第(121++n )项的二项式系数相等且最大. ③展开式的所有二项式系数的和等于n 2.即n n n n n n C C C C 2210=++++④展开式中的奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.即+++=+++531420n n n n n n C C C C C C =12-n注意:①用二项式定理进行幂的近似计算时,首先要将幂的底数拆成两项,构造二项式;其次要根据题设的精确度选取展开的项数.②利用二项式定理证明整除性问题,也应灵活处理底数,使之符合需要.③赋值法是解决二项展开式中有关系数问题的重要手段,许多复杂的与系数有关的问题均可以通过正确的、简单的赋值得到解决.四、教学建议1.在深刻理解的基础上,严格要求按照两个原理去做分类计数原理和分步计数原理是两个基本原理,它们既是推导排列数公式、组合数公式的基础,也是解决排列、组合问题的主要依据,并且还常需要直接运用它们去解决问题,这两个原理贯穿排列、组合学习过程的始终.搞好排列、组合问题的教学从这两个原理入手带有根本性.分类计数原理是对完成一件事的所有方法的一个划分,依分类计数原理解题,首先明确要做的这件事是什么,其次分类时要根据问题的特点确定分类的标准,最后在确定的标准下进行分类.分类要注意不重复、不遗漏,保证每类办法都能完成这件事.分步计数原理是指完成一件事的任何方法要按照一定的标准分成几个步骤,必须且只需连续完成这几个步骤后才算完成这件事,每步中的任何一种方法都不能完成这件事.从以上的分析可以看出,分类计数原理和分步计数原理的地位是有区别的,分类计数原理更具有一般性,解决复杂问题时往往需要先分类,每类中再分成几步.在排列、组合教学的起始阶段,不能嫌罗嗦,教师一定要先做出表率并要求学生严格按原理去分析问题.只有这样才能使学生认识深刻、理解到位、思路清晰,才会做到分类有据、分步有方,为排列、组合的学习奠定坚实的基础.2. 指导判定与顺序有无关系,分清排列与组合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.下面几种方法可供参考.(1) 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.(2) 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.(3) 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.3. 引导联系现实情景,正确领会问题的实质排列、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.4.倡导一题多解优化解法,交流合作互相启发排列、组合问题解题方法比较灵活,问题思考的角度不同,就会得到不同的解法.若选择的切入角度得当,则问题求解简便,否则会变得复杂难解.教学中既要注意比较不同解法的优劣,更要注意提醒学生体会如何对一个问题进行认识思考,才能得到最优方法.排列与组合方法数比较多,无法逐一进行验证.为了防止重复、避免遗漏,除了一题多解之外,另一种切实有效的办法是倡导同学之间的交流与合作.排列、组合问题的分析与解答的过程不长,且逻辑性强,特别有利于语言交流.交流与合作不仅仅是解出题目、对答案,还要根据自己的理解说明分类还是分步的理由,每类或每步中.m n A 、mn C 及n 、m 取值的理由,不断反思自己的思考过程,让别的同学能在你思考的基础上进一步的思考,看清问题的其他方面.这样相互启发、多角度的考虑,定会加深对问题的理解,激发学习的兴趣.。
高中数学新课 排列、组合和二项式定理 教案 (18)

课 题: 小结与复习(二)教学目的: 1正确运用二项式定理,解决与之相关的恒等式证明问题,进一步熟悉二项展开式通项公式,灵活地应用于复杂的多项式中,求某些项系数的问题.2.会利用二项式定理解决某些整除性问题教学过程:一、知识点:1.二项式定理及其特例:(1)01()()n n n r n r r n n n n n n a b C a C a b C a b C b n N -*+=+++++∈ ,(2)1(1)1n r r n n n x C x C x x +=+++++ .2.二项展开式的通项公式:1r n r r r n T C a b -+= 3.求常数项、有理项和系数最大的项时,要根据通项公式讨论对r 的限制;求有理项时要注意到指数及项数的整数性4 二项式系数表(杨辉三角)()n a b +展开式的二项式系数,当n 依次取1,2,3…时,二项式系数表,表中每行两端都是1,除1以外的每一个数都等于它肩上两个数的和5.二项式系数的性质:()n a b +展开式的二项式系数是0nC ,1n C ,2n C ,…,n nC .r n C 可以看成以r 为自变量的函数()f r ,定义域是{0,1,2,,}n ,例当6n =时,其图象是7个孤立的点(如图)(1)对称性.与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等(∵m n m n nC C -=). 直线2n r =是图象的对称轴. (2)增减性与最大值:当n 是偶数时,中间一项2nn C 取得最大值;当n 是奇数时,中间两项12n n C -,12n nC +取得最大值. (3)各二项式系数和:∵1(1)1n r r n n n x C x C x x +=+++++ ,令1x =,则0122n r n n n n n n C C C C C =++++++ 二、讲解范例:例1.①计算:)1(5)1(10)1(10)1(5)1(2345-+-+-+-+-x x x x x②计算:n nn n n C C C 242121++++ 分析:本例是二项式定理的逆用.若正用二项式定理,亦可求解,但过程较繁.解: ① )1(5)1(10)1(10)1(5)1(2345-+-+-+-+-x x x x x =11]1)1[(5=-+-x② n nn n n C C C 242121++++ =(12)n +=n 3 例2. 证明恒等式:1010101100102=+++C C C分析:本题的证明方法值得注意,它是对二项式定理中的a 、b 取某些特殊值.证明:左边=01101010101010(11)2C C C +++=+= =右边引伸:化简n nn n n n n n n C x C x C x C )1(22110-+++--- 解: n nn n n n n n n C x C x C x C )1(22110-+++--- =n x )1(- 例3. 求证)(983*22N n n n ∈--+能被64整除.分析:考虑到用二项式定理证明,就需要多项式展开后的各项尽量多的含有28的式子.因此,可将223+n 化成112)18()3(+++=n n 再进行展开,化简即可证得. 证明:∵221389(81)89n n n n ++--=+--=1221111(18888)89n n n n n n C C C n +++++++++--=22111888n n n n n C C ++++++ =2221118(88)n n n n n C C --+++++∴多项式展开后的各项含有28∴)(983*22N n n n ∈--+能被64整除.引伸:①求证1923+能被10整除;②求138除以9的余数.例4. 求52)1()1(x x -+的展开式中3x 的系数.解:利用通项公式r r n r n r b a C T -+=1,则2)1(x +的通项公式r r r x C T ⋅=+21,}2,1,0{∈r5)1(x -的通项公式k k k k k k x C x C T 551)1()(-=-⋅=+,}5,4,3,2,1,0{∈k令3=+r k ,则⎩⎨⎧==21r k 或⎩⎨⎧==12r k 或⎩⎨⎧==03r k 从而3x 的系数为535251215=-+-C C C C引伸:求103)1)(1(x x +-的展开式中5x 的系数. ( 答案:207 )例5. 求153)1(x x -的展开式中的常数项和有理项.解:设展开式中的常数项为第1+r 项,则653015153151)1()1()()1(rr r r r r r r x C x x C T --+⋅⋅-=⋅⋅-= (*) 由题意得06530=-r ,解得6=r , 所以展开式中的常数项为第7项5005)1(6156167=⋅-==+C T T . 由题意可得Z r ∈-6530,即r 是6的倍数,又因为150≤≤r ,所以r =0,6,12故展开式中的有理项为5501501)1(x x C T =⋅⋅-=,50057=T ,513420-=x T .三、课堂练习:1.从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( )A.8种B.12种C.16种D.20种分析:两个面不相邻,只能对面,中间再夹一个面.第一步,正方体两平面相对有3种不同情况,中间可以夹剩下的4个中的任意一个,又有4种不同的情况,这两步都完成,事情完成,用分步计数原理答案选B.2.一名数学教师和四名获奖学生排成一行留影,若老师不排在两端,则共有_____种不同的排法.分析:(法一)、从特殊元素出发,由于数学教师是特殊元素,所以他除了两端外,还有3个位置可排共有13A 种排法,然后排学生共有44A 种排法,由分步计数原理可得答案是72.(法二)从特殊位置出发,由于两端是特殊位置,除数学教师外先从四名学生中选2人排在两端共有24A 种排法,然后剩余的学生及老师排剩余的位置共有A 33种排法.由分步计数原理可得答案是72.3. 由数字1、2、3、4、5、6、7组成无重复数字的七位数.(1)求有3个偶数相邻的7位数的个数;(2)求3个偶数互不相邻的7位数的个数.答案:用捆绑法可得(1)为720个;用插空法可得(2)为1440个.4. 从5男4女中选4位代表,其中至少有2位男同志,且至少有1位女同志,分别到4个不同的工厂调查,不同的分派方法有( )A.100种B.400种C.480种D.2400种解:分两种情况,采取先取后排的思想可得符合要求的选法共有2400441435442425=+A C C A C C (种)5. 四面体的顶点和各棱中点共10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法有________种.解:取出的4点不共面比取出的4点共面的情形要复杂,因此宜用间接法:用任意取出四点的组合总数减去这四点共面的取法数.取出四点共面时有三种可能第一类:四点共面于四面体的某一个面时,有446C 种取法;第二类:由四面体的一条棱上三点及对棱中点所确定的平面有6个;第三类:过四面体中的四条棱的中点,而与另外两条棱平行的平面有3个.故取4个点不共面时的不同取法有)(141)364(46410种=++-C C6.已知碳元素有3种同位素12C 、13C 、14C ,氧元素也有3种同位素16O 、17O 、18O ,则不同的原子构成的CO 2分子有( )A.81种B.54种C.27种D.9种解:分步计数原理,先选碳原子,再选第一个氧原子,第二个氧原子.所以27131313==C C C N (种)7.用1、2、3、4、5、6六个数字组成没有重复数字的四位数中,是9的倍数的共有( )A.360个B.180个C.120个D.24个解:因为3+4+5+6=18能被9整除,所以共有44A =24个.8 .在代数式522)11)(524(x x x +--的展开式中,常数项为_____.(答案:15) 9.若443322104)32(x a x a x a x a a x ++++=+,则()()2312420a a a a a +-++的值为A.1B.-1C.0D.2解:题中的0a ,1a ,…,4a 是二项展开式的各项系数而不是各项的二项式系数,它们不等于04C ,14C ,…,4C 令x =1或-1可得它们的不同形式的代数和,于是可得结论答案选A.10.求6102)1()1(x x x -++展开式中各项系数的和.11.若7722107)21(x a x a x a a x ++++=- ,则=+++710a a a , =+++6420a a a a ,=+++7531a a a a ,=+++710a a a .12.n x x x )1()1()1(2++++++ 的展开式中的各项系数之和为 .13.设121111112084)3()3()3()4()1(a x a x a x a x x +++++++=++ ,求:(1)12210a a a a ++++ 的值;(2)12420a a a a ++++ 的值.答案:10. 令1=x ,得答案: 0 11. -1 12.221-+n .13.令2-=x ,得12210842)1(a a a a ++++=⋅- ,即2562812210==++++a a a a . 令4-=x ,得12210840)3(a a a a +-+-=⋅- ,即012210=+-+-a a a a ,故128)0256(21)]()[(21122101221012420=+=+-+-+++++=++++a a a a a a a a a a a a .四、小结 :1.二项式定理的应用:证明整除问题.2.通项公式的应用:①通项公式是第1+r 项,而不是第r 项;②运用通项公式可以求出展开式中任意指定的项或具有某种条件的项五、课后作业:1. 已知n xx )2(2+的展开式的第5项的二项式系数与第3项的二项式系数之比为14:3,求展开式中的常数项.解:由题意3:14:24=n n C C ,即05052=--n n ,∴10=n 或5-=n (舍去)∵2510102101012)2()(rr r r r r r x C x x C T --+⋅⋅=⋅=, 由题意得02510=-r ,得2=r ,∴常数项为第3项180********=⋅==+C T T .引伸:条件变为第5项的系数与的3项的系数之比为56:3,求展开式的中间项.解:由题意3:56)4(:)16(24=n n C C ,可得10=n ,展开式共11项,故展开式的中间项为第6项,即21568064-=x T .2.求1032)1()1()1()1(x x x x ++++++++ 的展开式中含2x 项的系数. 解:二项式2)1(x +,3)1(x +,…10)1(x +展开式中2x 项的系数分别为: 2222310,,,.C C C其和为:2222310C C C +++ =3C ∴1032)1()1()1()1(x x x x ++++++++ 的展开式中含2x 项的系数为3C3. 若n 是3的倍数,求证:13-n是13的倍数 解:令n =3k ,k 是整数,则()1262626112612713111-+⋅++⋅+=-+=-=---k k k k k k k kk n C C C ()1111262626---++⋅+=k k k k k C C .()12112626---++⋅+k k k k k C C 是整数, 13-∴n 是13的倍数.六、板书设计(略)七、课后记:。
高中数学-排列、组合、二项式定理优秀教案

典型例题排列: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)从书架中任取1本书,有多少种不同取法?(2)从书架的第1,2,3层各取1本书,有多少种不同取法?例2.要从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅,分别挂在左、右两边墙上的指定位置,问共有多少种不同的挂法?例3某年全国足球甲级〔A组〕联赛共有14个队参加,每队要与其余各队在主、客场分别比赛一次,求总共要进行多少场比赛.例4〔1〕从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?〔2〕从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?例5用0 到9 这十个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?练习用0,1,2,3,4,5可组成多少个无重复数字的1)五位数;2)六位偶数;例6⑴7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?⑵7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?⑶7位同学站成一排,其中甲不站在首位,共有多少种不同的排法?(4) 7位同学站成一排.甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?(5) 7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?(6)甲、乙两同学相邻的排法共有多少种?(7)甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?(8)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?(9)甲、乙、丙按指定顺序排列共有多少种排法?练习1假设有四个男孩和三个女孩站成一排照相:⑴假设其中的A小孩必须站在B小孩的左边,有多少种不同的排法?⑵假设三个女孩要站在一起,四个男孩也要站在一起,有多少种不同的排法?⑶假设三个女孩互不相邻,有多少种不同的排法?⑷假设四个男孩互不相邻,有多少种不同的排法?练习2三名女生和五名男生排成一排,⑴如果女生全排在一起,有多少种不同排法?⑵如果女生全分开,有多少种不同排法?⑶如果两端都不能排女生,有多少种不同排法?组合:简单的组合问题例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:(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?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?例3(1)有4本不同的书,一个人去借,至少借一本,则有多少种不同的借法?(2) 有13本不同的书,其中小说6本,散文4本,诗歌3本,某人借6本,其中有3本小说,2本散文,1本诗歌,问有几种借法?含有附加条件的组合问题:1 某些特殊元素包含在(或不包含在)所要求的组合中:例1 一个口袋内装有大小不同的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,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?例2按以下条件,从12人中选出5人,有多少种不同选法?〔1〕甲、乙、丙三人必须中选;〔2〕甲、乙、丙三人不能中选;〔3〕甲必须中选,乙、丙不能中选;〔4〕甲、乙、丙三人只有一人中选;〔5〕甲、乙、丙三人至多2人中选;〔6〕甲、乙、丙三人至少1人中选;2 某些特殊元素有特殊归类问题:例3 平面上有五个蓝点和七个红点,其中有三个红点与两个蓝点在同一条直线上,除此以外,再无三点共线,问过两个不同颜色的点,共可作多少条直线?3 组合中的有重复问题:例4 由数1、2、3、4可组成多少个不同的和?例5 以正方体的四个顶点为顶点可以确定多少个三棱锥?4 “名额分配〞问题:例6.有10个参加数学竞赛的名额,要分给7所,每至少一个名额,有多少种不同的名额分配方法? 例7.方程5x y z ++=,求⑴有多少组正整数解?⑵有多少组非负整数解?5 “分组〞问题:例8 有6本不同的书,〔1〕甲、乙、丙3人每人2本,有多少种不同的分法?〔2〕分成3堆,每堆2本,有多少种不同的分堆方法?〔3〕分成3堆,一堆1本,一堆2本,一堆3本,有多少种不同的分堆方法?〔4〕分给甲、乙、丙3人,一人1本,一人2本,一人3本, 有多少不同的分配方法?〔5〕分成3堆,有2堆各一本,另一堆4本,有多少种不同 的分堆方法?〔6〕摆在3层书架上,每层2本,有多少种不同的摆法?6.混合问题,先“组〞后“排〞例 对某种产品的6件不同的正品和4件不同的次品,一一进行测试,至区分出所有次品为止,假设所有次品恰好在第5次测试时全部发现,则这样的测试方法有种可能?7.分清排列、组合、等分的算法区别〔1〕今有10件不同奖品,从中选6件分给甲一件,乙二件和丙三件,有多少种分法?〔2〕今有10件不同奖品, 从中选6件分给三人,其中1人一件1人二件1人三件, 有多少种分法? 〔3〕今有10件不同奖品, 从中选6件分成三份,每份2件, 有多少种分法?8、分类组合,隔板处理例1. 要从7个班中选10人参加数学竞赛,每班至少1人,共有多少种不同的选法?。
第十章 排列组合和二项式定理 教案

第十章排列组合和二项式定理教材分析一、内容分析:当将一个较复杂的问题通过分类进行分解时,用的是加法原理;当将它通过分步进行分解时,用的是乘法原理三、考点诠释(1)两个原理(分类计数原理、分步计数原理)分类和分步的区别,关键是看事件能否完成,事件完成了就是分类;必须要连续若干步才能完成的则是分步.分类要用加法原理将种数相加;分步要用乘法原理,分步后再将种数相乘.(2)两个概念(排列、组合)排列与组合是既有联系又有区别的两类问题,它们都是从n 个不同元素中任取m 个不同元素.但是前者要求将元素排成一个顺序,后者对此不做要求.若不理解排列问题和组合问题的区别,在分析实际问题时就会犯错误.(3)两类基本公式排列数公式 !(1)(2)(1)()!m n n A n n n n m n m =---+=- 规定:0!=1 组合数公式 )!(!!m n m n A A C m m m n mn-== 特别地:10==n n n C C (4)两类基本性质排列性质:11-++=m n m n m n mA A A组合性质:性质1.m n n m n C C -=, 性质2.11-++=m n m n m n C C C在解决排列组合的计算或证明以及解方程,解不等式等问题时,经常用排列数公式、组合数公式以及组合数的两个性质.解这类题的关键是准确、熟练地运用这些公式及性质,但是在使用公式时要注意:计算题与证明题的类型不同,要求选择公式的形式就不同.排列数公式与组合数公式都有两种形式:乘积形式和阶乘形式前者多用于数字计算,后者多用于证明恒等式,同时要注意公式的倒用,即由)!(!!m n m n -写出m n C . 排列数m n A 与组合数m n C 里的m 、n 的关系是 )(N n m n m ∈≤、牢记:0!=1;.1;!;;;1;11100======n n n n n n n n C n A n C n A C A组合数派生性质:k n n k n n k k k C C C C C -+-++=++++1221101121++++=++++k n k n k k k k k k C C C C C(5)排列组合的综合应用排列与顺序有关,或者说与所有顺序有关.组合与顺序无关,或者说与一种顺序有关.例如:从1、2、3、4四个数字中任取3个不同的数字,可组成多少个不同的三位数?这是排列问题,有34A 个,而组成的三位数中个位、十位、百位上的数字递增的三位数有多少个?这是一种确定的顺序,是组合问题有34C 个不同的三位数.按元素的性质分类,按事件发生的连续过程分步,是处理排列组合问题的基本数学思想方法,要注意题设中“至少”、“至多”等限制词的意义.处理排列组合的综合性问题,一般的思想方法是对于要取出的元素不是一次完成的排列问题,要注意先选取元素,直到把应取的元素都取出来后,再进行排列在排列问题中,某几个元素必须在某几个固定位置,某几个元素不能在某几个位置,某几个元素必须在一起,某几个元素互不相邻等,是排列中的几种基本类型.在组合问题中,某些元素必须在内,某些元素都不在内,某些元素恰有一个在内,某些元素至少有一个在内,某些元素至多有一个在内等,是组合的几种基本类型.(6)二项式定理的有关概念第一、对通项要注意以下几点:①它表示二项展开式中的任意项,只要n 与r 确定,该项也随之确定.②公式表示的是第r+1项,而不是第r 项.③公式中a 、b 的位置不能颠倒,它们的指数和一定为n.第二、要注意区分,展开式的第r+1项的二项式系数与第r+1项的系数是两个不同的概念,千万不能混在一起.(7)二项式系数的性质①展开式中与首末两端“等距离”的两项的二项式系数相等. ②若二项式的幂指数是偶数,则展开式的中间一项即第12+n 项的二项式系数最大;若二项式系数的幂指数是奇数,则展开式的中间两项即第(121+-n )项和第(121++n )项的二项式系数相等且最大. ③展开式的所有二项式系数的和等于n 2.即n n n n n n C C C C 2210=++++④展开式中的奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.即+++=+++531420n n n n n n C C C C C C =12-n注意:①用二项式定理进行幂的近似计算时,首先要将幂的底数拆成两项,构造二项式;其次要根据题设的精确度选取展开的项数.②利用二项式定理证明整除性问题,也应灵活处理底数,使之符合需要.③赋值法是解决二项展开式中有关系数问题的重要手段,许多复杂的与系数有关的问题均可以通过正确的、简单的赋值得到解决.四、教学建议1.在深刻理解的基础上,严格要求按照两个原理去做分类计数原理和分步计数原理是两个基本原理,它们既是推导排列数公式、组合数公式的基础,也是解决排列、组合问题的主要依据,并且还常需要直接运用它们去解决问题,这两个原理贯穿排列、组合学习过程的始终.搞好排列、组合问题的教学从这两个原理入手带有根本性.分类计数原理是对完成一件事的所有方法的一个划分,依分类计数原理解题,首先明确要做的这件事是什么,其次分类时要根据问题的特点确定分类的标准,最后在确定的标准下进行分类.分类要注意不重复、不遗漏,保证每类办法都能完成这件事.分步计数原理是指完成一件事的任何方法要按照一定的标准分成几个步骤,必须且只需连续完成这几个步骤后才算完成这件事,每步中的任何一种方法都不能完成这件事.从以上的分析可以看出,分类计数原理和分步计数原理的地位是有区别的,分类计数原理更具有一般性,解决复杂问题时往往需要先分类,每类中再分成几步.在排列、组合教学的起始阶段,不能嫌罗嗦,教师一定要先做出表率并要求学生严格按原理去分析问题.只有这样才能使学生认识深刻、理解到位、思路清晰,才会做到分类有据、分步有方,为排列、组合的学习奠定坚实的基础.2. 指导判定与顺序有无关系,分清排列与组合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.下面几种方法可供参考.(1) 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.(2) 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.(3) 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.3. 引导联系现实情景,正确领会问题的实质排列、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.4.倡导一题多解优化解法,交流合作互相启发排列、组合问题解题方法比较灵活,问题思考的角度不同,就会得到不同的解法.若选择的切入角度得当,则问题求解简便,否则会变得复杂难解.教学中既要注意比较不同解法的优劣,更要注意提醒学生体会如何对一个问题进行认识思考,才能得到最优方法.排列与组合方法数比较多,无法逐一进行验证.为了防止重复、避免遗漏,除了一题多解之外,另一种切实有效的办法是倡导同学之间的交流与合作.排列、组合问题的分析与解答的过程不长,且逻辑性强,特别有利于语言交流.交流与合作不仅仅是解出题目、对答案,还要根据自己的理解说明分类还是分步的理由,每类或每步中.m n A 、m n C 及n 、m 取值的理由,不断反思自己的思考过程,让别的同学能在你思考的基础上进一步的思考,看清问题的其他方面.这样相互启发、多角度的考虑,定会加深对问题的理解,激发学习的兴趣.。
排列 、组合、二项式定理 加法原理和乘法原理 教案

排列、组合、二项式定理·加法原理和乘法原理·教案教学目标正确理解和掌握加法原理和乘法原理,并能准确地应用它们分析和解决一些简单的问题,从而发展学生的思维能力,培养学生分析问题和解决问题的能力.教学重点和难点重点:加法原理和乘法原理.难点:加法原理和乘法原理的准确应用.教学用具投影仪.教学过程设计(一)引入新课师: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、二项式定理.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.今天我们先学习两个基本原理.(这是排列、组合、二项式定理的第一节课,是起始课.讲起始课时,把这一学科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,并为下面的学习研究打下思想基础)师:(板书课题)(二)讲授新课1.介绍两个基本原理师:请大家先考虑下面的问题(找出片子——问题1).问题1: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个班次,汽车有2个班次,轮船有3个班次.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?师:(启发学生回答后,作补充说明)因为一天中乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法,每种走法都可以完成由甲地到乙地这件事情.所以,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有4+2+3=9种不同的走法.这个问题可以总结为下面的一个基本原理.(打出片子——加法原理)加法原理:做一件事,完成它可以有几类办法,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+…+mn种不同的方法.(教师放慢速度读一遍加法原理)师:请大家再来考虑下面的问题(打出片子——问题2).问题2:由A村去B村的道路有3条,由B村去C村的道路有2条(见图9-1),从A村经B村去C村,共有多少种不同的走法?师:(启发学生回答后加以说明)这里,从A村到B村,有3种不同的走法,按这3种走法中的每一种走法到达B村后,再从B村到C村又各有2种不同的走法,因此,从A村经B村去C村共有3×2=6种不同的走法.一般地,有如下基本原理:(找出片子——乘法原理)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×…×mn种不同的方法.(教师要读一遍乘法原理)2.浅释两个基本原理师:两个基本原理是干什么用的呢?生:计算做一件事完成它的所有不同的方法种数.(如果学生不能较准确地回答,教师可以加以提示)师:比较两个基本原理,想一想,它们有什么区别呢?(学生经过思考后可以得出:各类的方法数相加,各步的方法数相乘.)两个基本原理的区别在于:一个与分类有关,一个与分步有关.师:请看下面的分析是否正确.(打出片子——题1,题2)题1:找1~10这10个数中的所有合数.第一类办法是找含因数2的合数,共有4个;第二类办法是找含因数3的合数,共有2个;第三类办法是找含因数5的合数,共有1个.1~10中一共有N=4+2+1=7个合数.题2:在前面的问题2中,步行从A村到B村的北路需要8时,中路需要4时,南路需要6时,B村到C村的北路需要5时,南路需要3时,要求步行从A村到C村的总时数不超过12时,共有多少种不同的走法?第一步从A村到B村有3种走法,第二步从B村到C村有2种走法,共有N=3×2=6种不同走法.生甲:9-2中的合数是4,6,8,9,10这五个,其中6既含有因数2,也含有因数3;10既含有因数2,也含有因数5.题中的分析是错误的.生乙:从A村到C村总时数不超过12时的走法共有5种.题2中从A村走北路到B村后再到C村,只有南路这一种走法.(此时给出题1和题2的目的是为了引导学生找出应用两个基本原理的注意事项,这样安排,不但可以使学生对两个基本原理的理解更深刻,而且还可以培养学生的学习能力)师:为什么会出现错误呢?生:题1的分类可能有问题吧,题2都走北路不符合要求.师:(教师归纳)进行分类时,要求各类办法彼此之间是相互排斥的,不论哪一类办法中的哪一种方法,都能单独完成这件事.只有满足这个条件,才能直接用加法原理,否则不可以.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,那么计算完成这件事的方法数时,就可以直接应用乘法原理.也就是说:类类互斥,步步独立.(在学生对问题的分析不是很清楚时,教师及时地归纳小结,能使学生在应用两个基本原理时,思路进一步清晰和明确,不再简单地认为什么样的分类都可以直接用加法,只要分步而不管是否相互联系就用乘法.从而深入理解两个基本原理中分类、分步的真正含义和实质)(三)应用举例师:现在我们已经有了两个基本原理,我们可以用它们来解决一些简单问题了.请看例题1.(板书)例1 书架上放有3本不同的数学书,5本不同的语文书,6本不同的英语书.(1)若从这些书中任取一本,有多少种不同的取法?(2)若从这些书中,取数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?(3)若从这些书中取不同的科目的书两本,有多少种不同的取法?(让学生思考,要求依据两个基本原理写出这3个问题的答案及理由,教师巡视指导,并适时口述解法)师:(1)从书架上任取一本书,可以有3类办法:第一类办法是从3本不同数学书中任取1本,有3种方法;第二类办法是从5本不同的语文书中任取1本,有5种方法;第三类办法是从6本不同的英语书中任取一本,有6种方法.根据加法原理,得到的取法种数是N=m1+m2+m3=3+5+6=14.故从书架上任取一本书的不同取法有14种.师:(2)从书架上任取数学书、语文书、英语书各1本,需要分成三个步骤完成,第一步取1本数学书,有3种方法;第二步取1本语文书,有5种方法;第三步取1本英语书,有6种方法.根据乘法原理,得到不同的取法种数是N=m1×m2×m3=3×5×6=90.故,从书架上取数学书、语文书、英语书各1本,有90种不同的方法.师:(3)从书架上任取不同科目的书两本,可以有3类办法:第一类办法是数学书、语文书各取1本,需要分两个步骤,有3×5种方法;第二类办法是数学书、英语书各取1本,需要分两个步骤,有3×6种方法;第三类办法是语文书、英语书各取1本,有5×6种方法.一共得到不同的取法种数是N=3×5+3×6+5×6=63.即,从书架任取不同科目的书两本的不同取法有63种.师:请大家再来分析和解决例题2.(板书)例2 由数字0,1,2,3,4可以组成多少个三位整数(各位上的数字允许重复)?师:每一个三位整数是由什么构成的呢?生:三个整数字.师:023是一个三位整数吗?生:不是,百位上不能是0.师:对!百位的数字不能是0,也就是说,一个三位整数是由百位、十位、个位三位数字组成的,其中最高位不能是0.那么要组成一个三位数需要怎么做呢?生:分成三个步骤来完成:第一步确定百位上的数字;第二步确定十位上的数字;第三步确定个位上的数字.师:很好!怎样表述呢?(教师巡视指导、并归纳)解:要组成一个三位数,需要分成三个步骤:第一步确定百位上的数字,从1~4这4个数字中任选一个数字,有4种选法;第二步确定十位上的数字,由于数字允许重复,共有5种选法;第三步确定个位上的数字,仍有5种选法.根据乘法原理,得到可以组成的三位整数的个数是N=4×5×5=100.答:可以组成100个三位整数.(教师的连续发问、启发、引导,帮助学生找到正确的解题思路和计算方法,使学生的分析问题能力有所提高.教师在第二个例题中给出板书示范,能帮助学生进一步加深对两个基本原理实质的理解,周密的考虑,准确的表达、规范的书写,对于学生周密思考、准确表达、规范书写良好习惯的形成有着积极的促进作用,也可以为学生后面应用两个基本原理解排列、组合综合题打下基础)(四)归纳小结师:什么时候用加法原理、什么时候用乘法原理呢?生:分类时用加法原理,分步时用乘法原理.师:应用两个基本原理时需要注意什么呢?生:分类时要求各类办法彼此之间相互排斥;分步时要求各步是相互独立的.(五)课堂练习P222:练习1~4.(对于题4,教师有必要对三个多项式乘积展开后各项的构成给以提示)(六)布置作业P222:练习5,6,7.补充题:1.在所有的两位数中,个位数字小于十位数字的共有多少个?(提示:按十位上数字的大小可以分为9类,共有9+8+7+…+2+1=45个个位数字小于十位数字的两位数)2.某学生填报高考志愿,有m个不同的志愿可供选择,若只能按第一、二、三志愿依次填写3个不同的志愿,求该生填写志愿的方式的种数.(提示:需要按三个志愿分成三步,共有m(m-1)(m-2)种填写方式)3.在所有的三位数中,有且只有两个数字相同的三位数共有多少个?(提示:可以用下面方法来求解:(1)△△□,(2)△□△,(3)□△□,(1),(2),(3)类中每类都是9×9种,共有9×9+9×9+9×9=3×9×9=243个只有两个数字相同的三位数)4.某小组有10人,每人至少会英语和日语中的一门,其中8人会英语,5人会日语,(1)从中任选一个会外语的人,有多少种选法?(2)从中选出会英语与会日语的各1人,有多少种不同的选法?(提示:由于8+5=13>10,所以10人中必有3人既会英语又会日语.(1)N=5+2+3;(2)N=5×2+5×3+2×3)课堂教学设计说明两个基本原理一课是排列、组合、二项式定理的开头课,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,通常教师们或者感觉很简单,一带而过;或者感觉难以开头.中学数学课程中引进的关于排列、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,因此必须使学生学会正确地使用两个基本原理,学会正确地使用这两个基本原理是这一章教学中必须抓住的一个关键.所以在教学目标中特别提出要使学生学会准备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.而原理中提到的分步和分类,学生不是一下子就能理解深刻的,这就需要教师引导学生,帮助他们分析,找到分类和分步的具体要求——类类互斥,步步独立.教学过程中的题1和题2,就是为了解决这一问题而提出的.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,问题在于怎样合理地进行分类、分步,特别是在分类时必须做到既不重复,又不遗漏,找到分步的方法有时是比较困难的,这就要着重进行训练.教学中给出了例题1、例题2.这两个题目都是在课本例题的基础上稍加改动过的,目的就是要帮助学生发展思维能力,培养学生周密思考、细心分析的良好习惯.为了帮助学生在今后能正确运用两个基本原理解决其它排列组合问题,特别给出了4个补充习题,为下面将要进行的课打下一个基础.考虑到这节课无论是两个基本原理,还是例题都是文字较多的,因此特别设计了使用教具——投影仪.要是有实物投影仪那就更方便了.。
二项式定理教学设计(含教学设计说明+教学点评)

[课题]二项式定理(一)[教学内容解析]在多项式的运算中,二项式定理有着非常重要的地位,它是带领我们进入微积分学领域大门的一把金钥匙,只是在中学阶段还没有显示机会.本小节内容安排在计数原理之后,一方面是因为二项式定理的推导过程及证明要用到计数原理,另一方面二项式系数是一些特殊的组合数,因此本课的学习对排列组合部分知识的深化认识有好处.另外,二项式定理也为学习随机变量及其分布做准备.二项式定理还可以解决近似计算、整除、不等式证明等问题,有着综合性强、联系不同知识点的特点。
[教学目标设置]依据课程标准,结合学生的认知发展水平和心理特征,确定本节课的教学目标如下:(一)教学目标1、知识与技能:(1)理解二项式定理是代数乘法公式的推广.(2)理解并掌握二项式定理,能利用计数原理证明二项式定理.2.过程与方法:通过学生参与和探究二项式定理的形成过程,培养学生观察、分析、概括的能力,以及化归的意识与方法迁移的能力,体会从特殊到一般的思维方式.3. 情感、态度与价值观:培养学生的自主探究意识,合作精神,体验二项式定理的发现和创造历程,体会数学语言的简洁和严谨.(二)重、难点分析重点:用计数原理分析4)a+的展开式,归纳得到二项式定理.(x1(x+、4)难点:用计数原理分析二项式的展开过程,发现二项式展开式各项的形成规律.[学生学情分析]本节课授课的对象是高二年级的学生,他们已掌握了计数原理和排列组合知识,具备一定的分析和解决问题的能力,逻辑思维也初步形成,但要把二项式定理与排列组合问题联系起来,还是比较困难的,因此需要创设一个环境,从语言感知,文字感知及图形感知等各个方面构建学生的思维认知。
[教学策略分析]为了突出重点、突破难点,在教学中采取了以下策略:1.教法分析新的数学课程标准提出:掌握数学知识只是结果,而掌握知识的活动过程才是途径,通过这个途径,来挖掘人的发展潜能才是目的,结果应让位于过程.因此,在教学中,必须贯彻好过程性原则.也就是说,在教学过程中,充分揭示每一个阶段的思维活动过程,通过思维活动过程的暴露和数学创新活动过程的演变,使教学活动成为思维活动的教学,由此来启发、引导学生直接或间接地感受和体验知识的产生、发展和演变过程. 变传统的“接受性、训练性学习”为新颖的“探究式、发现式的学习”,变教师是传授者为组织者、合作者、指导者,在学习过程中,教师想尽办法激发学生探究式、发现式学习的兴趣,并使其作为一种教学方式应用于概念、定理、公式和解题教学中,让学生在探究、发现中获取知识,发展能力.从而增强学生的主体意识,提高学生学习的效果.2.学法分析 根据学生思维的特点,遵循“教必须以学为主立足点”的教学理念,让每一个学生自主参与整堂课的知识构建。
排列、组合、二项式定理 二项式系数的性质 教案

排列、组合、二项式定理·二项式系数的性质·教案教学目标1.掌握二项式系数性质,并会应用其解决一些简单问题.2.培养学生观察、归纳、发现的能力以及分析问题与解决问题的能力.3.培养学生从特殊到一般、从一般到特殊的认知能力.教学重点与难点二项式系数的性质及应用.教学过程设计师:二项式定理的内容是什么?(教师板书)师:上一节课,我们已经学会了如何将二项式展开及求展开式中指定项或指定项系数、二项式系数的方法.今天,我们来研究一下二项式系数的性质.二项展开式中的二项式系数指的是谁?共有多少个?师:要研究它的一般规律,我们先通过杨辉三角看看n为特殊值时,二项展开式中二项式系数有什么特点?(出示幻灯片,内容如下)(从特殊到一般的思想由此引发)杨辉三角:(引导学生猜想,猜想是发现的开始)生:第一项与第末项二项式系数相等.(诱导一下)师:这位同学找的是等量关系,是否完善呢?(用笔尖指杨辉三角中的二项式系数)生:第二项与倒数第二项的二项式系数相等,第三项与倒数第三项的二项式系数相等…….师:你能把你的想法概括成一句话吗?生:……师:在研究等差数列性质时,我们也发现了首末两项,第二项与倒数第二项,……它们和相等的规律,当时我们使用了什么术语呢?(学生顿悟)生:在二项展开式中,与首末两端“等距”的两项的二项式系数相等.师:有一定理由,当n取1~6时,均可验证此规律正确,但如果就肯定它正确,未免太草率.谁能论证一下这个结论是否正确呢?轻松)师:由此“猜想“得到证明,可以写成性质形式.(板书)性质1 在二项展开式中,与首末两端“等距”的两项的二项式系数师:发现了这个性质对解题的帮助体现在哪儿呢?我们来看两个小题.(出示幻灯片)1.求(a+b)6展开式中的倒数第三项的二项式系数.2.若(a+b)n的展开式中,第三项的二项式系数与第五项的二项式系数相等,则n=?师:谁愿意回答这两个题目.(给学生l~2分钟考虑一下)二题可发现第五项就是倒数第三项,所以n+1=7,即n=6.(此时,给出这两个小题,可使学生及时的理解性质1,并学会简单应用,有利于知识的巩固、概念的记忆)师:再看杨辉三角,找特点.生:二项式系数先增加后减小.师:有最值吗?生:有,中间位置可能最大.师:能再具体一些吗?是哪些项二项式系数最大?(学生未必一下能说清楚,尽量鼓励学生说,积极参与)+1项.(学生语言未必简捷,只要正确就要鼓励他往下说,以免打消学生的积极性)师:这个猜想是否正确呢?我可以告诉大家是正确的,但对它的严格证明,不是本节课的重点,有兴趣的同学可在课下研究证明.(板书)性质2 二项式系数最大的项:二项式系数最大.(性质2的证明不给出,有利于突出本节课的重点,使内容合理,紧凑)师:性质2记忆一定要准确,如有疑问时,可以依靠杨辉三角,使特点法验证,下面我们再来看两个小题.(出示幻灯片)3.分别指出(a+b)20与(x+5y)15的展开式中哪些项的二项式系数最大,并分别求出其最大的二项式系数.(用组合数表示)4.已知(a+b)n的展开式中第十项和第十一项的二项式系数最大,求n的值.处只写明学生正确解,其余均略去)(以上两个小题也是对性质2的巩固)师:目前我们已经发现了二项式系数的两个性质,二项式系数还有没有其它规律呢?在排列组合中,我们做过这样一个题目:(出示幻灯片)已知集合A={0,1,2},求它的所有子集的个数.师:当时,我们是怎么做的呢?生:是,刚才求的就是二项式系数的和.(学生呼应,达到前后知识的联系,前一节中出这个题的一个目的就是为这一节作铺垫)是逐一求出,再相加,但如果集合A中元素个数很多,我们该如何计算呢?二项式系数的和是否也有规律呢?(学生思考,诱导一下)师:不妨再从杨辉三角中挖掘.生:2n,对吗?师:大家是否也同意这个同学的想法呢?如果认可,请给予例1(板书)严格地证明.例1 证明(a+b)n的展开式中的所有二项式系数的和等于2n,师:例1是一个等式,可以通过证明等式的几条途径来考虑.(诱导一下)师:现在我们学习的是二项式定理,等号的两边都可以从这个角度来考虑.(将2n换成(1+1)n)学生甲:(板演)2n=(1+1)n由二项式定理可知师:还有没有其它方法呢?这个等式与二项式定理(黑板上有)比较一下有什么发现呢?生:将二项式定理中的a,b都取成1,因为二项式定理对a,b取任意值都是成立的.生:(板演)在二项展开式中,令a=1,b=1,得师:第二种方法是赋值法,是解决与二项展开系数有关问题的重要手段.我们已经发现并证明了二项式系数的三个性质,它还有一个性质,也是很常用的,我直接给出,大家看看怎样证明.(板书)例2 证明在(a+b)n的展开式中,奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和.师:先翻译成数学语言.(容易发现目标,减少盲目性)(鼓励学生继续往下进行)(到了这一步,由于有例1的铺垫,学生很容易想到赋值法)生:(板演)证明:在二展开式中令a=1,b=-1,得师:例1与例2是二项式系数(或组合数)的两个常用的性质,它们的证明方法和结论都有相当重要的意义.(例1、例2体现了由一般到特殊的思想)师:例2得到了奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和相等,但这并不意味着等号两边的个数相同.当n为偶数时,奇数项的二项式系数多一个;当n为奇数时,奇数项的二项式系数与偶数项的二项式系数个数相同.下面我们来看两个小题:(出示幻灯片)(考查一下学生是否会算)5.求(a+b)10的展开式中的各项的二项式系数和及奇数项的二项式系数和.学生甲:算5题(a+b)10展开式中各项二项式系数和为1024,奇数项二项式系数和为512.(以上两个小题训练,加深学生对例1、例2结论的记忆,遇到问题时,可直接转化为简单的数学语言或得到具体值)师:现在我们要来解决一个问题.(板书)练习已知(1-2x)n展开式中,奇数项的二项式系数之和为32,求展开式中哪项二项式系数最大,并求该项.生:(板演)(此题不难,可由学生独立完成,自我检查)师:今天这堂课的关键是利用杨辉三角形直观性发现并证明二项式系数的性质.(由学生叙述这四个性质)我们可以把第一个性质简记为二项式系数对称规律,性质2简记为最大二项式系数规律,后两个性质所采取的方法——赋值法是解决与二项展开系数有关问题的重要手段.师:今天课下的作业是课本P257练习:1,2,3;P258:9,10,补充三题2)已知:(1-2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,求a0+a1+a2+a3+a4+a5的值.3)若二项式(x3+x-2)n的展开式中,只有第六项系数最大,则展开式中的常数项是什么?课堂教学设计说明这份教案的教学过程可简记为以下几个环节:1.提出问题:寻求二项式系数的性质;2.观察杨辉三角发现二项式系数的特点;3.得三个猜想(性质1,2,例1)并逐一证明(除性质2),证明后紧跟小练习;4.用赋值法,证明例2;5.练习,加强记忆;6.小结、作业.我之所以这样设计这堂课,主要有以下几个原因:第一,二项式定理这部分内容比较枯燥,需要记忆的知识点也比较多,更要求教师不断地挖掘规律简化学生的记忆负担.但即使如此,学生的学习仍处于被动状态,所以这节课,我想充分发挥学生的积极性,化被动为主动,因此我引入了杨辉三角,利用它图表的直观性很容易发现规律,这个规律是由学生自己发现的,当然也就容易记忆.第二,以往我们处理二项式系数的性质这一节时,总是将性质用定论的形式直接呈现在学生面前,然后自己再说出证明方法,紧接着就是上例题做练习.这样,似乎是开门见山,直截了当,节约时间,但忽视了很重要的一点,数学教学的实质是思维过程的教学,“直截了当”则掩盖了“思维过程”,把知识和方法不是作为思维过程暴露在学生面前,而是作为结果抛给学生,这种“奉送”的做法势必回避了数学思想的培养.长此以往,学生的数学素质很难得到提高.第三,分别在得到性质1,2,例1,例2后马上出几个小题加以巩固,题目的深浅是根据学生的程度不同而定的.但我觉得一定得有,否则四个结论全出来后,学生再见题目,会有手足无措的感觉,效果不佳.第四,性质2的证明是本节的难点,本教案回避了这一点,没有给予证明,因为本教案是为普通班设计的.而“好班”对性质2应给予证明,性质2,证明如下:项式系数最大.最好,再补充下面一个例题:例3 求(1+2x+x2)10·(1-x)5的展开式中各项系数的和.解:原式=(1+x)20·(1-x)5=(a0+a1x+x2x2+…+a20x20)·(b0+b1x+b2x2+…+b5x5)=C0+C1x+x2x2+…+C25x25.由于展开式(1+2x+x2)10·(1-x)5=C0+C1x+C2x2+C3x3+…+C25x25中对于任意的x均成立,则令x=1,得C1+C2+…+C25=0,所以(1+2x+x2)10·(1-x)5的展开式中各项系数和为零.。
高中数学新课排列、组合和二项式定理教案 (1)

课 题: 10.2排列 (四)教学目的:1切实学会用排列数公式计算和解决简单的实际问题; 2.会用“捆绑法”和“插入法”解决相邻和不相邻问题的应用题;3.进一步培养分析问题、解决问题的能力,同时让学生学会一题多解教学重点:“捆绑法”和“插入法”应用的条件和方法教学难点:“捆绑法”和“插入法”应用的条件和方法授课类型:新授课课时安排:1课时教 具:多媒体、实物投影仪教学过程:一、复习引入:1 分类计数原理: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....说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列;(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同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 *∈≤)说明:(1)公式特征:第一个因数是n ,后面每一个因数比它前面一个 少1,最后一个因数是1n m -+,共有m 个因数;(2)全排列:当n m =时即n 个不同元素全部取出的一个排列全排列数:(1)(2)21!n n A n n n n =--⋅=(叫做n 的阶乘)6 阶乘的概念:n 个不同元素全部取出的一个排列,叫做n 个不同元素的一个全排列,这时(1)(2)321n n A n n n =--⋅⋅;把正整数1到n 的连乘积,叫做n的阶乘表示:!n , 即n n A =n 规定0!1=.7.排列数的另一个计算公式:m n A =!()!n n m - 二、讲解范例:例1 从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,则共有多少种不同的排法?解法一:(从特殊位置考虑)1360805919=A A ;解法二:(从特殊元素考虑)若选:595A ⋅;若不选:69A ,则共有56995136080A A ⋅+=种;解法三:(间接法)65109136080A A -= 例2. 7位同学站成一排,(1)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?解:先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素(同学)一起进行全排列有66A 种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有62621440A A ⋅=种 (2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?解:方法同上,一共有55A 33A =720种(3)甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种? 解法一:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有25A 种方法;将剩下的4个元素进行全排列有44A 种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有25A 44A 22A =960种方法解法二:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,若丙站在排头或排尾有255A 种方法,所以,丙不能站在排头和排尾的排法有960)2(225566=⋅-A A A 种方法 解法三:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有14A 种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有55A 种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以,这样的排法一共有14A 55A 22A =960种方法. (4)甲、乙、丙三个同学必须站在一起,另外四个人也必须站在一起 解:将甲、乙、丙三个同学“捆绑”在一起看成一个元素,另外四个人“捆绑”在一起看成一个元素,时一共有2个元素,∴一共有排法种数:342342288A A A =(种)说明:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).例3.7位同学站成一排,(1)甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?解法一:(排除法)3600226677=⋅-A A A ;解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有55A 种方法,此时他们留下六个位置(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有26A 种方法,所以一共有36002655=A A 种方法. (2)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?解:先将其余四个同学排好有44A 种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有35A 种方法,所以一共有44A 35A =1440种.说明:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).例4.5男5女排成一排,按下列要求各有多少种排法:(1)男女相间;(2)女生按指定顺序排列解:(1)先将男生排好,有55A 种排法;再将5名女生插在男生之间的6个“空挡”(包括两端)中,有552A 种排法 故本题的排法有5555228800N A A =⋅=(种);(2)方法1:10510105530240A N A A ===; 方法2:设想有10个位置,先将男生排在其中的任意5个位置上,有510A 种排法;余下的5个位置排女生,因为女生的位置已经指定,所以她们只有一种排法 故本题的结论为510130240N A =⨯=(种)三、课堂练习:1.停车场上有一排七个停车位,现有四辆汽车需要停放,若要使三个空位连在一起,则停放方法数为( )55A2.五种不同商品在货架上排成一排,其中,A B 两种必须连排,而,C D 两种不能连排,则不同的排法共有( )24种3.6张同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,若要求师生相间而坐,则不同的分法有 ( )33332A A ⋅ 4.某人射出8发子弹,命中4发,若命中的4发中仅有3发是连在一起的,那么该人射出的8发,按“命中”与“不命中”报告结果,不同的结果有( )D .20种5.设*,x y N ∈且4x y +≤,则在直角坐标系中满足条件的点(,)M x y 共有 个66.7人站一排,甲不站排头,也不站排尾,不同的站法种数有 种;甲不站排头,乙不站排尾,不同站法种数有 种7.一部电影在相邻5个城市轮流放映,每个城市都有3个放映点,如果规定必须在一个城市的各个放映点放映完以后才能转入另一个城市,则不同的轮映次序有 种(只列式,不计算).()55353A A8.一天课表中,6节课要安排3门理科,3门文科,要使文、理科间排,不同的排课方法有 种;要使3门理科的数学与物理连排,化学不得与数学、物理连排,不同的排课方法有 种9.某商场中有10个展架排成一排,展示10台不同的电视机,其中甲厂5台,乙厂3台,丙厂2台,若要求同厂的产品分别集中,且甲厂产品不放两端,则不同的陈列方式有多少种?10.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的四位数,其中(1)三个偶数字连在一起的四位数有多少个?(2)十位数字比个位数字大的有多少个?11.在上题中,含有2和3并且2和3不相邻的四位数有多少个?答案:1. C 2. C 3. D 4. D 5. 6 6. 3600, 3720 7.8. 72, 144 9. 53253222880A A A = 10.⑴30; ⑵15011. 66种四、小结 :1.对有约束条件的排列问题,应注意如下类型: ①某些元素不能在或必须排列在某一位置;②某些元素要求连排(即必须相邻);③某些元素要求分离(即不能相邻).2.基本的解题方法:①有特殊元素或特殊位置的排列问题,通常是先排特殊元素或特殊位置,称为优先处理特殊元素(位置)法(优限法);②某些元素要求必须相邻时,可以先将这些元素看作一个元素,与其他元素排列后,再考虑相邻元素的内部排列,这种方法称为“捆绑法”;③某些元素不相邻排列时,可以先排其他元素,再将这些不相邻元素插入空挡,这种方法称为“插空法”;④在处理排列问题时,一般可采用直接和间接两种思维形式,从而寻求有效的解题途径,这是学好排列问题的根基五、课后作业: 六、板书设计(略) 七、课后记:。
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排列、组合、二项式定理的精品教案
排列、组合、二项式定理的精品教案精选3篇(一)
教案主题:排列、组合、二项式定理
教学目标:
1. 了解和理解排列、组合的概念和特点;
2. 学习排列、组合的计算公式;
3. 通过实际问题应用排列、组合的知识;
4. 理解和应用二项式定理。
教学准备:
1. PowerPoint演示文稿;
2. 排列、组合的计算示例;
3. 计算器。
教学流程:
一、导入(5分钟)
1. 引出学生对于排列、组合的了解,以及他们对于二项式定理的了解。
2. 引出排列、组合涉及到的实际问题,如抽奖、排座位等。
二、讲解排列(15分钟)
1. 讲解排列的概念:从n个元素中选取r个元素进行排列,一共有多少种不同的排列方式。
2. 讲解排列的计算公式:P(n, r) = n!/(n-r)!。
3. 讲解排列的特点:次序有关,一个元素不能重复选取。
三、讲解组合(15分钟)
1. 讲解组合的概念:从n个元素中选取r个元素进行组合,一共有多少种不同的组合方式。
2. 讲解组合的计算公式:C(n, r) = n!/[(n-r)!r!]。
3. 讲解组合的特点:次序无关,一个元素不允许重复选取。
四、讲解二项式定理(15分钟)
1. 讲解二项式定理的概念:将一个二项式表达式展开后的结果。
2. 讲解二项式定理的公式:(a+b)^n = C(n, 0) a^n b^0 + C(n, 1) a^n-1 b^1 + ... + C(n, n-1) a^1 b^n-1 + C(n, n) a^0 b^n。
3. 讲解二项式定理的应用:展开二项式表达式,求特定项的值。
五、练习与应用(20分钟)
1. 给出一些排列、组合的计算问题,让学生自主计算并回答。
2. 提供一些实际问题,让学生应用排列、组合的知识进行解决。
六、总结与延伸(5分钟)
1. 对排列、组合和二项式定理进行简要总结。
2. 探讨一些延伸问题,如多项式展开、二项式系数等。
教学反思:
1. 教学内容安排合理,从概念到计算公式,再到实际应用,能够让学生逐步理解和掌握知识。
2. 可以结合更多的实际问题进行训练和应用,提高学生掌握知识的能力。
3. 在讲解二项式定理时,可以通过具体示例进行演示,让学生更好地理解概念和公式的应用。
排列、组合、二项式定理的精品教案精选3篇(二)
教学设计建议如下:
教学目标:了解排列、组合的概念及其计算方法;掌握二项式定理的应用。
教学内容:
1. 排列的概念和计算方法
2. 组合的概念和计算方法
3. 二项式定理的概念和应用
教学步骤:
Step 1:引入概念(5分钟)
通过提问引导学生回顾阶乘的概念,并引入排列和组合的概念。
之后,给出一个实际问题,让学生思考使用不同概念和计算方法可能得到不同的结果。
Step 2:排列的计算方法(15分钟)
介绍排列的计算方法,包括公式和实际计算步骤。
在讲解的同时,给出一些练习题,让学生独立计算并讨论答案。
Step 3:组合的计算方法(15分钟)
介绍组合的计算方法,包括公式和实际计算步骤。
在讲解的同时,给出一些练习题,让学生独立计算并讨论答案。
Step 4:二项式定理的概念和应用(15分钟)
介绍二项式定理的概念和公式,讲解其在展开多项式和计算二项式系数时的应用。
给
出几个实际问题,让学生应用二项式定理解决问题。
Step 5:综合练习(10分钟)
给学生一些综合练习题,包括排列、组合和二项式定理的应用。
鼓励学生独立解答,
并互相讨论和解释答案。
Step 6:总结和拓展(5分钟)
回顾本节课所学内容,总结排列、组合和二项式定理的关键概念和计算方法。
鼓励学
生思考其他应用场景,并提出拓展问题。
Step 7:作业布置(5分钟)
布置课后作业,包括练习题和思考题,巩固本节课所学内容,并促进学生更深入思考。
教学资源:
1. 教材相关章节
2. 各种练习题和解答
评估方式:
1. 课堂练习的答题情况和讨论参与度
2. 课后作业的完成情况和答案质量
3. 定期小测或考试
教学注意事项:
1. 鼓励学生积极参与讨论和解答问题,提高课堂互动性
2. 引导学生将概念与实际问题联系起来,加深理解和应用能力
3. 在讲解计算方法时,要注重解题思路和步骤,而不仅仅依赖公式的记忆和应用
排列、组合、二项式定理的精品教案精选3篇(三)
教案:排列、组合、二项式定理
目标学生年级:高中
课时:2课时
教学目标:
1. 理解排列和组合的概念,并能够运用相应的公式求解相关问题。
2. 理解二项式定理的含义,并能够应用二项式定理进行展开和简化。
教学重难点:
1. 理解排列和组合的概念,区分两者的区别。
2. 掌握排列、组合和二项式定理的相关公式,并能够熟练运用于实际问题。
教学准备:
1. PowerPoint课件
2. 板书
3. 练习题和解答
教学过程:
课时一:
Step 1:引入知识(5分钟)
1. 引导学生回忆和复习阶乘的概念和运算方法。
2. 提问:你认为在实际生活中,有哪些情况可以用到阶乘的概念?
Step 2:讲解排列(10分钟)
1. 介绍排列的定义和符号表示。
2. 解释排列的概念,并区分排列和阶乘的区别。
3. 讲解排列的公式,并给出例题进行解答和讲解。
Step 3:讲解组合(10分钟)
1. 介绍组合的定义和符号表示。
2. 解释组合的概念,并从排列的角度理解组合。
3. 讲解组合的公式,并给出例题进行解答和讲解。
Step 4:练习(15分钟)
1. 针对排列、组合的概念和公式,布置一些相关练习题,让学生独立完成。
2. 鼓励学生解答问题时利用排列、组合的公式进行求解。
课时二:
Step 1:复习(5分钟)
1. 复习上节课学习的排列、组合的概念和相关公式。
2. 提问:你能从上节课学到的内容,举出一个实际生活中的例子吗?
Step 2:引入二项式定理(10分钟)
1. 介绍二项式定理的定义和符号表示。
2. 解释二项式定理的概念和含义。
3. 讲解二项式定理的展开和简化的方法,并给出例题进行解答和讲解。
Step 3:应用二项式定理(10分钟)
1. 提供一些应用二项式定理的实际问题,让学生尝试应用二项式定理进行求解。
2. 引导学生分析问题,理解问题的求解步骤和方法。
Step 4:练习(15分钟)
1. 针对二项式定理的展开和简化,布置一些练习题,让学生独立完成。
2. 鼓励学生在解答问题时灵活运用二项式定理进行求解。
Step 5:小结(5分钟)
1. 对本课所学内容进行小结和梳理。
2. 引导学生总结排列、组合和二项式定理的概念和相关公式。
扩展活动:
1. 针对排列、组合和二项式定理的应用,让学生编写一些实际生活中的例子,展示在班级中,并互相交流和分享思路。
2. 鼓励学生根据自己的兴趣和实际需求,深入研究一些与排列、组合和二项式定理相关的数学问题,并进行展示和讨论。
作业布置:
1. 布置一些相关的练习题,让学生进行自主练习。
2. 提醒学生复习和巩固所学内容,并准备下节课的学习。