排列与组合
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《排列与组合》教学设计优秀9篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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排列与组合的基本概念知识点总结在数学中,排列与组合是一种常见且重要的概念,用于解决计数问题。
它们在组合数学、概率论、统计学等领域有着广泛的应用。
本文将对排列与组合的基本概念进行总结。
一、排列排列是指从给定的对象中选取一部分对象,按照一定的顺序进行排列的过程。
常用的符号表示为P。
排列根据是否考虑顺序的不同又可分为两类:有重复排列和无重复排列。
1. 无重复排列无重复排列是指从不同的对象中选取一部分对象,按照一定的顺序进行排列的过程。
对于n个不同的对象,如果要选取r个对象进行排列,则无重复排列数记为P(n, r)。
其计算公式为:P(n, r) = n! / (n - r)!其中,n!表示n的阶乘,即n! = n × (n-1) × (n-2) × … × 3 × 2 × 1。
2. 有重复排列有重复排列是指从给定的对象中选取一部分对象,重复选取某些对象,并按照一定的顺序进行排列的过程。
对于n个对象中,其中p1个对象相同,p2个对象相同,……,pk个对象相同,选取r个对象进行排列的过程,有重复排列数记为P(n; p1, p2, ..., pk),其计算公式为:P(n; p1, p2, ..., pk) = n! / (p1! × p2! × ... × pk!)二、组合组合是指从给定的对象中选取一部分对象,不考虑顺序进行组合的过程。
常用的符号表示为C。
组合根据是否考虑选取对象的不同又可分为两类:有重复组合和无重复组合。
1. 无重复组合无重复组合是指从n个不同的对象中选取r个对象进行组合的过程。
无重复组合数记为C(n, r)。
其计算公式为:C(n, r) = n! / (r! × (n - r)!)2. 有重复组合有重复组合是指从给定的对象中选取一部分对象,重复选取某些对象,不考虑顺序进行组合的过程。
其中p1个对象相同,p2个对象相同,……,pk个对象相同,选取r个对象进行组合的过程,有重复组合数记为C(n + r -1; p1, p2, ..., pk),其计算公式为:C(n + r -1; p1, p2, ..., pk) = (n + r -1)! / (r! × p1! × p2! × ... × pk!)三、排列与组合的应用排列与组合在实际生活中有着广泛的应用。
排列与组合一、知识导学1.排列:一般地,从n个不同元素中取出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.2.全排列:n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个不同元素的全排列.3. 排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数.用符号表示.4. 阶乘:正整数1到n的连乘积,叫做n的阶乘,用n!表示.规定:0!=15.组合: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.6.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数叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.用符号表示.7.本节公式(1)排列数公式(这里m、n∈,且m≤n)(2)组合数公式(这里m、n∈,且m≤n)(3)组合数的两个性质规定:二、疑难知识导析1.排列的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”。
从定义知,只有当元素完全,并且元素排列的顺序也完全相同时,才是同一个排列,元素完全不同,或元素部分相同或元素完全相同而顺序不同的排列,都不是同一排列.两个相同数列,当且仅当它们的元素完全相同,并且元素排列的顺序也完全相同.2.排列与排列数是两个不同的概念.一个排列是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列的一种具体方法,它不是数;而排列数是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同数列的种数,它是一个数.3.排列应用题一般分为两类,即无限制条件的排列问题和有限制条件的排列问题.常见题型有:排队问题、数字问题、与几何有关的问题.解排列应用题时应注意以下几点:①认真审题,根据题意分析它属于什么数学问题,题目中的事件是什么,有无限制条件,通过怎样的程序完成这个事件,用什么计算方法.②弄清问题的限制条件,注意研究问题,确定特殊元素和特殊的位置.考虑问题的原则是特殊元素、特殊位置优先,必要时可通过试验、画图、小数字简化等手段帮助思考.③恰当分类,合理分步.④在分析题意,画框图来处理,比较直观.在解应用时,应充分运用.解排列应用题的基本思路:①基本思路:直接法:即从条件出发,直接考虑符合条件的排列数;间接法:即先不考虑限制条件,求出所有排列数,然后再从中减去不符合条件的排列数.②常用方法:特殊元素、特殊位置分析法,排除法(也称去杂法),对称分析法,捆绑法,插空档法,构造法等.4.对组合的理解:如果两个组合中的元素完全相同,那么不管它们顺序如何都是相同的组合.当两个组合中的元素不完全相同时(即使只有一个元素不同),就是不同的组合.5.排列与组合的区别与联系:①根据排列与组合的定义,前者是从n个不同元素中取出m个不同元素后,还要按照一定的顺序排成一列,而后者只要从n个不同元素中取出m个不同元素并成一组,所以区分某一问题是排列还是组合问题,关键看选出的元素与顺序是否有关,若交换某两个元素的位置对结果产生影响,则是排列问题,而交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题.也就是说排列与选取元素的顺序有关,组合与选取元素的顺序无关.②排列与组合的共同点,就是都要“从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素”,而不同点在于元素取出以后,是“排成一排”,还是“组成一组”,其实质就是取出的元素是否存在顺序上的差异.因此,区分排列问题和组合问题的主要标志是:是否与元素的排列顺序有关,有顺序的是排列问题,无顺序的组合问题.例如123和321,132是不同的排列,但它们都是相同的组合.再如两人互寄一次信是排列问题,互握一次手则是组合问题.③排列数与组合数的联系.求从n个不同元素中取出m个元素的排列数,可以分为以下两步:第一步,先求出从这n个不同元素中取出m个元素的组合数;第二步,求每一个组合中m个元素的全排列数.根据分步计数原理,得到=.从这一过程中可得出排列与组合的另一重要联系.从而,在解决排列问题时,先取后排是一个常见的解题策略.6.解排列与组合应用题时,首先应抓住是排列问题还是组合问题.界定排列与组合问题是排列还是组合,唯一的标准是“顺序”,有序是排列问题,无序是组合问题.当排列与组合问题综合到一起时,一般采用先考虑组合后考虑排列的方法解答.其次要搞清需要分类,还是需要分步.分类计数原理与分步计数原理是关于计数的两个基本原理,它们不仅是推导排列数公式和组合数公式的基础,而且其应用贯穿于排列与组合的始终.学好两个计数原理是解决排列与组合应用题的基础.切记:排组分清(有序排列、无序组合),加乘明确(分类为加、分步为乘).三、经典例题导讲[例1] 10个人走进只有6把不同椅子的屋子,若每把椅子必须且只能坐一人,共有多少种不同的坐法?[例2]从-3,-2,-1,0,1,2,3,4八个数字中任取3个不同的数字作为二次函数的系数,b,c的取值,问共能组成多少个不同的二次函数?[例3]以三棱柱的顶点为顶点共可组成多少个不同的三棱锥?[例4] 4名男生和3名女生并坐一排,分别回答下列问题:(1)男生必须排在一起的坐法有多少种?(2)女生互不相邻的坐法有多少种?(3)男生相邻、女生也相邻的坐法有多少种?(4)男女生相间的坐法有多少种?(5)女生顺序已定的坐法有多少种?[例5]某运输公司有7个车队,每个车队的车均多于4辆,现从这个车队中抽调出10辆车,并且每个车队至少抽调一辆,那么共有多少种不同的抽调方法?[例6]用0,1,2,…,9这十个数字组成无重复数字的四位数,若千位数字与个位数字之差的绝对值是2,则这样的四位数共有多少个?。
排列与组合定理和公式定义: 1、从S中有序选取的r个元素称作S的⼀个r排列。
S的不同r排列总数记作P(n,r),r=n时,称为S的全排列。
2、从S中⽆序选取的r个元素称作S的⼀个r组合。
S的不同r组合总数记作C(n,r)。
推论 1、元素⼀次排成⼀个圆圈的排列称为环排列。
S的环排列数等于 P(n,r)/r,其实就是线性排列数的1/r。
推论 2、C(n,r)= C(n-1,r-1)+C(n-1,r)。
该公式就是杨辉三⾓形,也称作Pascal公式。
定义:设S={n1*a1,n2*a2,n3*a3,....,nk*ak}为多重集,n=n1+n2+...+nk表⽰S中的元素总数。
(1)从S中有序选取的r个元素称为S的⼀个r排列。
r=n的排列称为S的全排列。
(2)从S中⽆序选取的r个元素称为S的⼀个r组合。
定理:设S={n1*a1,n2*a2,n3*a3,....,nk*ak}为多重集(1)S的全排列数是n!/(n1! n2! n3!...nk!).(2)若r<=ni, i=1,2,3,...,k,那么S的 r 排列数是k^r。
(3)若r<=ni, i=1,2,3,..k,那么S的 r 组合数是C(k+r-1 , r).即T={R*1, (K-1)**},等于(k+r-1)!/(r! *(k-1)!).格路径数:定理:从(r,s)到(p,q)的矩形格路径的条数等于⼆项式系数C(p-r+q-s, p-r)=C(p-1+q-s, q-s).定理:令n为⾮负整数,则从(0,0)到(n,n)的下对⾓线矩形格路径的条数等于第n个Catalan数Cn=1/(n+1) *C(2n,n).定理:从(0,0)到(p,q)的下对⾓线矩形格路径的条数等于(q-p+1)/(q+1)*C(p+q。
q)。
前100个Catalan数:“1”“1”"2","5","14","42","132","429","1430","4862","16796","58786","208012","742900","2674440","9694845","35357670","129644790","477638700","1767263190","6564120420","24466267020","91482563640","343059613650","1289904147324","4861946401452","18367353072152","69533550916004","263747951750360","1002242216651368","3814986502092304","14544636039226909","55534064877048198","212336130412243110","812944042149730764","3116285494907301262","11959798385860453492","45950804324621742364","176733862787006701400","680425371729975800390","2622127042276492108820","10113918591637898134020", "39044429911904443959240", "150853479205085351660700", "583300119592996693088040", "2257117854077248073253720", "8740328711533173390046320", "33868773757191046886429490", "131327898242169365477991900", "509552245179617138054608572", "1978261657756160653623774456", "7684785670514316385230816156", "29869166945772625950142417512", "116157871455782434250553845880", "451959718027953471447609509424", "1759414616608818870992479875972", "6852456927844873497549658464312", "26700952856774851904245220912664", "104088460289122304033498318812080", "405944995127576985730643443367112", "1583850964596120042686772779038896", "6182127958584855650487080847216336", "24139737743045626825711458546273312", "94295850558771979787935384946380125", "368479169875816659479009042713546950", "1440418573150919668872489894243865350", "5632681584560312734993915705849145100", "22033725021956517463358552614056949950", "86218923998960285726185640663701108500", "337485502510215975556783793455058624700", "1321422108420282270489942177190229544600", "5175569924646105559418940193995065716350", "20276890389709399862928998568254641025700", "79463489365077377841208237632349268884500", "311496878311103321137536291518809134027240", "1221395654430378811828760722007962130791020", "4790408930363303911328386208394864461024520", "18793142726809884575211361279087545193250040", "73745243611532458459690151854647329239335600", "289450081175264899454283846029490767264392230", "1136359577947336271931632877004667456667613940", "4462290049988320482463241297506133183499654740", "17526585015616776834735140517915655636396234280", "68854441132780194707888052034668647142985206100", "270557451039395118028642463289168566420671280440", "1063353702922273835973036658043476458723103404520", "4180080073556524734514695828170907458428751314320", "16435314834665426797069144960762886143367590394940", "64633260585762914370496637486146181462681535261000", "254224158304000796523953440778841647086547372026600", "1000134600800354781929399250536541864362461089950800", "3935312233584004685417853572763349509774031680023800", "15487357822491889407128326963778343232013931127835600", "60960876535340415751462563580829648891969728907438000", "239993345518077005168915776623476723006280827488229600", "944973797977428207852605870454939596837230758234904050", "3721443204405954385563870541379246659709506697378694300", "14657929356129575437016877846657032761712954950899755100", "57743358069601357782187700608042856334020731624756611000", "227508830794229349661819540395688853956041682601541047340", "896519947090131496687170070074100632420837521538745909320"。
排列与组合的区别技巧排列和组合是数学中常见的概念,用于计算一定范围内的排列或组合的个数。
尽管这两个概念听起来很相似,但实际上它们有着本质的区别。
在本文中,我们将探讨排列和组合的区别以及如何应用它们。
1. 排列和组合的定义排列是指从n个不同元素中取出m个元素进行排列,其排列数用P(n,m)表示,公式为:P(n,m) = n!/(n-m)!其中n!表示n的阶乘,即n × (n-1) × (n-2) × ... × 1。
P(5,3)就表示从5个元素中取3个元素的排列数,它的计算式为5!/(5-3)! = 5 × 4 × 3 = 60。
C(5,3)表示从5个元素中选出3个元素组成的集合数,它的计算式为5!/(3! × 2!) = 10。
AB AC BA BC CA CB这是因为“AB”和“BA”被视为两种不同的排列方式,因为它们的元素顺序不同。
排列相对于元素的顺序是敏感的。
应用排列与组合的场景非常广泛,例如在密码学、计算机科学、统计学、经济学等多个领域都有着重要的应用。
在密码学中,排列和组合被用于计算密码中可能的排列组合,以及在密码破解时破译密码。
在计算机科学中,排列和组合被用于计算算法的时间复杂度和空间复杂度,以及进行搜索和排序算法等操作。
在经济学中,排列和组合被用于计算市场需求和供应的排列组合,以及进行产业分析和商业决策等操作。
4. 总结与结论排列和组合是数学中常用的概念。
其最大的区别在于元素的顺序是否重要。
排列相对于元素的顺序是敏感的,而组合相对于元素的顺序是不敏感的。
我们可以应用排列和组合计算密码、算法复杂度、统计概率以及进行商业决策等多个领域。
在应用排列和组合时,我们需要根据不同情况选择适当的计算方式。
在实际应用中,我们需要了解排列和组合的特性,并选择适当的计算方式。
下面我们将深入探讨排列和组合的特性及其应用。
1. 排列的特性(1)重复元素:在排列的情况中,如果有重复的元素,其排列数可以用重复因子的方法进行计算。
排列与组合的计算中学数学中的一个重要概念就是排列与组合的计算。
排列与组合是数学中的两个基本概念,它们在实际生活中有着广泛的应用。
掌握排列与组合的计算方法,不仅可以帮助我们解决一些实际问题,还可以培养我们的逻辑思维能力和解决问题的能力。
一、排列的计算排列是指从一组元素中选取若干个元素按照一定的顺序排列的方法数。
排列的计算方法有两种:全排列和部分排列。
全排列是指从一组元素中选取所有元素按照一定的顺序排列的方法数。
假设有n个元素,要求全排列的方法数为n!(n的阶乘)。
例如,从1、2、3三个元素中选取所有元素按照一定的顺序排列,方法数为3! = 3 × 2 × 1 = 6。
部分排列是指从一组元素中选取部分元素按照一定的顺序排列的方法数。
假设有n个元素,要求选取m个元素进行排列,方法数为A(n, m) = n! / (n-m)!。
例如,从1、2、3三个元素中选取2个元素进行排列,方法数为A(3, 2) = 3! / (3-2)! = 3! /1! = 6。
二、组合的计算组合是指从一组元素中选取若干个元素不考虑顺序的方法数。
组合的计算方法有两种:全组合和部分组合。
全组合是指从一组元素中选取所有元素不考虑顺序的方法数。
假设有n个元素,要求全组合的方法数为2^n。
例如,从1、2、3三个元素中选取所有元素不考虑顺序,方法数为2^3 = 8。
部分组合是指从一组元素中选取部分元素不考虑顺序的方法数。
假设有n个元素,要求选取m个元素进行组合,方法数为C(n, m) = n! / (m! × (n-m)!)。
例如,从1、2、3三个元素中选取2个元素进行组合,方法数为C(3, 2) = 3! / (2! × (3-2)!) = 3! / (2! × 1!) = 3。
三、应用举例排列与组合的计算方法在实际生活中有着广泛的应用。
例如,在一个班级中,有10个学生,要选取3个学生作为班级干部,那么可以使用部分组合的计算方法来计算。
排列和组合的区别有哪些不同排列和组合的区分主要体现在意思不同、侧重点不同、出处不同这三个方面上,详细区分如下,供大家参考。
排列和组合的区分一、意思不同1、排列:按次序站立或摆放。
例句:哥哥把需要用的参考书排列在桌子上。
2、组合:组织成为整体。
例句:全部这些替代的组合,构成一个补偏救弊的系统。
二、侧重点不同1、排列: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个的无重复排列。
例句:代表们的名单是按姓氏笔画的挨次排列的。
2、组合:从n个不同的元素中,取r个不重复的元素,组成一个子集,而不考虑其元素的挨次,称为从n个中取r个的无重组和。
例句:台上的这个组合是五位光荣夺目的二八佳人组成的。
三、出处不同1、排列:清·采蘅子《虫鸣漫录》卷二:“观看亲执桴鼓,一击而排列如墙。
”白话译文:一边观看一遍击战鼓,打了一下就排列成一堵墙。
2、组合:徐特立《读书日记一则》:“就是由于农夫没有比在城市的同学与工人的简单组合。
”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,根据肯定的挨次排成一列,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,假如两个排列相同,不仅这两个排列的元素必需完全相同,而且排列的挨次必需完全相同,这就告知了我们如何推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)个元素的全部排列当m=n时,为全排列Pnn=n(n-1)(n-1)…3·2·1=n!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,假如两个组合中的元素完全相同,不管元素的挨次如何,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)个元素的全部组合的个。