排列组合二项式递推数列求通项常见
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数列递推求通项常用方法:(1)累加法:形如)(1n f a a n n +=+,转化为)(1n f a a n n =-+,利用累加法(逐差相加法)求解.(2)迭乘法:形如n n a n f a )(1=+,转化为)(1n f a a nn =+,利用累乘法(逐商相乘法)求解. (3)递推公式为:()n n S f a =或)(n g S n =,利用⎩⎨⎧≥-==-)2()1(11n S S n S a n nn . )()(11---=-=n n n n n a f a f S S a 消去n S )2(≥n ;或)(1--=n n n S S f S )2(≥n 消去n a 进行求解.(4)构造法:一. 累加法与迭乘法1.设数列中,,则 .2.已知}{n a 中,n n a n n a 21+=+,且21=a ,则n a = . 二. 递推法 ()n n S f a =或)(n g S n =3.已知下列各数列}{n a 的前n 项和n S 的公式为)(232*∈-N n n n S n =,求}{n a 的通项公式.4.已知n S 是}{n a 的前n 项和,且有12-=n n a S ,求}{n a 的通项公式.{}n a 112,1n n a a a n +==++n a =5.设数列的前项和为,且,求数列的通项公式.6.设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知S 1 =1,且(1)求证是等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式.三. 构造法7.在数列{}n a 中,若111,23(1)n n a a a n +==+≥,则该数列的通项n a = .8.已知数列{}n a 中,11=a ,1124+++=n n n a a ,求n a . 9.数列中,,求数列的通项公式. 10.数列}{n a 中,若2,821==a a ,且满足03412=+-++n n n a a a ,求n a .四. 其他递推类型11.数列{}n a 中,11a =,当2n ≥时,n a a a a n 3212=恒成立,则数列的通项n a = . 12.设数列{}n a 满足21*123333,3N n n n a a a a n -+++⋯+=∈,求数列的通项=n a .巩固练习1.在数列{}n a 中,12a =, 11ln(1)n n a a n +=++,则n a =【 】A .2ln n +B .2(1)ln n n +-C .2ln n n +D .1ln n n ++2.(2011杭州二中)已知数列中,,则通项公式为【 】A .B .C .D .3.已知数列{}n a 中,131+=+n n n a a a ,11=a ,则2009a = . 4.已知数列{}n a 中n n n a a a ⋅==+3,311,则该数列的通项n a = .5.已知数列的首项为,前n 项和为,且.证明数列是等比数列.}{n a n n S 31=a 321+=+n n S a }{n a ),2(1222≥-=n S S a n n n }1{n S {}n a )(42,211++∈+==N n a a a a nn n {}n a {}n a 111,34(*2)n n a a a n N n -==+∈≥且n a 13n -138n +-32n -3n6.已知数列{a n }满足a n +1=1122+++⋅n n nn a a ,a 1=2,求数列{a n }的通项公式.7.已知数列{}n a 中,,求数列{}n a 的通项公式.8.设数列的前项和为(1)求数列的通项公式(2)是否存在正整数使得 ?若存在,求出值;若不存在,说明理由. n n n a a a 32,111+==+{}n a n ,n S *11,2(1),().n n S a a n n N n ==+-∈{}n a ;n a n 1212s s ++....+()212011n s n n --=n。
排列组合二项定理考试内容:分类计数原理与分步计数原理.排列.排列数公式.组合.组合数公式.组合数的两个性质.二项式定理.二项展开式的性质.考试要求:1掌握分类计数原理与分步计数原理,并能用它们分析和解决一些简单的应用问题.2理解排列的意义,掌握排列数计算公式,并能用它解决一些简单的应用问题.3理解组合的意义,掌握组合数计算公式和组合数的性质,并能用它们解决一些简单的应用问题.4掌握二项式定理和二项展开式的性质,并能用它们计算和证明一些简单的问题.排列组合二项定理知识要点一、两个原理.1. 乘法原理、加法原理.2. 可.以有..的排列...重复..元素从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:n m种二、排列.1. ⑴对排列定义的理解.定义:从n个不同的元素中任取mm≤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. ⑵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. ⑶排列数.从n 个不同元素中取出mm≤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.⑷排列数公式:注意:!)!1(!n n n n -+=⋅ 规定0 = 1111--++=⋅+=m nm 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. ⑴组合:从n 个不同的元素中任取mm≤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.⑵组合数公式:)!(!!!)1()1(m n m n C m m n n n A A C m nm mm nmn-=+--==⑶两个公式:①;mn nm n C C -= ②m n 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 C②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+-=+.⑷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.⑸①几个常用组合数公式 ②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:nn n 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n x 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m m 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 An ⋅-. ②有n 件不同商品,若其中A 、B 排在一起有2211A An n ⋅--.③有n 件不同商品,若其中有二件要排在一起有112--⋅n n nA 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mm 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+1m+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m m m 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2,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na a a , (21)ia 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2x 41-+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r 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mn 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 ;先C 后A 策略,排列k k r k r n r r A C C --;组合r k r n r r C C --.ii. 从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列或组合,规定某r 个元素都不包含在内;先C 后A 策略,排列k k k r n A C -;组合k r n C -.iii 从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列或组合,规定每个排列或组合都只包含某r 个元素中的s 个元素;先C 后A 策略,排列kk sk r n sr A C C --;组合sk r n sr C C --.II. 排列组合常见解题策略:①特殊元素优先安排策略;②合理分类与准确分步策略;③排列、组合混合问题先选后排的策略处理排列组合综合性问题一般是先选元素,后排列;④正难则反,等价转化策略;⑤相邻问题插空处理策略;⑥不相邻问题插空处理策略;⑦定序问题除法处理策略;⑧分排问题直排处理的策略;⑨“小集团”排列问题中先整体后局部的策略;⑩构造模型的策略.2. 组合问题中分组问题和分配问题.①均匀不编号分组:将n 个不同元素分成不编号的m 组,假定其中r 组元素个数相等,不管是否分尽,其分法种数为r r A A /其中A 为非均匀不编号分组中分法数.如果再有K 组均匀分组应再除以k k A .例:10人分成三组,各组元素个数为2、4、4,其分法种数为1575/224448210=A C C C .若分成六组,各组人数分别为1、1、2、2、2、2,其分法种数为44222224262819110/A A C C C C C C ⋅②非均匀编号分组: n 个不同元素分组,各组元素数目均不相等,且考虑各组间的顺序,其分法种数为m mA A ⋅ 例:10人分成三组,各组人数分别为2、3、5,去参加不同的劳动,其安排方法为:335538210A C C C ⋅⋅⋅种.若从10人中选9人分成三组,人数分别为2、3、4,参加不同的劳动,则安排方法有334538210A C C C ⋅种③均匀编号分组:n 个不同元素分成m 组,其中r 组元素个数相同且考虑各组间的顺序,其分法种数为m mr r A A A ⋅/. 例:10人分成三组,人数分别为2、4、4,参加三种不同劳动,分法种数为33224448210A A C C C ⋅ ④非均匀不编号分组:将n 个不同元素分成不编号的m 组,每组元素数目均不相同,且不考虑各组间顺序,不管是否分尽,其分法种数为1m n C A =21m m -n C …k m )m ...m (m -n 1-k 21C +++例:10人分成三组,每组人数分别为2、3、5,其分法种数为25205538210=C C C若从10人中选出6人分成三组,各组人数分别为1、2、3,其分法种数为126003729110=C C C .五、二项式定理.1. ⑴二项式定理:nn n r r n r n n n n nn b a C b a C b a C b a C b a 01100)(+++++=+-- . 展开式具有以下特点: ① 项数:共有1+n 项;② 系数:依次为组合数;,,,,,,210n n rn n n n C C C C C③ 每一项的次数是一样的,即为n 次,展开式依a 的降幕排列,b 的升幕排列展开.⑵二项展开式的通项.n b a )+(展开式中的第1+r 项为:),0(1Z r n r b aC T r rn r n r ∈≤≤=-+.⑶二项式系数的性质.①在二项展开式中与首未两项“等距离”的两项的二项式系数相等; ②二项展开式的中间项二项式系数.....最大. I. 当n 是偶数时,中间项是第12+n 项,它的二项式系数2nn C 最大;II. 当n 是奇数时,中间项为两项,即第21+n 项和第121++n 项,它们的二项式系数2121+-=n nn n C C最大.③系数和:附:一般来说b a by ax n ,()(+为常数在求系数最大的项或最小的项...........时均可直接根据性质二求解. 当11≠≠b a 或时,一般采用解不等式组11111(,+-+-+⎩⎨⎧≤≤⎩⎨⎧≥≥k k k kk k k k k k T A A A A A A A A A 为或的系数或系数的绝对值的办法来求解. ⑷如何来求n c b a )(++展开式中含r q p c b a 的系数呢其中,,,N r q p ∈且n r q p =++把n n c b a c b a ])[()(++=++视为二项式,先找出含有rC 的项r r n rnC b a C -+)(,另一方面在rn b a -+)(中含有q b 的项为q p q r n q q r n q r n b a C b a C ----=,故在n c b a )(++中含r q p c b a 的项为r q p q r n r n c b a C C -.其系数为r r q p n p n q r n r n C C C p q r n q r n q r n r n r n C C --==---⋅-=!!!!)!(!)!()!(!!. 2. 近似计算的处理方法.当a 的绝对值与1相比很小且n 不大时,常用近似公式na a n +≈+1)1(,因为这时展开式的后面部分nn n n n aC a C a C +++ 3322很小,可以忽略不计;类似地,有na a n -≈-1)1(但使用这两个公式时应注意a 的条件,以及对计算精确度的要求.高中数学第十一章-概率考试内容:随机事件的概率.等可能性事件的概率.互斥事件有一个发生的概率.相互独立事件同时发生的概率.独立重复试验.考试要求:1了解随机事件的发生存在着规律性和随机事件概率的意义.2了解等可能性事件的概率的意义,会用排列组合的基本公式计算一些等可能性事件的概率;3了解互斥事件、相互独立事件的意义,会用互斥事件的概率加法公式与相互独立事件的概率乘法公式计算一些事件的概率.4会计算事件在n 次独立重复试验中恰好发生κ次的概率.。
数列递推公式求通项公式的方法数列是指按照一定规律排列的一组数。
而数列递推公式是指通过前一项或几项的数值,推导出数列中后一项的数值的公式。
而求解数列通项公式,即通过已知的数列的部分项求得数列的通项公式的方法,可以分为以下几种:1.列表法:通过列出数列的前几项进行观察和总结,找到数列的规律,从而推导出数列的通项公式。
这种方法常用于找出简单数列的通项公式,如等差数列和等比数列。
2.递推法:利用数列递推的性质,通过对数列进行递推推导出通项公式。
递推法常用于复杂的数列,需要将数列的前几项与后几项进行比较,找到规律并推导出通项公式。
3.数学归纳法:数学归纳法是一种利用已知的数学命题,在该命题的基础上证明该命题对任意自然数(或整数)都成立的方法。
对于数列来说,可以利用已知的数列部分项的性质,通过数学归纳法证明该数列的通项公式的正确性。
4.差分法:差分法是一种通过对数列进行差分操作,将数列变为新的数列,新数列有可能是个数列递推公式/规律更简单的数列。
然后,根据新数列的通项公式,再通过反差分操作推导出原数列的通项公式。
差分法常用于较为复杂的数列,特别适合于数列中的递推关系较为难以发现的情况。
5.比率法:比率法是一种通过比较数列的相邻项之间的比率或比值的变化规律,推导出数列的通项公式的方法。
比率法常用于等比数列或存在比率规律的数列。
需要注意的是,求解数列通项公式并不是一种机械性的计算过程,而是需要灵活运用数学知识、观察和总结数列的规律,并进行推理和证明的过程。
在实际应用中,也可能需要结合上述多种方法进行综合分析来求解数列的通项公式。
排列组合二项式递推数列求通项常见题型解法自用资料集排列组合的常见题型及其解法排列、组合的概念具有广泛的实际意义,解决排列、组合问题,关键要搞清楚是否与元素的顺序有关。
复杂的排列、组合问题往往是对元素或位置进行限制,因此掌握一些基本的排列、组合问题的类型与解法对学好这部分知识很重要。
一.特殊元素(位置)用优先法把有限制条件的元素(位置)称为特殊元素(位置),对于这类问题一般采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
例1.6人站成一横排,其中甲不站左端也不站右端,有多少种不同站法?分析:解有限制条件的元素(位置)这类问题常采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
解法1 :(元素分析法)因为甲不能站左右两端,故第一步先让甲排在左右两端之间的任一位置上,有A4种站法;第二步再让其余的5人站在其他5个位置上,有A种站法,故站法共有:A4-A5 = 48o(种)解法2:(位置分析法)因为左右两端不站甲,故第一步先从甲以外的5个人中任选两人站在左右两端,有A种;第二步再让剩余的4个人(含甲)站在中间4个位置,有A:种,故站法共有:A A4 = 480 (种)二.相邻问题用捆绑法对于要求某几个元素必须排在一起的问题,可用“捆绑法”:即将这几个元素看作一个整体,视为一个元素,与其他元素进行排列,然后相邻元素内部再进行排列。
例2. 5个男生和3个女生排成一排,3个女生必须排在一起,有多少种不同排法?6 3解:把3个女生视为一个元素,与5个男生进行排列,共有A6种,然后女生内部再进行排列,有A3种,所以排法共有:A6 A3 ^4320 (种)。
三•相离问题用插空法元素相离(即不相邻)问题,可以先将其他元素排好,然后再将不相邻的元素插入已排好的元素位置之间和两端的空中。
例3. 7人排成一排,甲、乙、丙3人互不相邻有多少种排法?解:先将其余4人排成一排,有A44种,再往4人之间及两端的5个空位中让甲、乙、丙插入,有A 种,所以排法共有:此A =1440 (种)四.定序问题用除法对于在排列中,当某些元素次序一定时,可用此法。
高中数学公式大全排列组合与二项式定理高中数学公式大全:排列组合与二项式定理排列组合与二项式定理是高中数学中重要的概念和公式,它们在概率论、组合数学、代数等领域都有广泛应用。
本文将为您详细介绍排列组合与二项式定理的相关内容。
一、排列组合排列和组合是排列组合问题中最基础的概念。
排列表示从一组元素中选取若干元素按照一定顺序排列的方式,而组合则表示从一组元素中选取若干元素,顺序不考虑。
下面是排列组合中常见的公式:1. 排列公式:排列公式用于求解从 n 个元素中取出 m 个元素,按照一定顺序排列的方式。
排列的数量表示为 P(n,m),计算公式如下:P(n,m) = n! / (n-m)!其中,n! 表示 n 的阶乘。
2. 组合公式:组合公式用于求解从 n 个元素中取出 m 个元素,顺序不考虑的方式。
组合的数量表示为 C(n,m),计算公式如下:C(n,m) = n! / (m! * (n-m)!)二、二项式定理二项式定理是高中数学中另一个重要的公式,它表示了任意实数a、b 和正整数 n 的 n 次幂展开后,各项的系数。
二项式定理为:(a+b)^n = C(n,0)*a^n*b^0 + C(n,1)*a^(n-1)*b^1 + C(n,2)*a^(n-2)*b^2+ ... + C(n,n-1)*a^1*b^(n-1) + C(n,n)*a^0*b^n其中,C(n,m) 表示组合数,表示从 n 个元素中选取 m 个元素的方式数。
三、应用举例1. 排列组合的应用:在一群人中选出特定的几个人组成小组,或者在一串数字中找出满足某种条件的特定数字。
排列组合在组合数学、概率论等领域有广泛的应用。
2. 二项式定理的应用:在数学展开、概率计算、代数运算等方面常常用到二项式定理。
它在概率论中常用于计算二项分布的概率,也可以用于计算方程式的展开。
总结:排列组合与二项式定理是高中数学中重要的概念和公式。
它们在概率论、组合数学、代数等领域都有广泛应用。
递推数列求通项公式递推数列是一种数学序列,其中每一项都是通过对前一项应用一个递推关系得到的。
求递推数列的通项公式是指找出一种依赖于自变量的表达式,用于计算数列中任意一项的值。
求递推数列的通项公式的方法主要有两种,一种是通过推导和观察数列的特点,找出合适的数学模型;另一种是利用已知的数学工具和技巧,通过数学推理和计算来找到通项公式。
下面以一些常见的递推数列为例,详细介绍如何求其通项公式。
1.等差数列:等差数列是最简单的一种递推数列,每一项与前一项的差值都相等。
设数列的首项为a,公差为d,则第n项可以表示为an = a + (n-1)d。
这是等差数列的通项公式。
2.等比数列:等比数列是一种每一项与前一项的比值都相等的递推数列。
设数列的首项为a,公比为r,则第n项可以表示为an = ar^(n-1)。
这是等比数列的通项公式。
3. 斐波那契数列:斐波那契数列是一种特殊的递推数列,前两项为1,后面每一项都是前两项之和。
即an = an-1 + an-2、通过观察数列的特点可以得知,斐波那契数列的通项公式是an = (1/sqrt(5)) *( ((1+sqrt(5))/2)^n - ((1-sqrt(5))/2)^n )。
4.等差-等比混合数列:等差-等比混合数列是一种先等差递推,然后再等比递推的数列。
设数列的首项为a,等差为d,公比为r,则第n项可以表示为an = (a + (n-1)d) * r^(n-1)。
5. 将递推数列转化为代数方程求解:对于一些复杂的递推数列,可以通过将数列的前几项转化为代数方程的解,并找到通项公式。
例如,如果递推数列的第n项为an = n^2 - 3n + 2,我们可以将数列的前几项代入an的表达式,然后求解方程组,找到通项公式。
总结起来,求递推数列的通项公式需要运用数学推导和观察、数学工具和技巧、将数列转化为代数方程等方法。
高中数学知识点总结第十章排列组合和二项式定理高中数学知识点总结:第十章——排列组合和二项式定理排列组合和二项式定理是高中数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛的应用。
本文将对这两个知识点进行总结和说明。
1. 排列与组合排列是指从一组元素中按照一定顺序取出一部分元素的方式。
组合是指从一组元素中不考虑顺序地取出一部分元素的方式。
排列和组合都涉及到元素的选择和顺序,但它们在选择的要求上有所不同。
1.1 排列排列的计算公式为:P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n表示元素总数,m表示需要选择的元素个数,n!表示n的阶乘。
1.2 组合组合的计算公式为:C(n, m) = n! / (m!(n-m)!),其中n表示元素总数,m表示需要选择的元素个数,n!表示n的阶乘。
2. 二项式定理二项式定理是数学中一个非常重要的定理,它描述了一个二项式的幂展开式。
二项式是一个形如(a+b)^n的表达式,而二项式定理则给出了(a+b)^n的展开形式。
二项式定理的表达式为:(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。
其中C(n, k)表示从n个元素中选择k个元素的组合数。
二项式定理的展开形式中包含了n+1个项,每一项的系数是组合数C(n, k),指数是a和b的幂。
二项式定理的应用非常广泛,在数值计算、概率统计、组合数学等领域中都得到了广泛的运用。
它可以用来快速计算幂次方的结果,也可以用来求解概率问题或者排列组合问题。
3. 相关例题在学习排列组合和二项式定理的过程中,我们可以通过解决一些典型的例题来加深对这两个知识点的理解。
例题1:某班有10名学生,要从中选择3名学生组成一个小组,问有多少种不同的选择方式?解析:根据排列的计算公式,可以得到答案:P(10, 3) = 10! / 7! = 720。
递推数列求通项公式的常见类型及方法递推数列求通项即依据给出数列中相邻两项或几项的关系式,n a 与n S 的关系式等,求出通项公式,是数列中的重要内容,是高考中常见的题目.本文给出常见的类型和方法.1. )(1n f a a n n +=+.方法:叠加法. 令1,2,1-=n n,得21321(1)(2)(1)n n a a f a a f a a f n -=+=+=+-以上1-n 个式子相加,得111().n ni a a f i -==+∑ 例1.数列{}n a 中,)2(1,1211≥-+==-n n n a a a n n ,求数列{}n a 的通项. 解: 令n n ,,3,2 =,得212322121221331n n a a a a a a n n -=+-=+-=+-n n a a n -++-+-+=∴22211331221 11111223(1)111111(1)()()223112.a n n n n n =+++⨯⨯-=+-+-++--=- 2. )(1n f a a n n =+. 方法:累积法. 令1,2,1-=n n,得21321(1)(2)(1).n n a a f a a f a a f n -===-以上1-n 个式子求积,得)(111i f a a n i n-=∏+=. 例2. 数列{}n a 中,)2()11(,2121≥⋅-==-n a na a n n ,求数列{}n a 的通项.解: 由题1212)1)(1()11(--+-=-=n n n a nn n a n a ,令1,2,1-=n n ,得 21232212132243(1)(1)n n a a a a n n a a n -⨯=⨯=-+= 2221)1)(1(342231n n n a a n +-⋅⋅⨯⋅⨯⋅=∴ 11121.n a n n n +=⋅⋅+= 3. )0,1(1≠≠+=+q p q pa a n n . 方法一:配凑法.1().n n a p a λλ+-=-方法二:待定系数法.令)(1λλ-=-+n n a p a 比较已知得,.1q p q pλλλ-==- λ是方程q px x +=的根. q px x +=是特征方程.方程三: 两根同除以1+n p ,得111++++=n n n n n p q p a p a 转化为类型1. 例3(07.全国) 数列{}n a 中, ,3,2,1),2)(12(,21=+-==n a a a n n ,求数列{}n a 的通项. 解法一: )2)(12(1+-=+n n a a {}为公比的等比数列为首项,是以数列122222)2)(12(211--=--∴--=-∴+a a a a n n nn n na )12(2)12)(22(21-⨯=--=-∴- 故 2)12(2+-⨯=n n a解法二:令))(12(1λλ--=-+n n a a)12(2)12(-=--∴λλ 解得2=λ下同解法一.解法三:)12(2)12()2)(12(1-+-=+-=+n n n a a a两边同除以1)12(+-n ,得nn n n n a a )12(2)12()12(11-+-=-++ 令n n n n n a a b )12()12(+=-= 则n n n b b )12(21++=+.令.1,2,1-=n n 得11223112)12(2)12(2)12(2--++=++=++=n n n b b b b b b1211)12(2)12(2)12(2-+++++++=∴n n b b2)12(2)12(1])12(1)[12(2)12(21++=+-+-+⋅++=-n nn n n n b a )12(22)12(-⨯+=-=∴.4. )0,1(,1≠≠+=+q p q pa a n n n .方法一:两边同除以1+n p ,得111++++=n nn n n n p q p a p a 转化为类型一.方法二:待定系数法.令)(11-+-=-n n n n q a p q a λλ比较已知得p q q -=λ. 例4.数列{}n a 中,)1(,23,111≥+==+n a a a n n n ,求数列{}n a 的通项. 解法一:两边同除以13+n ,得1113233++++=n nn n n n a a . 令n n n a b 3=,则1132+++=n nn n b b . 令.1,2,1-=n n 得n n n n b b b b b b 323232113223212--+=+=+= n n n b b 32323213221-++++=∴ nn n n )32(1321])32(1[31323232311322-=--=++++=- n n n a 23-=∴.解法二:令)2(3211-+⋅-=-n n n n a a λλn n n 22321=-⋅∴-λλ解得2-=λ.即)2(3211n n n n a a +=+++,所以数列{}n n a2+是以321=+a 为首项,3为公比的等比数列. .23,32n n n n n n a a -==+∴故5. )1).((1≠+=+p n f pa a n n .方法:两边同除以1+n p ,得111)(++++=n n n n n pn f p a p a 转化为类型一. 例5. 数列{}n a 中,)1(,223,111≥-+==+n n a a a n n ,求数列{}n a 的通项.解: 两边同除以13+n ,得11132233+++-+=n n n n n n a a 令n nn a b 3=,得11322++-+=n n n n b b . 利用叠加法及错位相减法,以求得2123+-=n a n n . 6.)()(1n g a n f a n n +=+.方法: 两边同除以)()2()1(n f f f ,得)()2()1()()()2()1()()2()1(1n f f f n g n f f f a n f f f a n n +=+转化为类型一 例6. (2008年河南省普通高中毕业班教学质量调研考试)数列{}n a 中,)1(2)1(22,111≥++++==+n n n a n n a a n n ,求数列{}n a 的通项. 解: 令,2)(+=n n n f 则)2)(1(2211534231)()2()1(++=+⨯+-⨯⨯⨯⨯=n n n n n n n f f f 两边同除以)()2()1(n f f f ,得)2)(1(22)1(2)1(2)2)(1(21++++++=+++n n n n n n a n n a n n 即21)1(2)1()1)(2(+++=+++n na n a n n n n 令n n na n b )1(+=,则21)1(2++=+n b b n n令.1,2,1-=n n 得2122321223222n b b b b b b n n +=⨯+=⨯+=-)32(22221n b b n +++⨯+=∴3)12)(1(]16)12)(1([212++=-++⨯+⨯=n n n n n n 312+=∴n a n . 7. )(1n f a a n n =+. 方法: 由已知)1(12+=++n f a a n n ,两式相除,得)()1(2n f n f a a n n +=+. 例7. 数列{}n a 中,)1(,)31(,211≥==+n a a a n nn ,求数列{}n a 的通项. 解: 由题2,31121==a a a ,得612=a n n n a a )31(1=+ ………..① 112)31(+++=n n n a a ……...② ②÷①得 312=+n n a a k k a a a a a a 2421231,,,,,,和+∴都是以31为公比的等比数列 当n 为奇数时,21211)31(2--⋅==n n n q a a 当n 为偶数时,22222)31(61--⋅==n n n q a a ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⋅⋅=∴--为偶数,为奇数n n a n nn 2221)31(61,)31(2. 8.n n n qa pa a +=++12. 方法一: 配凑法.)(112n n n n a a a a αβα-=-+++方法二: 待定系数法. 令)(112n n n n a a a a αβα-=-+++,比较已知得 ⎩⎨⎧==+q p αββα 得出βα, 其中βα,是方程q px x +=2的两根,方程q px x +=2是特征方程.例8. 数列{}n a 中,)1(,65,5,11221≥-===++n a a a a a n n n ,求数列{}n a 的通项.解: 令)(112n n n n a a a a αβα-=-+++比较已知得⎩⎨⎧==+65αββα 得出2,3==βα )3(23112n n n n a a a a -=-∴+++数列{}n n a a 31-+是以2312=-a a 为首项,2为公比的等比数列.则n n n a a 231=-+,即n n n a a 231+=+.下同例4. 9.)0(,1≠++=+ac b aa d ca a n n n . 方法: 不动点法. 令bax d cx x ++=………(*) 若(*)有两重根,021x x x ==,则⎭⎬⎫⎩⎨⎧-01x a n为等差数列. 若(*)有两根,21x x ≠,则⎭⎬⎫⎩⎨⎧--21x a x a nn 为等比数列. 例9.(08,洛阳三练)数列{}n a 中,n n a a a -==+21,2111,求数列{}n a 的通项. 解:令xx -=21,得1=x . 111121111111-=----=---+n n n n a a a a , 为公差的等差数列为首项,是以1-2121111111-=-=-⎭⎬⎫⎩⎨⎧-∴a a n . 1)1()1(211--=-⨯-+-=-∴n n a n 1+=∴n n a n . 例10.(07.全国)数列{}n b 中,)1(3243,211≥++==+n b b b b n nn ,求数列{}n b 的通项. 解: 令3243++=x x x ,解得2,221=-=x x , 则411)12(2223243232432222+=-+-+++++=-+-+++n n n n n n n n n n b b b b b b b b b b 数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-+22n n b b 是以22222211-+=-+b b 为首项,4)12(+为公比的等比数列. 24)1(4)12()12(222222--+=+⋅-+=-+∴n n n nb b故1)12(1)12(22424-+++⋅=--n n nb .10. n n S a 与的关系.方法: ⎩⎨⎧-=-,,1n nn n S S S a 21≥=n n 可以向n a 转化,也可以向n S 转化.例11. 数列{}n a 的前n 项和,)1(12≥+=n a a S nn n ,求数列{}n a 的通项公式. 解法一: 1=n 时,1111212a a a S =+=,解得11=a )2(,1212111≥+=∴+=---n a a S a a S n n n nn n 两式相减得 11112---+-=n n n n n a a a a a ,)1(111--+-=-n n n n a a a a . 平方得 4)1()1(212122=+-+--n n n n a a a a . 数列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+221n n a a 是以212121=+a a 为首项,4为公差的等差数列。
求数列通项公式的十种方法求解数列通项公式是数学中的一个重要问题,对于一些特殊的数列,我们可以通过观察规律来找到通项公式,但对于一般的数列来说,我们需要使用一些数学工具和技巧来解决这个问题。
在下面,我将介绍十种常用的方法来求解数列的通项公式。
方法一:递推法递推法是一种常见的求解数列的方法,通过观察数列中相邻项之间的关系,可以找到递推公式。
常见的递推公式有线性递推和非线性递推两种形式。
方法二:列元法列元法是一种将数列元素列出来,然后通过观察数列元素之间的关系,找到通项公式的方法。
常见的列元法包括列出常数项和差项、连加项、平方项和立方项等。
方法三:指数递推法指数递推法是一种将数列元素进行指数递推,然后通过观察递推结果找到通项公式的方法。
常见的指数递推法包括指数增长、指数递减和二阶指数递增等。
方法四:利用级数对于一些复杂的数列,可以使用级数的方法来求解通项公式。
通过构造级数和求导积分等操作,可以得到数列的通项公式。
方法五:利用生成函数生成函数是一种将数列转化为多项式的方法,通过多项式的操作,可以得到数列的通项公式。
常见的生成函数包括普通生成函数和指数型生成函数。
方法六:利用逼近方法逼近方法是通过找到数列与一些函数逼近的关系,然后通过求解该函数的表达式来求解数列的通项公式。
常见的逼近方法包括泰勒级数逼近和拉格朗日插值等。
方法七:利用矩阵运算对于一些特殊的数列,可以使用矩阵运算的方法来求解通项公式。
通过构造矩阵和矩阵的运算,可以得到数列的通项公式。
方法八:利用线性代数利用线性代数的方法,可以将数列看作向量空间中的向量,通过线性变换和线性方程组的解来求解数列的通项公式。
方法九:利用特殊函数对于一些特殊的数列,可以使用特殊函数的方法来求解通项公式。
常见的特殊函数有二次函数、指数函数、对数函数、三角函数和双曲函数等。
方法十:利用离散数学离散数学是一种研究离散结构和离散规律的数学分支,通过利用离散数学的方法,可以求解数列的通项公式。
排列组合二项式递推数列求通项常见题型解法自用资料集排列组合的常见题型及其解法排列、组合的概念具有广泛的实际意义,解决排列、组合问题,关键要搞清楚是否与元素的顺序有关。
复杂的排列、组合问题往往是对元素或位置进行限制,因此掌握一些基本的排列、组合问题的类型与解法对学好这部分知识很重要。
一.特殊元素(位置)用优先法把有限制条件的元素(位置)称为特殊元素(位置),对于这类问题一般采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
例1.6人站成一横排,其中甲不站左端也不站右端,有多少种不同站法?分析:解有限制条件的元素(位置)这类问题常采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
解法1 :(元素分析法)因为甲不能站左右两端,故第一步先让甲排在左右两端之间的任一位置上,有A4种站法;第二步再让其余的5人站在其他5个位置上,有A种站法,故站法共有:A4-A5 = 48o(种)解法2:(位置分析法)因为左右两端不站甲,故第一步先从甲以外的5个人中任选两人站在左右两端,有A种;第二步再让剩余的4个人(含甲)站在中间4个位置,有A:种,故站法共有:A A4 = 480 (种)二.相邻问题用捆绑法对于要求某几个元素必须排在一起的问题,可用“捆绑法”:即将这几个元素看作一个整体,视为一个元素,与其他元素进行排列,然后相邻元素内部再进行排列。
例2. 5个男生和3个女生排成一排,3个女生必须排在一起,有多少种不同排法?6 3解:把3个女生视为一个元素,与5个男生进行排列,共有A6种,然后女生内部再进行排列,有A3种,所以排法共有:A6 A3 ^4320 (种)。
三•相离问题用插空法元素相离(即不相邻)问题,可以先将其他元素排好,然后再将不相邻的元素插入已排好的元素位置之间和两端的空中。
例3. 7人排成一排,甲、乙、丙3人互不相邻有多少种排法?解:先将其余4人排成一排,有A44种,再往4人之间及两端的5个空位中让甲、乙、丙插入,有A 种,所以排法共有:此A =1440 (种)四.定序问题用除法对于在排列中,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A^种,m(m空n)个元素的全排列有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,则有虫种排列方法。
A m排列组合二项式递推数列求通项常见题型解法自用资料集例4.由数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的六位数有多少个?解:不考虑限制条件,组成的六位数有A5 A S种,其中个位与十位上的数字一定,所以所求的六位数有:=300 (个)五•分排问题用直排法对于把几个元素分成若干排的排列问题,若没有其他特殊要求,可采取统一成一排的方法求解。
例5. 9个人坐成三排,第一排2人,第二排3人,第三排4人,则不同的坐法共有多少种?解:9个人可以在三排中随意就坐,无其他限制条件,所以三排可以看作一排来处理,不同的坐标共六•复杂问题用排除法对于某些比较复杂的或抽象的排列问题,可以采用转化思想,从问题的反面去考虑,先求出无限制条件的方法种数,然后去掉不符合条件的方法种数。
在应用此法时要注意做到不重不漏。
例6.四面体的顶点和各棱中点共有10个点,取其中4个不共面的点,则不同的取法共有()A. 150 种B.147种C. 144种D.141 种解:从10个点中任取4个点有C10种取法,其中4点共面的情况有三类。
第一类,取出的4个点位于四面体的同一个面内,有4C;种;第二类,取任一条棱上的3个点及该棱对棱的中点,这4点共面,有6 种;第三类,由中位线构成的平行四边形(其两组对边分别平行于四面体相对的两条棱),它的4个点共面,有3种。
以上三类情况不合要求应减掉,所以不同的取法共有:C0 -4C: -6-3 = 141 (种)。
七.多元问题用分类法按题目条件,把符合条件的排列、组合问题分成互不重复的若干类,分别计算,最后计算总数。
例7.已知直线ax by • c = 0中的a,b, c是取自集合{- 3,—2, - 1, 0, 1, 2, 3}中的3个不同的元素,并且该直线的倾斜角为锐角,求符合这些条件的直线的条数。
a解:设倾斜角为厂由二为锐角,得tan ' - - 0 ,即卩a, b异号。
b(1 )若c= 0, a, b各有3种取法,排除2个重复(3x—3y = 0, 2x—2y = 0, x — y = 0),故有:3 X 3 —2 = 7 (条)。
(2)若C = 0 , a有3种取法,b有3种取法,而同时c还有4种取法,且其中任意两条直线均不相同,故这样的直线有:3X 3X 4= 36 (条)。
从而符合要求的直线共有:7+ 36 = 43 (条)八.排列、组合综合问题用先选后排的策略处理排列、组合综合性问题一般是先选元素,后排列。
例8.将4名教师分派到3所中学任教,每所中学至少1名教师,则不同的分派方案共有多少种?(种),第二步将这三组教师分派到 3种中学任教有 A 33种方法。
由分步计数原理得不同的分派方案共有:九. 隔板模型法常用于解决整数分解型排列、组合的问题。
例9.有10个三好学生名额,分配到 6个班,每班至少1个名额,共有多少种不同的分配方案? 解:6个班,可用5个隔板,将10个名额并排成一排,名额之间有 9个空,将5个隔板插入9个空,每一种插法,对应一种分配方案,故方案有:C ; = 126 (种)例说二项式定理的常见题型及解法二项式定理的问题相对较独立,题型繁多,解法灵活且比较难掌握。
二项式定理既是排列组合的直接应用,又与概率 理论中的三大概率分布之一的二项分布有着密切联系。
二项式定理在每年的高考中基本上都有考到,题型多为选择题,填空题,偶尔也会有大题岀现。
本文将针对高考试题中常见的二项式定理题目类型一一分析如下,希望能够起到抛砖引玉的作用。
一、求二项展开式1•“ (a b )n ”型的展开式— 1 4例1•求(3・.x ——)的展开式;J x解:原式=产 1)4=(3x 21)4T x x1413223 4= -T 【C 4(3X )C 4(3X ) C 4(3X ) C 4(3x ) C 4]x= A (81X 484x 354x 212x 1)x2 12 1 = 81x 84 x 亠 亠 2 54x x小结:这类题目一般为容易题目,高考一般不会考到,但是题目解决过程中的这种“先化简在展开”的思想在高考题 目中会有体现的。
2•“ (a-b )n ” 型的展开式解:可分两步进行: 第一步先将4名教师分为三组(1,1,2),( 2,1,),( 1,2,1),共有:C4 C 2 c ;C 2 C 2 c ;1A 2A3 = 36 (种)。
因此共有 36种方案。
_ 1 4 、例2.求(3iX ■—)的展开式;2222本题主要考察了学生的“问题转化”能力 3 •二项式展开式的“逆用”123n例 3 •计算 1 _3C n+9Cn 一27C n + …・+(_1)n3nC n ;1 12 2 33 3nn n解:原式=C nCnZ )C n「3) C nZ ).…C n「3)十一3)=( 一2)小结:公式的变形应用,正逆应用,有利于深刻理解数学公式,把握公式本质。
二、通项公式的应用 1 .确定二项式中的有关元素a I x 9例4•已知( ')9的展开式中x 3的系数为一,常数a 的值为x \ 2 4——r 3x )r二 C 9(-1)r2三 a 9」X 2心x . 23 令一r 一9 =3,即 r =8 2依题意,得8,八 8小_49 .8 9‘C 9 (-1)2 a ,解得 a = -142 •确定二项展开式的常数项例5• (j x —一^)10展开式中的常数项是 _________________5解: T r ^C 1r oC.x )10J ^31 )r =(-1)r C ;0 x%rvx5 c令 5 - r=0,即 r = 6。
6所以常数项是(-1)910 =2103•求单一二项式指定幂的系数21 9 9例6・(03全国)(X - )展开式中x 的系数是 — _____________2xr 29-r1 rr 18 -2r11 rr 1 r 1^3x解:「1=C9(x )(-二)=C9x(石)(;)CL?) x9令18-3x =9,则r =3,从而可以得到x 的系数为:三、求几个二项式的和(积)的展开式中的条件项的系数(分析:解决此题,只需要把—1 4 —(3、一 x ——)改写成[3.. x (-Vx的形式然后按照二项展开式的格式展开即可C 3(<)3 =21 .填-?!2 3 4 5 2例7• (xT)-(xT) (x -1) —(x—1) * (x T)的展开式中,x的系数等于 __________________________222 2解:x的系数是四个二项展开式中4个含X的,则有-c2)(-i)0c;(_i)1_c4(-i)2c3(_i)3—(c; c;c4 c;)--202 7 3例8. (02全国)(X • 1)(X - 2)的展开式中,X项的系数是解:在展开式中,X3的来源有:2 6 6①第一个因式中取出X2,则第二个因式必出X,其系数为②第一个因式中取出1,则第二个因式中必出X3,其系数为C;(-2)4.X3的系数应为:C7(—2)C7(—2) =1008,填1008。
四、利用二项式定理的性质解题1.求中间项例9.求(1:—亍尸)10的展开式的中间项;V X解:幕T r 1 = C;0("T .展开式的中间项为C;0(依)5(-需)5V X 5即:-252X6当n为奇数时,当n为偶数时, 2.求有理项(a - b)n的展开式的中间项是(a - b)n上nC¥a2b2例10 •求X1 )103.x)的展开式中有理项共有 ____________ 项;解「T r1 二 ^。
(⑴10^ 一r 10 ;rr =C10^1)r X 3n 1 n」n 1C^a2b2.当r = 0,3,6,9 时,所对应的项是有理项。
故展开式中有理项有4项。
①当一个代数式各个字母的指数都是整数时,那么这个代数式是有理式;②当一个代数式中各个字母的指数不都是整数(或说是不可约分数)时,那么这个代数式是无理式3.求系数最大或最小项(1)特殊的系数最大或最小问题11例11. (00上海)在二项式(X-1)的展开式中,系数最小的项的系数是;______解:;T rr1 p11 xZ(T)要使项的系数最小,则rr 必为奇数,且使C 11为最大,由此得r = 5,从而可知最小项的系数为5c6(一1)5八462(2) 一般的系数最大或最小问题解:记第r 项系数为T r ,设第k 项系数最大,则有r A r *又T r 二C 8 .2 ,那么有k1 A 1 kNC8-2 g .2 k A k *kC8-2C 8-21 2------ > --------..K -1 K -2「丄'丄l 9-K K解得3 _ k _ 4 ,57•系数最大的项为第3项T 3 = 7x 2和第4项T 4 -7x 2 (3) 系数绝对值最大的项例13•在(x - y )7的展开式中,系数绝对值最大项是_______解:求系数绝对最大问题都可以将"(a-b )n"型转化为"(a ■ b )n"型来处理,4 A5 o c.故此答案为第4项C 7x 3y ,和第5项_ C 7x 2y 。