选修2-3第一章计数原理归纳整合
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人教版高中数学必修2-3知识点第一章计数原理1.1分类加法计数与分步乘法计数分类加法计数原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法。
分类要做到“不重不漏”。
分步乘法计数原理:完成一件事需要两个步骤。
做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法。
分步要做到“步骤完整”。
n元集合A={a1,a2⋯,a n}的不同子集有2n个。
1.2排列与组合1.2.1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(arrangement)。
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号表示。
排列数公式:n个元素的全排列数规定:0!=11.2.2组合一般地,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(combination)。
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,用符号或表示。
组合数公式:∴规定:组合数的性质:(“构建组合意义”——“殊途同归”)1.3二项式定理1.3.1二项式定理(binomial theorem)*注意二项展开式某一项的系数与这一项的二项式系数是两个不同的概念。
1.3.2“杨辉三角”与二项式系数的性质*表现形式的变化有时能帮助我们发现某些规律!(1)对称性(2)当n 是偶数时,共有奇数项,中间的一项取得最大值;当n 是奇数时,共有偶数项,中间的两项,同时取得最大值。
(3)各二项式系数的和为(4)二项式展开式中,奇数项二项式系数之和等于偶数项二项式系数之和:(5)一般地,第二章随机变量及其分布2.1离散型随机变量及其分布(n ∈N *)其中各项的系数(k ∈{0,1,2,⋯,n})叫做二项式系数(binomial coefficient);2.1.1离散型随机变量随着试验结果变化而变化的变量称为随机变量(random variable)。
高中数学选修2-3知识点高中数学选修2-3知识点第一章:计数原理1.分类加法计数原理:完成一件事情,有N类方法,第一类方法有M1种不同的方法,第二类方法有M2种不同的方法,以此类推,第N类方法有MN种不同的方法。
那么完成这件事情共有M1+M2+。
+MN种不同的方法。
2.分步乘法计数原理:完成一件事情需要分成N个步骤,第一步有m1种不同的方法,第二步有M2种不同的方法,以此类推,第N步有MN种不同的方法。
那么完成这件事情共有XXX种不同的方法。
3.排列:从n个不同的元素中任取m(m≤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。
4.排列数:从n个不同元素中取出m(m≤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m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An表示。
An=m!/(n-m)!(m≤n,n,m∈N)。
5.公式:A(n+m)=An+Am*m!(m≤n,n,m∈N);An=m*(m-1)*。
*(n-m+1)=n!/(n-m)。
6.组合:从n个不同的元素中任取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。
7.公式:C(m,n)=C(n,n-m)=m!/[(n-m)!*m!];C(m,n)=C(n-1,m-1)+C(n-1,m);C(n,m)=C(n-1,m-1)*(n-m+1)/m。
8.二项式定理:(a+b)^n=C(n,0)*a^n*b^0+C(n,1)*a^(n-1)*b^1+。
+C(n,n)*a^0*b^n。
9.二项式通项公式展开式的通项公式:T=C(n,r)*a^(n-r)*b^r (r=0,1.n),其中C(n,r)为二项式系数。
10.二项式系数Cn:C(n,r)=C(n,n-r)=n!/(r!(n-r)!),其中r为从n个元素中取出的元素个数。
11.杨辉三角:杨辉三角是一种数学图形,由二项式系数构成,XXX的数为C(n,0),C(n,1)。
第一章 计数原理《计数原理》小结与复习班级:高二( )班 学号: 姓名:一.知识点整理1、两个基本计数原理: (1)分类计数原理:完成一件事,有n 类办法,完成这件事共有 N=m 1+m 2+…+m n 种不同的方法。
(2)分步计数原理:完成一件事,需要分成n 个步骤,完成这件事有N=m 1×m 2×…×m n 种不同的方法。
2、排列(1)排列:一般地,从n 个不同的元素中取出m (m ﹤n )个元素,并按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)排列数公式: )!(!)1()2()1(m n n m n n n n A m n -=+-⋅⋅⋅-⋅-⋅=, 3、组合(1)组合:一般地,从n 个不同元素中取出m 个不同元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个不同元素的一个组合。
(2)组合数公式: (3)组合数公式性质: 性质1: m n nm n C C -= 性质2: 111+++=+k n k n k n C C C 推论1: t n t n k k k C C C C C 122110+++=+⋅⋅⋅+++ 推论2: 1121++++=+⋅⋅⋅+++k n k n k k k k k k C C C C C4、二项式定理:(1)二项式定理:011222()n n n n r n r r n n n n n n n a b C a C a b C a b C a b C b ---+=++++++(2)通项是展开式的第 项,即:2、二项展开式的特点:(1)项数:共n +1项;(2)指数:a 按降幂排列,b 按升幂排列,每一项中a 、b 的指数和为n(3)系数:第r +1项的二项式系数为C n r (r =0,1,2,…,n )二.巩固练习 1.(西安)4个男生与3个女生站成一排,如果两端不站女生且3(A)144种 (B)288种 (C)432种 (D)576种2.(海淀)某科技小组有6名同学,现从中选出3人去参观展览,至少有1名女生入选时的不同选法有16种,则小组中的女生数目为( )。
第一章:计数原理
一、两个计数原理
3、两个计数原理的区别
二、排列与组合
1、排列:
叫做从n 2n
3其中 4出m 5从n 取出m 6、组合数公式:
其中 注意:判断一个具体问题是否为组合问题,关键是看取出的元素是否与顺序有关,有关就是排列,无关便是组合.判断时要弄清楚“事件是什么”.
7、性质: .,,*n m N m n ≤∈并且m n n m n C C -=m n m n m n C C C 1
1+-=+
三、二项式定理
如果在二项式定理中,设a=1,b=x,则可以得到公式:
2、性质:
注意事项:
相邻问题,常用“捆绑法”
1、有4
(1
(2
(3
(4
2
3、(1)
(2)?
4、从6个学校中选出30名学生参加数学竞赛,每校至少有1人,这样有几种选法?
5、将8个学生干部的培训指标分配给5个不同的班级,每班至少分到1个名额,共有多少种不同的分配方法?
6、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,若所有次品恰好在第5次测试时全部发现,则这样的测试方法有种可能?
7、3名医生和6名护士被分配到3所学校为学生体检,每校分配1名医生和2名护士,不同的分配方法共有多少种?
8、如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种?
9、求值与化简:。
本章整合知识网络专题探究专题一:正确运用两个计数原理【应用1】从集合{O,P,Q,R,S}与{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复).每排中字母O,Q和数字0至多只出现一个的不同排法种数是__________.(用数字作答)解析:把排法分成三类:①当无字母O,Q和数字0时,有排法C23·C29·A44种;②当无字母O,Q,但有数字0时,有排法C23·C19·A44种;③当无数字0,但有字母O,Q其中之一时,有排法C12·C13·C29·A44种.综上,符合题意的不同排法种数是C23·C29·A44+C23·C19·A44+C12·C13·C29·A44=8 424.答案:8 424【应用2】随着人们生活水平的提高,某城市家庭汽车拥有量迅速增长,汽车牌照号码需要扩容.交通管理部门出台了一种汽车牌照组成办法,每个汽车牌照都必须有3个不重复的英文字母和3个不重复的阿拉伯数字,并且3个字母必须合成一组出现,3个数字也必须合成一组出现.那么这种办法共能给多少辆汽车上牌照?提示:按照新规定,牌照可以分为2类,即字母组合在左和字母组合在右.确定一个牌照的字母和数字可以分6个步骤.解:将汽车牌照分为2类,一类的字母组合在左,另一类的字母组合在右.字母组合在左时,分6个步骤确定一个牌照的字母和数字:第1步,从26个字母中选1个,放在首位,有26种选法;第2步,从剩下的25个字母中选1个,放在第2位,有25种选法;第3步,从剩下的24个字母中选1个,放在第3位,有24种选法;第4步,从10个数字中选1个,放在第4位,有10种选法;第5步,从剩下的9个数字中选1个,放在第5位,有9种选法;第6步,从剩下的8个字母中选1个,放在第6位,有8种选法.根据分步乘法计数原理,字母组合在左的牌照共有26×25×24×10×9×8=11 232 000(个).同理,字母组合在右的牌照也有11 232 000个.所以,共能给11 232 000+11 232 000=22 464 000辆汽车上牌照.专题二:解排列组合应用题区别排列与组合的重要标志是“有序”与“无序”,无序的问题用组合知识解答,有序的问题属于排列问题.解含有约束条件的排列、组合问题,应先观察取出的元素是否有顺序,从而确定是排列问题还是组合问题,然后仔细审题,弄清怎样才算完成一件事,从而确定是分类完成,还是分步完成.分类时需要满足两个条件:(1)类与类之间要互斥(保证不重复);(2)总数要完备(保证不遗漏).分步时应按事件发生的连贯过程进行分步,做到步与步之间相互独立、互不干扰,并确保连续性.解决受条件限制的排列、组合问题的一般策略有:(1)特殊元素优先安排的策略;(2)正难则反、等价转化的策略;(3)相邻问题捆绑处理的策略;(4)不相邻问题插空处理的策略;(5)定序问题排除法处理的策略;(6)“小集团”排列问题中先整体后局部的策略;(7)平均分组问题运用除法处理的策略;(8)构造模型的策略.【应用1】7名学生站成一排,下列情况各有多少种不同排法?(1)甲、乙必须排在一起;(2)甲不在排头,乙不在排尾;(3)甲、乙、丙互不相邻;(4)甲、乙之间必须隔一人.解:(1)(捆绑法)先将甲、乙看作一个人,有A66种排法,然后对甲、乙进行排列,所以不同的排法有A22·A66=1 440(种).(2)(间接法)甲在排头或乙在排尾排法共2A66种,其中都包含甲在排头且乙在排尾的情形,故有不同的排法A77-2A66+A55=3 720(种).(3)(插空法)把甲、乙、丙插入其余4名学生产生的5个空中,有A44·A35=1 440(种)排法.(4)先从其余5人中选1人有5种选法,放在甲、乙之间,将三人看作一个整体有A55种排法,然后甲乙换位有A22种,共有5A55·A22=1 200(种)排法.【应用2】有4个不同的球,四个不同的盒子,把球全部放入盒内.(1)共有多少种放法?(2)恰有一个盒不放球,有多少种放法?(3)恰有一个盒内有2个球,有多少种放法?解:(1)一个球一个球地放到盒子里去,每只球都可有4种独立的放法,由分步乘法计数原理,放法共有44=256(种).(2)为保证“恰有一个盒子不放球”,先从四个盒子中任意拿出去1个,即将4个球分成2,1,1的三组,有C24种分法;然后再从三个盒子中选一个放两个球,其余两个球,两个盒子,全排列即可.由分步乘法计数原理,共有放法:C14·C24·C13·A22=144(种).(3)“恰有一个盒内放2个球”,即另外三个盒子中恰有一个空盒.因此,“恰有一个盒子放2球”与“恰有一个盒子不放球”是一回事.故也有144种放法.【互动探究】本例中的4个小球若只放入4个盒子中的两个盒子,即只有两个空盒子,共有多少种放法?解:先从四个盒子中任意拿走两个有C24种,问题转化为:“4个球,两个盒子,每盒必放球,有几种放法?”从放球数目看,可分为(3,1),(2,2)两类.第一类:可从4个球中先选3个,然后放入指定的一个盒子中即可,有C34·C12种放法;第二类:有C24种放法.因此共有C34·C12+C24=14(种).由分步乘法计数原理得“恰有两个盒子不放球”的放法有C24·14=84(种).专题三:二项式定理应用【应用1】 ⎝⎛⎭⎫x 2+2x 8的展开式中x 4的系数是( ) A .16 B .70C .560D .1 120解析:设二项展开式的第(r +1)项含有x 4,则T r +1=C r 8(x 2)8-r ⎝⎛⎫2x r =C r 8·2r ·x 16-3r,令16-3r =4,求得r =4.所以x 4的系数为C 48·24=1 120. 答案:D【应用2】 若⎝⎛⎭⎫x +1x n 展开式的二项式系数之和为64,则展开式的常数项为( ) A .10 B .20C .30D .120解析:利用二项式系数的性质和通项公式求常数项.⎝⎛⎭⎫x +1x n 展开式的二项式系数和为C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =64=2n ,解得n =6.设第(r +1)项为常数项,则T r +1=C r 6·x 6-r ·⎝⎛⎭⎫1x r =C r 6·x 6-2r,令6-2r =0,解得r =3,所以T r +1=T 4=C 36=20.答案:B【应用3】 设(x 2+1)(2x +1)9=a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+…+a 11(x +2)11,则a 0+a 1+a 2+…+a 11的值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:采用赋值法,要使等式右边为a 0+a 1+a 2+…+a 11,应该令x +2=1,即x =-1,于是可得a 0+a 1+a 2+…+a 11=2×(-1)9=-2.答案:A。
描述:例题:高中数学选修2-3(人教B版)知识点总结含同步练习题及答案第一章 计数原理 1.3计数模型(补充)一、学习任务掌握计数的几种模型,并能处理一些简单的实际问题.二、知识清单数字组成模型 条件排列模型 分组分配模型染色模型计数杂题三、知识讲解1.数字组成模型与顺序相关的数字问题,通常是计算满足某些特征的数字的个数.常见特征比如各个数位的数字不同、四位数、奇数、比某数大的数、某个数位满足某种条件的数等等,其中各个数位数字可以相同的问题通常借助乘法原理分步解决,各个数位数字不相同通常是与排列相关的问题.由 、、、、 这五个数字可组成多少个无重复数字的五位数?解:首位不能是 ,有 种,后四位数有 种排列,所以这五个数可以组成 个无重复的五位数.012340C 14A 44=96C 14A 44用数字 、 组成四位数,且数字 、 至少都出现一次,这样的四位数共有______个(用数字作答).解:因为四位数的每个数位上都有两种可能性,其中四个数字全是 或 的情况不合题意,所以符合题意的四位数有 个.23231423−2=1424从 , 中选一个数字,从 、、 中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为( )A. B. C. D.解:B当选 时,先从 、、 中选 个数字有 种方法,然后从选中的 个数字中选 个排在末位有 种方法,剩余 个数字排在首位,共有 种方法;当选 时,先从 、、 中选 个数字有 种方法,然后从选中的 个数字中选 个排在末位有 种方法,其余 个数字全排列,共有 种方法.依分类加法计数原理知共有 个奇数.02135241812601352C 2321C 121=6C 23C 1221352C 2321C 122=12C 23C 12A 226+12=18用 , ,, , , 这 个数字,可以组成______个大于 且小于 的012345630005421描述:例题:2.条件排列模型计算满足某些限制条件的排列的个数,常见的如相邻问题、不相邻问题、某位置不能排某人、某人只能或不能排在某些位置的问题等等.不重复的四位数.解:分四类:①千位数字为 , 之一时,百十个位数只要不重复即可,有 (个);②千位数字为 ,百位数字为 ,,, 之一时,共有 (个);③千位数字是 ,百位数字是 ,十位数字是 , 之一时,共有 (个);④最后还有 也满足条件.所以,所求四位数共有 (个).175342=120A 3550123=48A 14A 245401=6A 12A 135420120+48+6+1=175 名男生, 名女生,按照不同的要求排队,求不同的排队方案的方法种数.(1)全体站成一排,其中甲只能在中间或两端;(2)全体站成一排,男生必须排在一起;(3)全体站成一排,甲、乙不能相邻.解:(1)先考虑甲的位置,有 种方法,再考虑其余 人的位置,有 种方法.故有种方法;(2)(捆绑法)男生必须站在一起,即把 名男生进行全排列,有 种排法,与 名女生组成 个元素全排列,故有 种不同的排法;(3)(插空法)甲、乙不能相邻,先把剩余的 名同学全排列,有 种排法,然后将甲、乙分别插到 个空中,有 种排法,故有 种不同的排法.34A 136A 66=2160A 13A 663A 3345=720A 33A 555A 556A 26=3600A 55A 26有甲、乙、丙在内的 个人排成一排照相,其中甲和乙必须相邻,丙不排在两头,则这样的排法共有______种.解:甲和乙必须相邻,可将甲、乙捆绑,看成一个元素,与丙除外的另三个元素构成四个元素,自由排列,有 种方法;丙不排在两头,可对丙插空,插四个元素生成的中间的三个空中的任何一个,有 种方法;最后甲、乙两人的排法有 种方法.综上,总共有 种排法.6144A 44A 13A 22=144A 44A 13A 22 把椅子摆成一排, 人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( )A. B. C. D.解:D“不相邻”应该用“插空法”,三个空椅子,形成 个空,三个坐人的椅子插入空中,因为人不同,所以需排序,所以有 种不同坐法.6314412072244=24A 34某一天的课程表要排入政治、语文、数学、物理、体育、美术共六节课,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,那么共有多少种不同课程的排法?解:法一: 门课程总的排法是 种,其中不符合要求的可分为:体育排在第一节有 种排法,数学排在最后一节有 种排法,但这两种方法,都包括体育在第一节,数学排在最后一节,这种情况有 种排法,因此符合条件的排法应是: 种.法二:① 体育、数学即不排在第一节也不排在最后一节,这种情况有 种排法;② 数学6A 66A 55A 55A 44−2+=504A 66A 55A 44⋅A 24A 44⋅144种颜色可供选择,则不同的着色方法共有______种.(以数字作答)72种花,且相邻的96高考不提分,赔付1万元,关注快乐学了解详情。