高中数学排列组合
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排列组合公式排列定义从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个的无重排列;排列的全体组成的集合用 Pn,r表示;排列的个数用Pn,r表示;当r=n时称为全排列;一般不说可重即无重;可重排列的相应记号为Pn,r,Pn,r;组合定义从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n个中取r个的无重组合;组合的全体组成的集合用Cn,r表示,组合的个数用Cn,r表示,对应于可重组合有记号Cn,r,Cn,r;一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于1从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;2限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词特别是逻辑关联词和量词准确理解;3计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;4计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力;二、两个基本计数原理及应用1加法原理和分类计数法1.加法原理2.加法原理的集合形式3.分类的要求每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同即分类不重;完成此任务的任何一种方法,都属于某一类即分类不漏2乘法原理和分步计数法1.乘法原理2.合理分步的要求任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的六位数集合A为数字不重复的九位数的集合,SA=9集合B为数字不重复的六位数的集合;把集合A分为子集的集合,规则为前6位数相同的元素构成一个子集;显然各子集没有共同元素;每个子集元素的个数,等于剩余的3个数的全排列,即3这时集合B的元素与A的子集存在一一对应关系,则SA=SB3SB=9/3这就是我们用以前的方法求出的P9,6例2:从编号为1-9的队员中选6人组成一个队,问有多少种选法设不同选法构成的集合为C,集合B为数字不重复的六位数的集合;把集合B分为子集的集合,规则为全部由相同数字组成的数组成一个子集,则每个子集都是某6个数的全排列,即每个子集有6个元素;这时集合C的元素与B的子集存在一一对应关系,则SB=SC6SC=9/3/6这就是我们用以前的方法求出的C9,6以上都是简单的例子,似乎不用弄得这么复杂;但是集合的观念才是排列组合公式的来源,也是对公式更深刻的认识;大家可能没有意识到,在我们平时数物品的数量时,说1,2,3,4,5,一共有5个,这时我们就是在把物品的集合与集合1,2,3,4,5建立一一对应的关系,正是因为物品数量与集合1, 2,3,4,5的元素个数相等,所以我们才说物品共有5个;我写这篇文章的目的是把这些潜在的思路变得清晰,从而能用它解决更复杂的问题;例3:9个人坐成一圈,问不同坐法有多少种9个人排成一排,不同排法有9种,对应集合为前面的集合A9个人坐成一圈的不同之处在于,没有起点和终点之分;设集合D为坐成一圈的坐法的集合;以任何人为起点,把圈展开成直线,在集合A中都对应不同元素,但在集合D中相当于同一种坐法,所以集合D中每个元素对应集合A中9个元素,所以SD=9/9我在另一篇帖子中说的方法是先固定一个人,再排其他人,结果为8;这个方法实际上是找到了一种集合A与集合D之间的对应关系;用集合的思路解决问题的关键就是寻找集合之间的对应关系,使一个集合的子集与另一个集合的元素形成一一对应的关系;例4:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的九位数,但要求1排在2前面,求符合要求的九位数的个数;集合A为9个数的全排列,把集合A分为两个集合B、C,集合B中1排在2前面,集合C中1排在2后面;则SB+SC=SA在集合B、C之间建立以下对应关系:集合B中任一元素1和2位置对调形成的数字,对应集合C中相同数字;则这个对应关系为一一对应;因此SB=SC=9/2以同样的思路可解出下题:从1、2、3…,9这九个数中选出3个不同的数作为函数y=axx+bx+c的系数,且要求a>b>c,问这样的函数共有多少个例5:M个球装入N个盒子的不同装法,盒子按顺序排列;这题我们已经讨论过了,我再用更形象的方法说说;假设我们把M个球用细线连成一排,再用N-1把刀去砍断细线,就可以把M个球按顺序分为N组;则M个球装入N个盒子的每一种装法都对应一种砍线的方法;而砍线的方法等于M个球与N-1把刀的排列方式如两把刀排在一起,就表示相应的盒子里球数为0;所以方法总数为CM+N-1,N-1例6:7人坐成一排照像, 其中甲、乙、丙三人的顺序不能改变且不相邻, 则共有________排法.解:甲、乙、丙三人把其他四人分为四部分,设四部分人数分别为X1,X2,X3,X4,其中X1,X4=0,X2,X30先把其余4人看作一样,则不同排法为方程X1+X2+X3+X4=4的解的个数,令X2=Y2+1,X3=Y3+1化为求X1+Y2+Y3+X4=2的非负整数解的个数,这与把2个球装入4个盒子的方法一一对应,个数为C5,3=10由于其余四人是不同的人,所以以上每种排法都对应4个人的全排列4,所以不同排法共有C5,34=240种;。
高中数学排列组合公式大全_高中数学排列组合重点知识1.排列及计算公式从n个不同元素中,任取mm≤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;从n个不同元素中取出mm≤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 pn,m表示.pn,m=nn-1n-2……n-m+1= n!/n-m!规定0!=1.2.组合及计算公式从n个不同元素中,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;从n个不同元素中取出mm≤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cn,m 表示.cn,m=pn,m/m!=n!/n-m!*m!;cn,m=cn,n-m;3.其他排列与组合公式从n个元素中取出r个元素的循环排列数=pn,r/r=n!/rn-r!.n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为n!/n1!*n2!*...*nk!.k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为cm+k-1,m.排列Pnmn为下标,m为上标Pnm=n×n-1....n-m+1;Pnm=n!/n-m!注:!是阶乘符号;Pnn两个n分别为上标和下标=n!;0!=1;Pn1n为下标1为上标=n组合Cnmn为下标,m为上标Cnm=Pnm/Pmm ;Cnm=n!/m!n-m!;Cnn两个n分别为上标和下标 =1 ;Cn1n为下标1为上标=n;Cnm=Cnn-m加法乘法两原理,贯穿始终的法则。
与序无关是组合,要求有序是排列。
两个公式两性质,两种思想和方法。
归纳出排列组合,应用问题须转化。
排列组合在一起,先选后排是常理。
特殊元素和位置,首先注意多考虑。
不重不漏多思考,捆绑插空是技巧。
排列组合恒等式,定义证明建模试。
关于二项式定理,中国杨辉三角形。
两条性质两公式,函数赋值变换式。
1.计数原理知识点①乘法原理:N=n1·n2·n3·…nM 分步②加法原理:N=n1+n2+n3+…+nM 分类2. 排列有序与组合无序Anm=nn-1n-2n-3…n-m+1=n!/n-m! Ann =n!Cnm = n!/n-m!m!Cnm= Cnn-m Cnm+Cnm+1= Cn+1m+1 k•k!=k+1!-k!3.排列组合混合题的解题原则:先选后排,先分再排排列组合题的主要解题方法:优先法:以元素为主,应先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素. 以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置.捆绑法集团元素法,把某些必须在一起的元素视为一个整体考虑插空法解决相间问题间接法和去杂法等等在求解排列与组合应用问题时,应注意:1把具体问题转化或归结为排列或组合问题;2通过分析确定运用分类计数原理还是分步计数原理;3分析题目条件,避免“选取”时重复和遗漏;4列出式子计算和作答.经常运用的数学思想是:①分类讨论思想;②转化思想;③对称思想.4.二项式定理知识点:①a+bn=Cn0ax+Cn1an-1b1+ Cn2an-2b2+ Cn3an-3b3+…+ Cnran-rbr+…+ Cn n-1abn-1+ Cnnbn特别地:1+xn=1+Cn1x+Cn2x2+…+Cnrxr+…+Cnnxn②主要性质和主要结论:对称性Cnm=Cnn-m最大二项式系数在中间。
排列组合
一、排列
1. 定义
(1)从n个不同元素中取出m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个元素的一排列。
(2)从n个不同元素中取出m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,记为Amn。
2. 排列数的公式与性质
排列数的公式:Amn=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)
特例:当m=n时,Amn=n!=n(n-1)(n-2) (321)
规定:0!=1
二、组合
1. 定义
(1)从n个不同元素中取出m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。
(2)从n个不同元素中取出m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Cmn表示。
2. 比较与鉴别
由排列与组合的定义知,获得一个排列需要“取出元素”和“对取出元素按一定顺序排成一列”两个过程,而获得一个组合只需要“取出元素”,不管怎样的顺序并成一组这一个步骤。
排列与组合的区别在于组合仅与选取的元素有关,而排列不仅与选取的元素有关,而且还与取出元素的顺序有关。
因此,所给问题是否与取出元素的顺序有关,是判断这一问题是排列问题还是组合问题的理论依据。
高中数学排列组合相关公式第一篇:排列组合基本概念和公式排列和组合是数学中的重要概念,属于初中和高中数学中的基础知识。
这两个概念通常用于处理有关选择或安排事物的问题。
排列:从n个不同的元素中任选r个元素排成一列,称为从n个不同元素中选r个元素的排列。
排列的基本公式如下:An^r = n(n-1)(n-2) …… (n-r+1)其中An^r表示从n个不同的元素中任选r个元素排成一列的方案数。
例如,从5个不同的元素中任选3个元素排成一列,即为5选3的排列。
根据排列的基本公式,5选3的排列数为An^r=5×4×3=60。
组合:从n个不同的元素中任选r个元素,不考虑元素之间的顺序,称为从n个不同元素中选r个元素的组合。
组合的基本公式如下:Cn^r = n!/r!(n-r)!其中Cn^r表示从n个不同的元素中任选r个元素的组合方案数。
n!表示n的阶乘,即n×(n-1)×(n-2)×……×2×1。
例如,从5个不同的元素中任选3个元素的组合数,即为5选3的组合。
根据组合的基本公式,5选3的组合数为C5^3=5!/(3!2!)=10。
排列和组合的关系:排列和组合有很多类似的性质,但是也有不同点。
其中最重要的一点是:一个排列中,每个元素的位置不同,导致不同的排列。
而在一个组合中,元素之间是不考虑顺序的,所以如果元素相同,不同的顺序算作同一种组合。
第二篇:排列组合的应用排列组合在数学中有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的例子。
1. 生日问题如果有23个人在一起,那么至少有两个人生日相同的概率是多少?将每一个人的生日当做一个元素,一共有365个不同的生日(不考虑闰年的情况)。
这时我们要求的其实是在这23个人中选取2个或2个以上有相同生日的概率,也就是不出现任何两个人生日相同的概率。
按照组合的计算方法,我们可以得到不出现任何两个人生日相同的概率为:P = C365^23/365^23 ≈ 0.493所以至少有两个人生日相同的概率为:1-P ≈ 0.5072. 球队比赛现在有5个球队进行比赛,每个球队需要和其他球队各打一场比赛,问总共需要打几场?我们可以将这个问题看作是5个不同的元素进行排列组合。
排列组合公式排列组合计算公式高中数学Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】排列组合公式/排列组合计算公式公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。
公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。
N-元素的总个数R参与选择的元素个数!-阶乘,如9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1从N倒数r个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);因为从n到(n-r+1)个数为n-(n-r+1)=r举例:Q1:有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个三位数A1: 123和213是两个不同的排列数。
即对排列顺序有要求的,既属于“排列P”计算范畴。
上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现988,997之类的组合,我们可以这么看,百位数有9种可能,十位数则应该有9-1种可能,个位数则应该只有9-1-1种可能,最终共有9*8*7个三位数。
计算公式=P(3,9)=9*8*7,(从9倒数3个的乘积)Q2: 有从1到9共计9个号码球,请问,如果三个一组,代表“三国联盟”,可以组合成多少个“三国联盟”A2: 213组合和312组合,代表同一个组合,只要有三个号码球在一起即可。
即不要求顺序的,属于“组合C”计算范畴。
上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重复的个数即为最终组合数C(3,9)=9*8*7/3*2*1排列、组合的概念和公式典型例题分析例1设有3名学生和4个课外小组.(1)每名学生都只参加一个课外小组;(2)每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加.各有多少种不同方法解(1)由于每名学生都可以参加4个课外小组中的任何一个,而不限制每个课外小组的人数,因此共有种不同方法.(2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加,因此共有种不同方法.点评由于要让3名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进行计算.例2 排成一行,其中不排第一,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少种解依题意,符合要求的排法可分为第一个排、、中的某一个,共3类,每一类中不同排法可采用画“树图”的方式逐一排出:∴ 符合题意的不同排法共有9种.点评按照分“类”的思路,本题应用了加法原理.为把握不同排法的规律,“树图”是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计数问题的一种数学模型.例3判断下列问题是排列问题还是组合问题并计算出结果.(1)高三年级学生会有11人:①每两人互通一封信,共通了多少封信②每两人互握了一次手,共握了多少次手(2)高二年级数学课外小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法②从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法(3)有2,3,5,7,11,13,17,19八个质数:①从中任取两个数求它们的商可以有多少种不同的商②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积(4)有8盆花:①从中选出2盆分别给甲乙两人每人一盆,有多少种不同的选法②从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法分析(1)①由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其他类似分析.(1)①是排列问题,共用了封信;②是组合问题,共需握手(次).(2)①是排列问题,共有(种)不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法.(3)①是排列问题,共有种不同的商;②是组合问题,共有种不同的积.(4)①是排列问题,共有种不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法.例4证明.证明左式右式.∴ 等式成立.点评这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质,可使变形过程得以简化.例5 化简.解法一原式解法二原式点评解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化.例6 解方程:(1);(2).解(1)原方程解得.(2)原方程可变为∵ ,,∴ 原方程可化为.即,解得第六章排列组合、二项式定理一、考纲要求1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单的问题.2.理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合数的性质,并能用它们解决一些简单的问题.3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一些简单问题.二、知识结构三、知识点、能力点提示(一)加法原理乘法原理说明加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原理为处理排列、组合中有关问题提供了理论根据.例15位高中毕业生,准备报考3所高等院校,每人报且只报一所,不同的报名方法共有多少种解:5个学生中每人都可以在3所高等院校中任选一所报名,因而每个学生都有3种不同的报名方法,根据乘法原理,得到不同报名方法总共有3×3×3×3×3=35(种)(二)排列、排列数公式说明排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为独特,它研究的对象以及研究问题的方法都和前面掌握的知识不同,内容抽象,解题方法比较灵活,历届高考主要考查排列的应用题,都是选择题或填空题考查.例2由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中小于50 000的偶数共有()个个个个解因为要求是偶数,个位数只能是2或4的排法有P12;小于50 000的五位数,万位只能是1、3或2、4中剩下的一个的排法有P13;在首末两位数排定后,中间3个位数的排法有P33,得P13P33P12=36(个)由此可知此题应选C.例3将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格里,每格填一个数字,则每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有多少种解:将数字1填入第2方格,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填法有3种,即214 3,3142,4123;同样将数字1填入第3方格,也对应着3种填法;将数字1填入第4方格,也对应3种填法,因此共有填法为3P13=9(种).例四例五可能有问题,等思考三)组合、组合数公式、组合数的两个性质说明历届高考均有这方面的题目出现,主要考查排列组合的应用题,且基本上都是由选择题或填空题考查.例4从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型与乙型电视机各1台,则不同的取法共有()种种种种解:抽出的3台电视机中甲型1台乙型2台的取法有C14·C25种;甲型2台乙型1台的取法有C24·C15种根据加法原理可得总的取法有C24·C25+C24·C15=40+30=70(种 )可知此题应选C.例5甲、乙、丙、丁四个公司承包8项工程,甲公司承包3项,乙公司承包1 项,丙、丁公司各承包2项,问共有多少种承包方式解:甲公司从8项工程中选出3项工程的方式 C38种;乙公司从甲公司挑选后余下的5项工程中选出1项工程的方式有C15种;丙公司从甲乙两公司挑选后余下的4项工程中选出2项工程的方式有C24种;丁公司从甲、乙、丙三个公司挑选后余下的2项工程中选出2项工程的方式有C 22种.根据乘法原理可得承包方式的种数有C 38×C 15×C 24×C 22= ×1=1680(种). (四)二项式定理、二项展开式的性质说明二项式定理揭示了二项式的正整数次幂的展开法则,在数学中它是常用的基础知识 ,从1985年至1998年历届高考均有这方面的题目出现,主要考查二项展开式中通项公式等,题型主要为选择题或填空题. 例6在(x- )10的展开式中,x 6的系数是()解设(x- )10的展开式中第γ+1项含x 6, 因T γ+1=C γ10x 10-γ(- )γ,10-γ=6,γ=4于是展开式中第5项含x 6,第5项系数是C 410(- )4=9C 410 故此题应选D.例7(x-1)-(x-1)2+(x-1)3-(x-1)+(x-1)5的展开式中的x 2的系数等于解:此题可视为首项为x-1,公比为-(x-1)的等比数列的前5项的和,则其和为 在(x-1)6中含x 3的项是C 36x 3(-1)3=-20x 3,因此展开式中x 2的系数是-2 0. (五)综合例题赏析例8若(2x+ )4=a 0+a 1x+a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则(a 0+a 2+a 4)2-(a 1+a 3)2的值为()解:A.例92名医生和4名护士被分配到2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() 种种种种解分医生的方法有P 22=2种,分护士方法有C 24=6种,所以共有6×2=12种不同的分配方法。
高中数学:排列组合问题的类型及解答排列组合问题题型多样,思路灵活,不易掌握。
实践证明,备考有效的方法是题型与解法归类,识别模式,熟练运用。
一、相邻问题捆绑法例1 6名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的不同排法有()种A. 720B. 360C. 240D. 120解:因甲、乙两人要排在一起,故将甲、乙两人捆在一起视作一人,与其余四人进行全排列有种排法;甲、乙两人之间有种排法。
由分步计数原理可知,共有=240种不同排法,选C。
说明:从上述解法可以看出,所谓“捆绑法”,就是在解决对于某几个元素相邻的问题时,可整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。
二、相离问题插空法例2 要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,有多少不同的排法?(只要求写出式子,不必计算)解:先将6个歌唱节目排好,其不同的排法为种;这6个歌唱节目的空隙及两端共7个位置中再排4个舞蹈节目,有种排法。
由分步计数原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为种。
说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开。
此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法。
三、定序问题缩倍法例 3 信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号。
现有3面红旗、2面白旗,把这5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是__________(用数字作答)。
解:5面旗全排列有种挂法,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能算作一次的挂法,故共有不同的信号种数是=10(种)。
说明:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定顺序称为定序问题。
这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便快捷。
四、标号排位问题分步法例 4 同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡的分配方式有()A. 6种B. 9种C. 11种D. 23种解:此题可以看成是将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,且每个方格的标号与所填数不同的填法问题。
排列组合公式排列组合是组合学最基本的概念。
所谓排列,就是指从给定个数的元素中取出指定个数的元素进行排序。
组合则是指从给定个数的元素中仅仅取出指定个数的元素,不考虑排序。
排列组合的中心问题是研究给定要求的排列和组合可能出现的情况总数。
排列组合与古典概率论关系密切。
定义及公式排列的定义及其计算公式:从n个不同元素中,任取m(m≤n,m与n均为自然数,下同)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;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 A(n,m)表示。
A(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)! 此外规定0!=1组合的定义及其计算公式: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 C(n,m) 表示。
C(n,m)=A(n,m)∧2/m!=A(n,m)/m!;C(n,m)=C(m-n,m)。
(其中m≥n) 其他排列与组合公式从n个元素中取出m个元素的循环排列数=A(n,m)/m=n!/m(n-m)!. n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为 n!/(n1!×n2!×...×nk!). k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为C(m+k-1,m)。
符号 C-Combination 组合数 A-Arrangement 排列数(在旧教材为P-Permutation) N-元素的总个数 M-参与选择的元素个数!-阶乘基本计数原理⑴加法原理和分类计数法⒈加法原理:做一件事,完成它可以有n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+m3+…+mn种不同方法。
高中数学排列组合总结及例题解析内容总结:一.基本原理1.加法原理:做一件事有n 类办法,则完成这件事的方法数等于各类方法数相加。
2.乘法原理:做一件事分n 步完成,则完成这件事的方法数等于各步方法数相乘。
注:做一件事时,元素或位置允许重复使用,求方法数时常用基本原理求解。
二.排列:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个元素,按照一定的顺序排成一.m n mn A 有排列的个数记为个元素的一个排列,所个不同元素中取出列,叫做从1.公式:1.()()()()!!121m n n m n n n n A mn -=+---=…… 2. 规定:0!1= (1)!(1)!,(1)!(1)!n n n n n n =⨯-+⨯=+(2) ![(1)1]!(1)!!(1)!!n n n n n n n n n ⨯=+-⨯=+⨯-=+-; (3)111111(1)!(1)!(1)!(1)!!(1)!n n n n n n n n n +-+==-=-+++++ 三.组合:从n 个不同元素中任取m (m ≤n )个元素并组成一组,叫做从n 个不同的m 元素中任取 m 个元素的组合数,记作 Cn 。
1. 公式: ()()()C A A n n n m m n m n m n mn m m m==--+=-11……!!!! 10=n C 规定:组合数性质:.2 nn n n n m n m n m n m n n m n C C C C C C C C 21011=+++=+=+--……,,①;②;③;④11112111212211r r r r r r r r r r r rr r r r r r n n r r r n n r r n n n C C C C C C C C C C C C C C C +++++-+++-++-+++++=++++=+++=注:若12m m 1212m =m m +m n nn C C ==则或 四、二项式定理.1. ⑴二项式定理:n n 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 r n 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 rr n 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:1314201022-=++=+++=+++n n n n n n n n n n n C C C C C C C C典例分类讲解:一、合理分类与准确分步法(利用计数原理)解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
高中数学《排列组合》教案设计【教案目标】1.知识目标(1)能够熟练判断所研究问题是否是排列或组合问题;(2)进一步熟悉排列数、组合数公式的计算技能;(3)熟练应用排列组合问题常见解题方法;(4)进一步增强分析、解决排列、组合应用题的能力。
2.能力目标认清题目的本质,排除非数学因素的干扰,抓住问题的主要矛盾,注重不同题目之间解题方法的联系,化解矛盾,并要注重解题方法的归纳与总结,真正提高分析、解决问题的能力。
3.德育目标(1)用联系的观点看问题;(2)认识事物在一定条件下的相互转化;(3)解决问题能抓住问题的本质。
【教案重点】:排列数与组合数公式的应用【教案难点】:解题思路的分析【教案策略】:以学生自主探究为主,教师在必要时给予指导和提示,学生的学习活动采用自主探索和小组协作讨论相结合的方法。
【媒体选用】:学生在计算机网络教室通过专题学习网站,利用网络资源(如在线测度等)进行自主探索和研究.【教案过程】一、知识要点精析(一)基本原理1.分类计数原理2。
分步计数原理3。
两个原理的区别在于一个与分类有关,一个与分步有关即“联斥性”:(1)对于加法原理有以下三点:①“斥”——互斥独立事件;②模式:“做事”——“分类”——“加法”③关键:抓住分类的标准进行恰当地分类,要使分类既不遗漏也不重复。
(2)对于乘法原理有以下三点:①“联”——相依事件;②模式:“做事”—-“分步”——“乘法"③关键:抓住特点进行分步,要正确设计分步的程序使每步之间既互相联系又彼此独立.(二)排列1.排列定义2.排列数定义3.排列数公式(三)组合1.组合定义2.组合数定义3.组合数公式4.组合数的两个性质(四)排列与组合的应用1。
排列的应用问题(1)无限制条件的简单排列应用问题,可直接用公式求解。
(2)有限制条件的排列问题,可根据具体的限制条件,用“直接法”或“间接法"求解。
2.组合的应用问题(1)无限制条件的简单组合应用问题,可直接用公式求解.(2)有限制条件的组合问题,可根据具体的限制条件,用“直接法”或“间接法"求解.3.排列、组合的综合问题排列组合的综合问题,主要是排列组合的混合题,解题的思路是先解决组合问题,然后再讨论排列问题。
高中数学排列组合知识点总结排列组合是高中数学中的一个重要概念,涉及到数学中的选择、排列和组合等问题。
在解决实际问题中,排列组合常常能够提供有效的理论框架和计算方法。
本文将对高中数学中的排列组合知识点进行总结,帮助读者更好地理解和应用这一内容。
一、基本概念在开始讨论排列组合知识点之前,先来明确一些基本概念。
1.排列(Permutation)指的是从给定的一组元素中选出若干个元素按照一定的顺序进行排列。
2.组合(Combination)指的是从给定的一组元素中选出若干个元素进行组合,不考虑其顺序。
二、排列计算1.排列定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素进行排列,称为从n个不同元素中取出m个元素的排列。
记作A(n,m)或P(n,m)。
2.排列计算公式:A(n,m) = n! / (n-m)!其中,n!表示n的阶乘,表示从1到n的所有正整数相乘。
三、组合计算1.组合定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素进行组合,称为从n个不同元素中取出m个元素的组合。
记作C(n,m)。
2.组合计算公式:C(n,m) = n! / (m! * (n-m)!)四、问题求解1.排列问题求解步骤:a.明确问题的条件和要求;b.根据问题的条件和要求确定排列的范围和规模;c.根据排列计算公式进行计算;d.根据问题的要求进行答案的整理和归纳。
2.组合问题求解步骤:a.明确问题的条件和要求;b.根据问题的条件和要求确定组合的范围和规模;c.根据组合计算公式进行计算;d.根据问题的要求进行答案的整理和归纳。
五、常见问题类型1.选择问题:从给定的选项中选择若干个进行排列或组合。
2.分组问题:将一组元素进行分组排列或组合。
3.座位问题:将若干个人或物品按不同的排列规则安排座位。
4.商业问题:涉及到商品的排列和组合。
5.应用问题:将排列组合运用到实际生活和科学研究中。
六、应用示例1.案例一:某队伍有7名运动员,其中需要选出3名队员参加比赛,有多少种不同的选择方式?解答:根据组合计算公式C(7,3),可以得到答案为35种。
竞赛讲座19-排列、组合、二项式定理基础知识1.排列组合题的求解策略(1)排除:对有限条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况排除,这是解决排列组合题的常用策略.(2)分类与分步有些问题的处理可分成若干类,用加法原理,要注意每两类的交集为空集,所有各类的并集是全集;有些问题的处理分成几个步骤,把各个步骤的方法数相乘,即得总的方法数,这是乘法原理.(3)对称思想:两类情形出现的机会均等,可用总数取半得每种情形的方法数.(4)插空:某些元素不能相邻或某些元素在特殊位置时可采用插空法.即先安排好没有限制条件的元素,然后将有限制条件的元素按要求插入到排好的元素之间.(5)捆绑:把相邻的若干特殊元素“捆绑”为一个“大元素”,然后与其它“普通元素”全排列,然后再“松绑”,将这些特殊元素在这些位置上全排列.(6)隔板模型:对于将不可辨的球装入可辨的盒子中,求装的方法数,常用隔板模型.如将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成的11个缝隙中任意插入3块隔板,把球分成4堆,分别装入4个不同的盒子中的方法数应为311C ,这也就是方程12=+++d c b a 的正整数解的个数.2.圆排列(1)由},,,,{321n a a a a A =的n 个元素中,每次取出r 个元素排在一个圆环上,叫做一个圆排列(或叫环状排列).(2)圆排列有三个特点:(i )无头无尾;(ii )按照同一方向转换后仍是同一排列;(iii )两个圆排列只有在元素不同或者元素虽然相同,但元素之间的顺序不同,才是不同的圆排列.(3)定理:在},,,,{321n a a a a A =的n 个元素中,每次取出r 个不同的元素进行圆排列,圆排列数为rP r n . 3.可重排列允许元素重复出现的排列,叫做有重复的排列.在m 个不同的元素中,每次取出n 个元素,元素可以重复出现,按照一定的顺序那么第一、第二、…、第n 位是的选取元素的方法都是m 种,所以从m 个不同的元素中,每次取出n 个元素的可重复的排列数为n m .4.不尽相异元素的全排列如果n 个元素中,有1p 个元素相同,又有2p 个元素相同,…,又有s p 个元素相同(n p p p s ≤+++ 21),这n 个元素全部取的排列叫做不尽相异的n 个元素的全排列,它的排列数是!!!!21s p p p n ⋅⋅⋅5.可重组合(1)从n 个元素,每次取出p 个元素,允许所取的元素重复出现p ,,2,1 次的组合叫从n 个元素取出p 个有重复的组合.(2)定理:从n 个元素每次取出p 个元素有重复的组合数为:r p n p n C H )1(-+=.6.二项式定理(1)二项式定理∑=-=+n k k k n k n n b a Cb a 0)((*N n ∈). (2)二项开展式共有1+n 项.(3)r r n r n r b a C T -+=1(n r ≤≤0)叫做二项开展式的通项,这是开展式的第1+r 项.(4)二项开展式中首末两端等距离的两项的二项式系数相等.(5)如果二项式的幂指数n 是偶数,则中间一项的二项式系数2n n C 最大;如果n 是奇数,则中间两项的二项式系数21-n n C 与21+n n C 最大.(6)二项式开展式中奇数项的二项式系数之和等于偶数项系数之和,即+++=+++531420n n n n n n C C C C C C7.数学竞赛中涉及二项式定理的题型及解决问题的方法二项式定理,由于结构复杂,多年来在高考中未能充分展示应有的知识地位,而数学竞赛的命题者却对其情有独钟.(1)利用二项式定理判断整除问题:往往需要构造对偶式;(2)处理整除性问题:构造对偶式或利用与递推式的结合;(3)求证不等式:通过二项式展开,取展开式中的若干项进行放缩;(4)综合其他知识解决某些综合问题:有些较复杂的问题看似与二项式定理无关,其实通过观察、分析题目的特征,联想构造合适的二项式模型,便可使问题迅速解决.例题分析例1.数1447,1005,1231有某些共同点,即每个数都是首位为1的四位数,且每个四位数中恰有两个数字相同,这样的四位数共有多少个?例2.有多少个能被3整除而又含有数字6的五位数?例3.有n 2个人参加收发电报培训,每两人结为一对互发互收,有多少种不同的结对方式?例4.将1+n 个不同的小球放入n 个不同的盒子中,要使每个盒子都不空,共有多少种放法?例5.在正方体的8个顶点,12条棱的中点,6个面的中心及正方体的中心共27个点中,共线的三点组的个数是多少个?例6.用8个数字1,1,7,7,8,8,9,9可以组成不同的四位数有多少个?例7.用E D C B A ,,,,五种颜色给正方体的各个面涂色,并使相邻面必须涂不同的颜色,共有多少种不同的涂色方式?例8.某种产品有4只次品和6只正品(每只产品可区分),每次取一只测试,直到4只次品全部测出为止.求最后一只次品在第五次测试时被发现的不同情形有多少种?例9.在平面上给出5个点,连结这些点的直线互不平行,互不重合,也互不垂直,过每点向其余四点的连线作垂线,求这此垂线的交点最多能有多少个?例10。
.8位政治家举行圆桌会议,两位互为政敌的政治家不愿相邻,其入坐方法有多少种?例11.某城市有6条南北走向的街道,5条东西走向的街道.如果有人从城南北角(图A 点)走到东南角中B 点最短的走法有多少种?例12.用4个1号球,3个2号球,2个3号球摇出一个9位的奖号,共有多少种可能的号码?例13.将r 个相同的小球,放入n 个不同的盒子(n r ≥).(1)有多少种不同的放法?(2)如果不允许空盒应有多少种不同的放法?例14.8个女孩和25个男孩围成一圈,任意两个女孩之间至少站着两个男孩.(只要把圆旋转一下就重合的排列认为是相同的)例15.设1990=n ,求)333331(211990995198899463422n n n n n n C C C C C -++-+- 的值. 例16.当*N n ∈时,)73(+的整数部分是奇数还是偶数?证明你的结论.例17.已知数列 ,,,,3210a a a a (00≠a )满足:),3,2,1(211 ==++-i a a a i i i 求证:对于任意正整数n ,n n n n n n n n n n n n x C a x x C a x x C a x C a x p +-++-+-=----)1()1()1()(11111100 是一次多项式或零次多项式.例18.若a m r +=++12)25((10,,*<<∈a N m r ),求证:1)(=+a m a . 例19.设8219)22015()22015(+++=x 的整数部分,求x 的个数数字.例20.已知b a 2)21(100+=+(N b a ∈,)求ab 的个位数字.例21.试证大于n 2)31(+的最小整数能被12+n 整除(N n ∈).例22.求证:对任意的正整数n ,不等式n n n n n n )12()2()12(-+≥+.例23.设+∈R b a ,,且111=+ba .求证对于每个N n ∈,都有 1222)(+-≥--+n n n n nb a b a训练题1.8次射击,命中3次,其中愉有2次连续命中的情形共有( )种(A )15 (B )30 (C )48 (D )602.在某次乒乓球单打比赛中,原计划每两名选手恰比赛一场,但有3名选手各比赛了2场之后就退出了,这样,全部比赛只进行了50场。
那么,在上述3名选手之间比赛的场数是( )(A )0 (B )1 (C )2 (D )33.若10002)1(x x ++的展开式为200020002210x a x a x a a ++++ ,则19989630a a a a a +++++ 的值为(A )3333 (B )6663 (C )9993 (D )200134.某人从楼下到楼上要走11级楼梯,每步可走1级或2级,不同的走法有( )种(A )144 (B )121 (C )64 (D )815.从7名男乒乓球队员,5名女乒乓球队员中选出4名进行男女混合双打,不同的分组方法有( )种(A )25272C C (B )25274C C (C )2527P P (D )2527C C6.有5分、1角、5角的人民币各2枚、3张、9张,可组成的不同币值(非0)有( )种(A )79 (B )80 (C )88 (D )897.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数中取出3个数,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有________种8. 把6)67(-写成N N -+1的形式,为N 自然数,则N = .9.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,那么,这样的直线的条数是______.10.设ABCDEF 为正六边形,一只青蛙开始在顶点A 处,它每次可随意地跳到相邻两顶点之一.若在5次之内跳到D 点,则停止跳动;若5次之内不能到达D 点,则跳完5次也停止跳动,那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法共 种.11.如果:(1)a ,b ,c ,d 都属于{1,2,3,4};(2)a ≠b ,b ≠c ,c ≠d ,d ≠a ;(3)a 是a ,b ,c ,d 中的最小值,那么,可以组成的不同的四位数abcd 的个数是_________.12.在一个正六边形的六个区域种植观赏植物,要求同一块中种同一种植物,相邻的两块种不同的植物。
现有4种不同的植物可供选择,则有 种载种方案.13.10人围圆桌而,如果甲、乙二人中间相隔4人,有 种坐法.14.20001991除以610的余数是 . 15.设12)725(++n 的展开中,用I 记它的整数部分,F 记它的小数部分.求证:F F I )(+是一定值.16.从19,,3,2,1 中,按从小到大的顺序选取4321,,,a a a a 四个数,使得212≥-a a ,323≥-a a ,434≥-a a .问符合上要求的不同取法有多少种?17.8人围张一张圆桌,其中A 、B 两人不得相邻,而B 、C 两人以必须相邻的不同围坐方式有多少种?18.4对夫妇去看电影,8人坐成一排.若每位女性的邻座只能丈夫或另外的女性,共有多少种坐法?19.求证:21212-⋅>+++n n n n n n C C C .20.设2≥n ,N n ∈,0>+b a ,b a ≠.求证:n n n n b a b a )()(21+>+-.。