高中数学选修23第一章计数原理2排列《排列》教学设计
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高中数学排列的教案教学目标:1. 了解排列的定义和性质。
2. 掌握排列的计算方法。
3. 能够应用排列解决实际问题。
教学重点:1. 排列的定义。
2. 排列的计算公式。
3. 排列的实际应用。
教学难点:1. 排列的组合计算。
2. 排列的应用题解决。
教学过程:一、导入教学(5分钟)通过一个生活中的例子引入排列的概念,让学生了解排列是指一组事物按照一定规律排列的方式。
二、讲解排列的定义和性质(15分钟)1. 讲解排列的定义:排列是指从一组事物中选择若干个事物按照一定的顺序排列的方式。
2. 性质:包括排列的计算公式和性质,如排列的计算方法和排列的性质等。
三、示范排列的计算方法(20分钟)1. 讲解排列的计算方法:根据排列的性质,介绍排列的计算方法,例如使用排列公式计算排列数量。
2. 给出几个简单的排列题目,让学生通过实际计算来理解排列的计算过程。
四、练习与讨论(15分钟)1. 给学生几道排列计算题目进行练习,帮助学生掌握排列的计算方法。
2. 利用实际生活中的问题,让学生应用排列解决实际问题,提高学生的应用能力。
五、总结与拓展(5分钟)1. 总结本节课的内容,强调排列的重要性和应用。
2. 展示排列在实际生活中的应用,拓展学生对排列的理解和应用。
六、课堂作业(5分钟)布置相关的排列计算的作业,巩固学生的学习成果。
教学反思:通过本节课的教学,让学生对排列的概念和计算方法有了一定的了解,但仍需通过更多的练习和实践来加深对排列的理解和应用。
在以后的教学中,可以结合更多实际生活中的问题,让学生更好地理解排列的应用。
一本周教内容:选修2—3 基本计数原理和排列组合二教目标和要求1 掌握分类加法计数原理和分步乘法计数原理,并能用两个计数原理解决一些简单的问题。
2 理解排列和组合的概念,能利用计数原理推导排列数公式,组合数公式,并解决简单的实际问题。
3 让生体会思想与方法,培养生分析问题,解决问题的能力,激发生习的兴趣。
注意问题的转化,分类讨论,注重数形结合,会从不同的切入点解决问题。
三重点和难点重点:两个基本计数原理的内容;排列和组合的定义,排列数和组合数公式及其应用难点:两个计数原理的应用和应用排列组合数公式解决实际的问题四知识要点解析[]1 两个基本计数原理(1)分类加法计数原理:做一件事情,完成它有类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的办法……在第类办法中有m种不同的方法,那么完成这件事情共有N=m1+m2+…+m种不同的方法(2)分步乘法计数原理:做一件事情,完成它需要分成个步骤,做第一个步骤有m1种不同的方法,做第二个步骤有m2种不同的办法……做第个步骤有m种不同的方法,那么完成这件事情共有N=m1×m2×…×m种不同的方法说明:(1)两个基本计数原理是解决计数问题最基本的理论根据,它们分别给出了用两种不同方式(分类和分步)完成一件事情的方法总数的计算方法(2)考虑用哪个计数原理,关键是看完成一件事情是否能独立完成,决定是分类还是分步。
如果完成一件事情有类办法,每类办法都能独立完成,则用分类加法计数原理;如果完成一件事情,需要分成个步骤,各个步骤都是不可缺少的,需要依次完成所有步骤,才能完成这件事情,则用分步乘法计数原理(3)在解决具体问题,要弄清是“分步”,还是“分类”,还要弄清“分步”或者“分类”的标准是什么,注意分类,分步不能重复,不能遗漏2 排列问题(1)排列的定义:一般的,从个不同的元素中任取m (m ≤)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出m 个元素的一个排列说明:①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”②一个排列就是完成一件事情的一种方法③不同的排列就是完成一件事情的不同方法④两个排列相同,需要满足两个条件:一是元素相同,二是顺序相同⑤从个不同的元素全部取出的一个排列,叫做个不同元素的一个全排列,记作n n A(2)排列数的定义:从个不同的元素中任取m (m ≤)个元素的所有排列的个数,叫做从个不同元素中任取m 个元素的排列数。
XX中学课时教学设计模板XX中学课时教学设计模板XX中学课时教学设计模板一、复习知识点:1、分类计数原理:(1)加法原理:如果完成一件工作有k种途径,由第1种途径有n1种方法可以完成,由第2种途径有n2种方法可以完成,……由第k种途径有n k种方法可以完成。
那么,完成这件工作共有n1+n2+……+n k种不同的方法。
2,乘法原理:如果完成一件工作可分为K个步骤,完成第1步有n1种不同的方法,完成第2步有n2种不同的方法,……,完成第K步有n K种不同的方法。
那么,完成这件工作共有n1×n2×……×n k种不同方法二、典型例题1、.用5种不同颜色给图中的A、B、C、D四个区域涂色, 规定一个区域只涂一种颜色, 相邻区域必须涂不同的颜色, 不同的涂色方案有种。
2、将一个四棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两端异色,若只有5种颜色可用,则不同的染色方法共有多少种?3、用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为_______.4、用0,1,2,3,4五个数字(1)可以排出多少个三位数字的电话号码?(2)可以排成多少个三位数?(3)可以排成多少个能被2整除的无重复数字的三位数?5、用0,1,2,3,4,5可以组成无重复数字的比2000大的四位奇数______个。
XX中学课时教学设计模板求以按依次填个空位来考虑,排列数公式:=()说明:(1)公式特征:第一个因数是,后面每一个因数比它前面一个 少1,最后一个因数是,共有个因数;(2)全排列:当时即个不同元素全部取出的一个排列全排列数:(叫做n 的阶乘)4.例子:例1.计算:(1); (2); (3). 解:(1) ==3360 ; (2) ==720 ; (3)==360例2.(1)若,则 , .(2)若则用排列数符号表示 . 解:(1) 17 , 14 . (2)若则= .例3.(1)从这五个数字中,任取2个数字组成分数,不同值的分数共有多少个?(2)5人站成一排照相,共有多少种不同的站法?(3)某年全国足球甲级(A 组)联赛共有14队参加,每队都要与其余各队在主客场分别比赛1次,共进行多少场比赛?解:(1); (2); (3)课堂练习:P20 练习 第1题mn A m (1)(2)(1)m n A n n n n m =---+(1)(2)(1)m n A n n n n m =---+!()!n n m -,,m n N m n *∈≤n 1n m -+m n m =n (1)(2)21!nn A n n n n =--⋅=316A 66A 46A 316A 161514⨯⨯66A 6!46A 6543⨯⨯⨯17161554m n A =⨯⨯⨯⨯⨯n =m =,n N ∈(55)(56)(68)(69)n n n n ----n =m =,n N ∈(55)(56)(68)(69)n n n n ----1569n A -2,3,5,7,11255420A =⨯=5554321120A =⨯⨯⨯⨯=2141413182A =⨯=XX 中学课时教学设计模板解排列问题问题时,当问题分成互斥各类时,当问题考虑先后次序时,根据乘法原理,可用位置法;当问题的反面简单明了时,可通过求差排除采用间接法求解;问题可以用“捆绑法”;“分离”2)(n m -+(1)(2)21!n n n n =-⋅=等.解排列问题和组合问题,一定要防止“重复”与“遗漏”.互斥分类——分类法先后有序——位置法反面明了——排除法相邻排列——捆绑法分离排列——插空法例1求不同的排法种数:(1)6男2女排成一排,2女相邻;(2)6男2女排成一排,2女不能相邻;(3)4男4女排成一排,同性者相邻;(4)4男4女排成一排,同性者不能相邻.例2在3000与8000之间,数字不重复的奇数有多少个?分析符合条件的奇数有两类.一类是以1、9为尾数的,共有P21种选法,首数可从3、4、5、6、7中任取一个,有P51种选法,中间两位数从其余的8个数字中选取2个有P82种选法,根据乘法原理知共有P21P51P82个;一类是以3、5、7为尾数的共有P31P41P82个.解符合条件的奇数共有P21P51P82+P31P41P82=1232个.答在3000与8000之间,数字不重复的奇数有1232个.例3 某小组6个人排队照相留念.(1)若分成两排照相,前排2人,后排4人,有多少种不同的排法?(2)若分成两排照相,前排2人,后排4人,但其中甲必须在前排,乙必须在后排,有多少种排法?(3)若排成一排照相,甲、乙两人必须在一起,有多少种不同的排法?(4)若排成一排照相,其中甲必在乙的右边,有多少种不同的排法?(5)若排成一排照相,其中有3名男生3名女生,且男生不能相邻有多少种排法?(6)若排成一排照相,且甲不站排头乙不站排尾,有多少种不同的排法?分析:(1)分两排照相实际上与排成一排照相一样,只不过把第3~6个位子看成是第二排而已,所以实际上是6个元素的全排列问题.(2)先确定甲的排法,有P21种;再确定乙的排法,有P41种;最后确定其他人的排法,有P44种.因为这是分步问题,所以用乘法原理,有P21·P41·P44种不同排法.(3)采用“捆绑法”,即先把甲、乙两人看成一个人,这样有P55种不同排法.然后甲、乙两人之间再排队,有P22种排法.因为是分步问题,应当用乘法原理,所以有P55·P22种排法.(4)甲在乙的右边与甲在乙的左边的排法各占一半,有P66种排法.(5)采用“插空法”,把3个女生的位子拉开,在两端和她们之间放进4张椅子,如____女____女____女____,再把3个男生放到这4个位子上,就保证任何两个男生都不会相邻了.这样男生有P43种排法,女生有P33种排法.因为是分步问题,应当用乘法原理,所以共有P43·P33种排法.(6)符合条件的排法可分两类:一类是乙站排头,其余5人任意排有P55种排法;一类是乙不站排头;由于甲不能站排头,所以排头只有从除甲、乙以外的4人中任选1人有P41种排法,排尾从除乙以外的4人中选一人有P41种排法,中间4个位置无限制有P44种排法,因为是分步问题,应用乘法原理,所以共有P41P41P44种排法.XX 中学课时教学设计模板一、复习引入:1.排列数公式及其推导:()2、解排列问题问题时,当问题分成互斥各类时,根据加法原理,可用分类法;当问题考虑先后次序时,根据乘法原理,可用位置法;这两种方法又称作直接法.当问题的反面简单明了时,可通过求差排除采用间接法求解;另外,排列中“相邻”问题可以用“捆绑法”;“分离”问题可能用“插空法”等.二、典型例题1.满足不等式>12的n 的最小值为 ( ) A .7 B . 8C .9D .10【解析】选D .由排列数公式得:>12,即(n -5)(n -6)>12, 整理得n 2-11n +18>0, 所以n <2(舍去)或n >9. 又因为n ∈N *,所以n min =10. 2.若=89,则n =______.【解析】原方程左边==(n -5)(n -6)-1.(1)(2)(1)m n A n n n n m =---+,,m n N m n *∈≤所以原方程可化为(n-5)(n-6)-1=89,即n2-11n-60=0,解得n=15或n=-4(舍去).15>7满足题意.3.解关于x的不等式:>6.【解析】原不等式可变形为>,即(11-x)(10-x)>6,(x-8)(x-13)>0,所以x>13或x<8,又所以2<x≤9且x∈N*,所以2<x<8且x∈N*,所以原不等式的解集为.4.求证:+m+m(m-1)=(n,m∈N*,n≥m>2).【证明】因为左边=+m+m(m-1)======右边,所以等式成立.习题1.2 B组第2、3题XX 中学课时教学设计模板组合的概念:一般地,从个不同元素中取出个不同元素中取出个元素的一个组合说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同2)(n m -+(1)(2)21!n n n n =-⋅=n m(2);2)(1)!n m m -+710C2)(1)!n m m -+,m N ∈*且XX 中学课时教学设计模板.2)(1)!n m m -+mn n C -=XX 中学课时教学设计模板.=+2)(1)!n m m -+mn n C -=m C.2)(1)!n m m -+,N m ∈*且mn n C -=XX 中学课时教学设计模板a+b )相乘,每个(a+b )在相乘时,有两种选择,(r n r rn nn n C a b C b n N -++++∈叫二项式系数表示,即通项0,1,)n 1+1)1n r rn n n C C x x =+++++23344111)()()C x x x++(r n r rn nn n C a b C b n N -++++∈XX 中学课时教学设计模板9)的展开式常数项; (r n r r n nn n C a b C b n N -++++∈(r n r r n nn n C a b C b n N -++++∈XX 中学课时教学设计模板.二项展开式的通项公式:二项式系数表(杨辉三角)展开式的二项式系数,当依次取…时,二项式系数表,表)增减性与最大值.的增减情况由二项式系数逐渐增大.的,且在中间取得最大值;(r n r r n n n n C a b C b n N -++++∈1r n r rr n T C a b -+=n 1,2,32)(1)!n k k -+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,,,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说明:由性质(3)及例1知.,求:;); (.时,,展开式右边为,,∴ ,r r n n C x x ++++12rnn n n n C C C C ++++++(nr n r r n nn n a b C a b C b n N -++++∈23(1)n nn n n C C C +-++-13)()n n C C +-++13n n C C +=++021312n n n n n C C C C -++=++=7277(12)x a a x a x a x -=++++7a ++1357a a a a +++7||a ++1x =7(122)1-=-127a a a ++++27a a +++1=-1=127a a a +++=-0127a a a ++++1=-234567a a a a a a +-+-+-77)13a +=--(1+x)+(1+x)2+…+(1+x)+3x+2)5的展开式中,求本节课学习了二项式系数的性质 7||a ++=61)(a a +-。
高中排列说课稿导读:高中排列说课稿1今天,我说课的题目是《排列》,选自人教版高中数学选修2—3第一章第二小节第一课时的第一节课。
一、说教材。
1、教材的地位和作用:本节课是在学习了两个计数原理的的基础上进行的。
与日常生活密切相关(如体彩,足彩等抽奖活动)。
处于一个承上启下的地位。
排列数公式的推导过程是分步乘法计数原理的一个重要的应用,同时排列数公式又是推导组合数公式的主要依据。
这一部分内容是高考必考的内容。
2、教学目标:根据上述教材结构与内容分析,考虑到学生已有的认知结构,我制定如下目标:通过教学使学生能够利用“分步计数原理”及“树形图”写出简单问题的所有排列,能够正确理解理解排列的定义,通过“框图”掌握排列数推导方法及排列数公式。
培养学生的抽象能力和逻辑思维能力。
3、教材的重点、难点和关键:根据教材特点及教学目标的要求,我将教学重点确定为——排列的定义。
用分步计数原理推导排列数公式是这节课的一个难点。
同时学生对“数学建模”的思想方法较为陌生,因此用数学思想解决实际问题是本节课的又一难点。
4、说教法学法:1、为了突出学生的主体地位,充分调动学生的积极性,本节课采用点拔式指导法和讲练结合教学法交叉进行,通过实例引出定义,再辅助相应的习题训练,在教学中把启发、诱导贯彻于教学的始终。
2、采用多媒体教具,增大教学容量和增强直观性,提高教学效率和教学质量。
二、说教学过程①、复习提问:1、什么是分类计数原理,分步计数原理?提问:(1)、这两个原理有什么异同?(2)、应用这两个原理解决问题关键在于明确什么?(设计意图:明确问题是分类还是分步)上节例9的解决方法能否简化?②、引入新课:2、实际问题1 :从甲、乙、丙3名同学中选出2名参加一项活动,其中1名同学参加上午的活动,另1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?要完成的“一件事情”是什么?(设计意图:为理解排列概念奠定基础)怎么用计数原理解决它?(设计意图:启发学生应用分步计数原理分析问题)“甲上午乙下午”与“乙上午甲下午”一样吗?(设计意图:辨析问题,在计数过程中这是两种不同的选法)列出所有选法(设计意图:验证计数原理所得结果的正确性,进一步说明用计数原理解题的可靠性)师生活动:教师引导学生使用树形图列举结果。
高三数学教案:排列
教学目标:
1. 了解排列的概念。
2. 学会计算排列的个数。
3. 掌握计算有重复元素的排列的个数。
教学重点:
1. 排列的概念和计算方法。
2. 有重复元素的排列的计算方法。
教学难点:
有重复元素的排列的计算方法。
教学准备:
教材、复习资料、白板、彩笔。
教学过程:
Step 1: 导入新知
教师介绍排列的概念,并给出一些实际生活中的例子来说明排列的应用场景。
例如,从一堆书中取出不同的几本书进行阅读的排列等。
Step 2: 计算没有重复元素的排列的个数
教师讲解如何计算没有重复元素的排列的个数。
引导学生观察问题,例如三张不同的扑克牌、四本不同的书籍等的排列,然后解释计算排列的方法。
Step 3: 计算有重复元素的排列的个数
教师给出有重复元素的排列的例子,例如由不同的字母组成的单词的排列。
引导学生
思考如何计算有重复元素的排列的个数,并提供解决方法。
Step 4: 练习
教师带领学生进行一些排列计算的练习。
可以分成两部分,一部分是没有重复元素的
排列,另一部分是有重复元素的排列。
Step 5: 总结和拓展
教师总结排列的概念和计算方法,并提醒学生注意在实际应用中正确使用排列的方法。
鼓励学生在生活中发现更多排列的应用场景,拓展他们的思维。
Step 6: 课堂小结
教师对本节课的内容进行小结,并布置相应的练习作业。
Step 7: 课后作业
要求学生完成教师布置的练习作业,并在下节课的开头进行相关讨论。
排列组合中的分组分配问题分组分配问题是排列组合教学中的一个重点和难点。
某些排列组合问题看似非分配问题,实际上可运用分配问题的方法来解决。
一、提出分组与分配问题,澄清模糊概念n个不同元素按照某些条件分配给k个不同得对象,称为分配问题,分定向分配和不定向分配两种问题;将n个不同元素按照某些条件分成k组,称为分组问题。
分组问题有不平均分组、平均分组、和部分平均分组三种情况。
分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同是不区分的;而后者即使2组元素个数相同,但因对象不同,仍然是可区分的.对于后者必须先分组后排列。
二、基本的分组问题【例题1】六本不同的书,分为三组,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?(1)每组两本.(2)一组一本,一组二本,一组三本.(3)一组四本,另外两组各一本.结论1:一般地,n个不同的元素分成p组,各组内元素数目分别为m1,m2,…,mp,其中k组内元素数目相等,那么分组方法数是321112ppmmmmn n m n m m mkkC C C CA---⋯。
三、基本的分配的问题(一)定向分配问题【例题1】六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?(1)甲两本、乙两本、丙两本.(2)甲一本、乙两本、丙三本.(3)甲四本、乙一本、丙一本.(二)不定向分配问题【例题2】六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?(1)每人两本.(2)一人一本、一人两本、一人三本.(3)一人四本、一人一本、一人一本.结论 2.一般地,如果把不同的元素分配给几个不同对象,并且每个不同对象可接受的元素个数没有限制,那么实际上是先分组后排列的问题,即分组方案数乘以不同对象数的全排列数。
通过以上分析不难得出解不定向分配题的一般原则:先分组后排列。
【例题3】六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少种分法?四、分配问题的变形问题【例题1】四个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,恰有一个空盒的放法有多少种?【例题2】有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法有多少种?【例题3】设集合A={1,2,3,4},B={6,7,8},A为定义域,B为值域,则从集合A到集合B的不同的函数有多少个?总之,掌握上述两个结论,就能顺利解决任何分配问题。
第1课时排列与排列数公式1.了解排列及排列数的意义.2.理解排列数公式的推导并应用.3.掌握排列数公式并会运用.1.排列的定义一般地,从n个不同的元素中取出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.排列数一般地,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 m n表示.3.排列数公式A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),其中n,m∈N*,且m≤n.4.全排列与n的阶乘(1)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,在排列数公式中,当m=n时,即有A n n=n(n-1)(n-2)·…·3·2·1.(2)正整数1到n的连乘积,叫做n的阶乘,用n!表示,即有A n n=n!.5.排列数公式的阶乘形式A m n=n!(n-m)!(n≥m),规定0!=1.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)a,b,c与b,a,c是同一个排列.( )(2)同一个排列中,同一个元素不能重复出现.( )(3)在一个排列中,若交换两个元素的位置,则该排列不发生变化.( )(4)从4个不同元素中任取三个元素,只要元素相同得到的就是相同的排列.( ) 答案:(1)×(2)√(3)×(4)×2.下面问题中,是排列问题的是( )A.由1,2,3,4四个数字组成无重复数字的四位数B.从60人中选11人组成足球队C.从100人中选2人抽样调查D.从1,2,3,4,5中选2个数组成集合答案:A3.从甲、乙、丙三人中选两人站成一排的所有站法为________.答案:甲乙,甲丙,乙甲,乙丙,丙甲,丙乙4.A24=________,A33=________.答案:12 6排列的有关概念判断下列问题是否为排列问题:(1)北京、上海、天津三个民航站之间的直达航线的飞机票的价格(假设来回的票价相同);(2)选2个小组分别去植树和种菜;(3)选2个小组去种菜;(4)选10人组成一个学习小组;(5)选3个人分别担任班长、学习委员、生活委员;(6)某班40名学生在假期相互通信.【解】(1)中票价只有三种,虽然机票是不同的,但票价是一样的,不存在顺序问题,所以不是排列问题.(2)植树和种菜是不同的,存在顺序问题,属于排列问题.(3)(4)不存在顺序问题,不属于排列问题.(5)中每个人的职务不同,例如甲当班长或当学习委员是不同的,存在顺序问题,属于排列问题.(6)A给B写信与B给A写信是不同的,所以存在着顺序问题,属于排列问题.所以在上述各题中(2)(5)(6)属于排列问题,(1)(3)(4)不是排列问题.判断一个具体问题是否为排列问题的方法1.判断下列问题是否是排列问题:(1)从1到10十个自然数中任取两个数组成直角坐标平面内的点的坐标,可得多少个不同的点的坐标?(2)从10名同学中任抽两名同学去学校开座谈会,有多少种不同的抽取方法?(3)某商场有四个大门,若从一个门进去,购买物品后再从另一个门出来,不同的出入方式共有多少种?解:(1)由于取出的两数组成点的坐标与哪一个数作横坐标,哪一个数作纵坐标的顺序有关,所以这是一个排列问题.(2)因为从10名同学中抽取两人去学校开座谈会的方式不用考虑两人的顺序,所以这不是排列问题.(3)因为从一门进,从另一门出是有顺序的,所以是排列问题.综上,(1)、(3)是排列问题,(2)不是排列问题.“树形图”解决排列问题四个人A,B,C,D坐成一排照相有多少种坐法?将它们列举出来.【解】先安排A有4种坐法,安排B有3种坐法,安排C有2种坐法,安排D有1种坐法,由分步计数原理,有4×3×2×1=24种.画出树形图:由“树形图”可知,所有坐法为ABCD,ABDC,ACBD,ACDB,ADBC,ADCB,BACD,BADC,BCAD,BCDA,BDAC,BDCA,CABD,CADB,CBAD,CBDA,CDAB,CDBA,DACB,DABC,DBAC,DBCA,DCAB,DCBA.1.若本例条件再增加一条“A不坐排头”,则结论如何?解:画出树形图:由“树形图”可知,所有坐法为BACD,BADC,BCAD,BCDA,BDAC,BDCA,CABD,CADB,CBAD,CBDA,CDAB,CDBA,DACB,DABC,DBAC,DBCA,DCAB,DCBA,共18种坐法.2.若在本例条件中再增加一条“A,B不相邻”,则结论如何?解:画出树形图:由“树形图”可知,所有坐法为ACBD,ACDB,ADBC,ADCB,BCAD,BCDA,BDAC,BDCA,CADB,CBDA,DACB,DBCA共12种.利用“树形图”法解决简单排列问题的适用范围及策略(1)适用范围:“树形图”在解决排列元素个数不多的问题时,是一种比较有效的表示方式.(2)策略:在操作中先将元素按一定顺序排出,然后以先安排哪个元素为分类标准进行分类,再安排第二个元素,并按此元素分类,依次进行,直到完成一个排列,这样能做到不重不漏,然后再按树形图写出排列.2.将语文、数学、英语书各一本分给甲、乙、丙三人,每人一本,共有多少种不同的分法?请将它们列举出来.解:按分步计数原理的步骤:第一步,分给甲,有3种分法;第二步,分给乙,有2种分法;第三步,分给丙,有1种分法. 故共有3×2×1=6种不同的分法. 列出树形图,如下:所以,按甲乙丙的顺序分的分法为:语数英,语英数,数语英,数英语,英语数,英数语.排列数公式及其应用(1)计算2A 58+7A 48A 88-A 59;(2)解方程3A 3x =2A 2x +1+6A 2x . 【解】 (1)2A 58+7A 48A 88-A 59=2×8×7×6×5×4+7×8×7×6×58×7×6×5×4×3×2×1-9×8×7×6×5=8×7×6×5×(8+7)8×7×6×5×(24-9)=1.(2)由3A 3x =2A 2x +1+6A 2x ,得3x (x -1)(x -2)=2(x +1)x +6x (x -1). 因为x ≥3,且x ∈N *,所以3(x -1)(x -2)=2(x +1)+6(x -1), 即3x 2-17x +10=0. 解得x =5,x =23(舍去).所以x =5.利用排列数公式①A m n =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)或②A mn =n !(n -m )!解题时,要注意题目特点,当m 较小时,用公式①较方便,第②个公式常用在化简或证明问题中.3.已知3A n -18=4A n -29,则n 等于________.解析:由已知3×8!(9-n )!=4×9!(11-n )!,即4×3(11-n )(10-n )=1,因为n ≤9,所以解得n =7. 答案:71.排列定义的两个要素一是“取出元素”,二是“将元素按一定顺序排列”,这是排列的两个要素. 2.对排列数公式的说明(1)这个公式是在m ,n ∈N *,m ≤n 的情况下成立的,m >n 时不成立.(2)公式右边是m 个数的连乘积,形式较复杂,其特点是:从n 开始,依次递减1,连乘m 个.3.排列与排列数的区别排列与排列数是两个不同的概念,一个排列就是完成一件事的一种方法,不是数;排列数是指所有排列的个数,它是一个数.符号A m n 中,m ,n 均为正整数,且m ≤n ,A mn 是一个整体.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?【解】 坐在椅子上的6个人是走进屋子的10个人中的任意6个人,若把人抽象地看成元素,将6把不同的椅子当成不同的位置,则原问题抽象为从10个元素中取6个元素占据6个不同的位置.显然是从10个元素中任取6个元素的排列问题.从而,共有A 610=151 200(种)坐法.(1)本题易出现以下错解:10个人坐6把不同的椅子,相当于从含10个元素的集合到含6个元素的集合的映射,故有610种不同的坐法.该错解是没弄清题意,题中要求每把椅子必须并且只能坐一个,是从10个人中取出6个人的一个排列问题.(2)在用排列数公式求解时需先对问题是否是排列问题做出判断.1.4×5×6×…×(n -1)×n 等于( ) A .A 4n B .A n -4n C .n !-4!D .A n -3n解析:选D.4×5×6×…×(n -1)×n 中共有n -4+1=n -3个因式,最大数为n ,最小数为4,故4×5×6×…×(n -1)×n =A n -3n .2.从1,2,3,4这四个数字中任取两个不同的数字,则可组成不同的两位数有( ) A .9个 B .12个 C .15个D .18个解析:选B.用树形图表示为:由此可知共有12个. 3.5A 35+4A 24=________.解析:原式=5×5×4×3+4×4×3=348. 答案:3484.若A m 10=10×9×…×5,则m =________. 解析:10-m +1=5,得m =6. 答案:6[A 基础达标]1.已知下列问题:①从甲、乙、丙三名同学中选出两名分别参加数学、物理兴趣小组;②从甲、乙、丙三名同学中选出两人参加一项活动;③从a ,b ,c ,d 中选出3个字母;④从1,2,3,4,5这五个数字中取出2个数字组成一个两位数.其中是排列问题的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 解析:选B.由排列的定义知①④是排列问题. 2.计算A 67-A 56A 45=( )A .12B .24C .30D .36解析:选D.A 67-A 56A 45=7×6×5×4×3×2-6×5×4×3×25×4×3×2=7×6-6=36.3.若α∈N *,且α<27,则(27-α)(28-α)…(34-α)等于( ) A .A 827-α B .A 27-α34-α C .A 734-αD .A 834-α解析:选D.从27-α到34-α共有34-α-(27-α)+1=8个数.所以(27-α)(28-α)…(34-α)=A 834-α.4.甲、乙、丙三人排成一排照相,甲不站在排头的所有排列种数为( ) A .6 B .4 C .8 D .10解析:选B.列树形图如下:5.不等式A 2n -1-n <7的解集为( ) A .{n |-1<n <5} B .{1,2,3,4} C .{3,4}D .{4}解析:选C.由不等式A 2n -1-n <7, 得(n -1)(n -2)-n <7, 整理得n 2-4n -5<0, 解得-1<n <5.又因为n -1≥2且n ∈N *, 即n ≥3且n ∈N *, 所以n =3或n =4,故不等式A 2n -1-n <7的解集为{3,4}. 6.A n +32n +A n +14=________.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧n +3≤2n ,n +1≤4,n ∈N *,得n =3,所以A n +32n +A n +14=6!+4!=744. 答案:7447.给出的下列四个关系式中,其中正确的个数是________.①A mn =(n -m )!n !;②A m -1n -1=n -1!(m -n )!;③A m n =n A m -1n -1;④n !=(n +1)!n +1.解析:①②不成立,③④成立. 答案:28.从a ,b ,c ,d ,e 五个元素中每次取出三个元素,可组成________个以b 为首的不同的排列,它们分别是____________________.解析:画出树状图如下:可知共12个,它们分别是bac ,bad ,bae ,bca ,bcd ,bce ,bda ,bdc ,bde ,bea ,bec ,bed .答案:12 bac ,bad ,bae ,bca ,bcd ,bce ,bda ,bdc ,bde ,bea ,bec ,bed 9.求证:12!+23!+34!+…+n -1n !<1.证明:因为n -1n !=n n !-1n !=1(n -1)!-1n !, 所以12!+23!+34!+…+n -1n !=11!-12!+12!-13!+13!-14!+…+1(n -1)!-1n ! =1-1n !<1. 所以原式得证. 10.计算下列各题. (1)A 215; (2)A 66; (3)A m -1n -1·A n -mn -m A n -1n -1;(4)1!+2·2!+3·3!+…+n ·n !. 解:(1)A 215=15×14=210.(2)A 66=6!=6×5×4×3×2×1=720.(3)原式=(n -1)![n -1-(m -1)]!·(n -m )!·1(n -1)!=(n -1)!(n -m )!·(n -m )!·1(n -1)!=1.(4)因为n ·n !=[(n +1)-1]·n! =(n +1)n !-n! =(n +1)!-n !,所以原式=(2!-1)+(3!-2!)+(4!-3!)+…+[(n +1)!-n !]=(n +1)!-1.[B 能力提升]1.若S =A 11+A 22+A 33+A 44+…+A 100100,则S 的个位数字是( ) A .8 B .5 C .3D .0解析:选C.因为当n ≥5时,A nn 的个位数字是0,故S 的个位数取决于前四个排列数.又A 11+A 22+A 33+A 44=33,故选C.2.若2<(m +1)!A m -1m -1≤42,则满足条件的m 的集合是________. 解析:原不等式可化为2<(m +1)!(m -1)!≤42.即2<m 2+m ≤42.所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2+m -2>0m 2+m -42≤0,解不等式组得,-7≤m <-2或1<m ≤6,又m ∈N *,所以满足题意的m 的集合为{2,3,4,5,6}. 答案:{2,3,4,5,6}3.一条铁路有n 个车站,为适应客运需要,新增了m 个车站,且知m >1,客运车票增加了62种,问原有多少个车站?现在有多少个车站?解:由题意可知,原有车票的种数是A 2n 种,现有车票的种数是A 2n +m 种,所以A 2n +m -A 2n =62,即(n +m )(n +m -1)-n (n -1)=62,所以m (2n +m -1)=62=2×31,因为m <2n +m -1,且n ≥2,m ,n ∈N *,所以⎩⎪⎨⎪⎧m =2,2n +m -1=31, 解得m =2,n =15,故原有15个车站,现有17个车站.4.(选做题)A ,B ,C ,D 四名同学重新换位(每个同学都不能坐其原来的位子),试列出所有可能的换位方法.解:假设A ,B ,C ,D 四名同学原来的位子分别为1,2,3,4号,树形图如下:换位后,原来1,2,3,4号座位上坐的同学的所有可能排法有:BADC ,BCDA ,BDAC ,CADB ,CDAB ,CDBA ,DABC ,DCAB ,DCBA .。
1.2.1排列上课班别:高二授课教师:教材:人教版选修2—3教学目标:1、知识与技能:了解排列数的意义,掌握排列数公式及推导方法,从中体会“化归”的数学思想,并能运用排列数公式进行计算。
2、过程与方法:能运用所学的排列知识,正确地解决的实际问题3、情感、态度与价值观:能运用所学的排列知识,正确地解决的实际问题.教学重点:排列数公式的理解与运用;排列应用题常用的方法有直接法,间接法教学难点:排列数公式的推导授课类型:新授课课时安排:1课时教具:多媒体内容分析: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.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分类计数原理和分步计数原理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.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.教学过程:一、复习引入:1分类加法计数原理:做一件事情,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有种不同的方法,在第二类办法中有种不同的方法,……,在第n类办法中有种不同的方法那么完成这件事共有种不同的方法2.分步乘法计数原理:做一件事情,完成它需要分成n个步骤,做第一步有种不同的方法,做第二步有种不同的方法,……,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事有种不同的方法二、讲解新课:问题1.从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?图 1.2一1把上面问题中被取的对象叫做元素,于是问题可叙述为:从3个不同的元素 a , b ,。
第三课时教学目标知识与技能利用捆绑法、插空法解决排列问题.过程与方法经历把简单的计数问题化为排列问题解决的过程,从中体会“化归”的数学思想.情感、态度与价值观能运用所学的排列知识,正确地解决实际问题,体会“化归”思想的魅力.重点难点教学重点:利用捆绑法、插空法解决排列问题.教学难点:利用捆绑法、插空法解决排列问题.教学过程复习回顾提出问题:7位同学排队,根据上一节课所学的方法,解决下列排列问题.(1)7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?(2)7位同学站成两排(前3后4),共有多少种不同的排法?(3)7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?(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?活动设计:学生自己做,找学生到黑板上板演.活动成果:解:(1)问题可以看作:7个元素的全排列A77=5 040.(2)根据分步乘法计数原理:7×6×5×4×3×2×1=7!=5 040.(3)问题可以看作:余下的6个元素的全排列A66=720.(4)根据分步乘法计数原理:第一步甲、乙站在两端有A22种;第二步余下的5名同学进行全排列有A55种,所以,共有A22·A55=240种排列方法.(5)第一步从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有A25种方法;第二步从余下的5位同学中选5位进行排列(全排列)有A55种方法,所以一共有A25A55=2 400种排列方法.典型例题类型一:捆绑法例1 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?(2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?(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?(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的排法有多少种?解:(1)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A66种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有A22种方法.所以这样的排法一共有A66A22=1 440种.(2)方法同上,一共有A55A33=720种.(3)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A25种方法;将剩下的4个元素进行全排列有A44种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有A22种方法.所以这样的排法一共有A25A44A22=960种.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2A 55种方法,所以,丙不能站在排头和排尾的排法有(A 66-2A 55)·A 22=960种.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A 14种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有A 55种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以,这样的排法一共有A 14A 55A 22=960种.(4)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,此时一共有2个元素,∴一共有排法种数:A 33A 44A 22=288种.点评:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).【巩固练习】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?解:将甲厂5台不同的电视机“捆绑”在一起看成一个元素,乙厂3台不同的电视机“捆绑”在一起看成一个元素,丙厂2台不同的电视机“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有3个元素,甲不放两端,甲有1种排法,乙、丙排在两端有A 22种排法,共有A 55A 33A 22A 22=2 880种不同的排法.【变练演编】7位同学站成一排,(1)甲、乙两同学之间恰好有一个人的排法共有多少种?(2)甲、乙两同学之间恰好有两个人的排法共有多少种?解:(1)先在甲、乙两同学之间排一个人,有A 15种不同的排法,把甲、乙和中间的一人“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有5个元素,共有A 15A 55A 22=1 200种不同的排法.(2)先在甲、乙两同学之间排两个人,有A 25种不同的排法,把甲、乙和中间的两人“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有4个元素,共有A 25A 44A 22=960种不同的排法.类型二:插空法例2 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?(2)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?解:(1)方法一:(排除法)A 77-A 66·A 22=3 600; 方法二:(插空法)先将其余五个同学排好有A 55种方法,此时他们留下六个位置(称为“空”),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有A 26种方法,所以一共有A 55A 26=3 600种方法.(2)先将其余四个同学排好有A 44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A 35种方法,所以一共有A 44A 35=1 440种方法.点评:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).【巩固练习】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A 55种排法;再将5名女生插在男生之间的6个“空”(包括两端,但不能同时排在两端)中,有2A 55种排法,故本题的排法有N =2A 55·A 55=28 800种. (2)方法1:N =A 1010A 55=A 510=30 240;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A510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.故本题的排法为N=A510×1=30 240种.【变练演编】5男6女排成一列,问(1)5男排在一起有多少种不同排法?(2)5男不都排在一起有多少种排法?(3)5男每两个不排在一起有多少种排法?(4)男女相互间隔有多少种不同的排法?解:(1)先把5男看成一个整体,得A77,5男之间排列有顺序问题,得A55,共A77A55种.(2)全排列除去5男排在一起即为所求,得A1111-A77A55.(3)因为男生人数少于女生人数,利用男生插女生空的方法解决问题,得A66A57.(4)利用男生插女生空的方法,但要保证两女生不能挨在一起,得A66A55.【达标检测】1.记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不排在两端,不同的排法共有()A.1 440种B.960种C.720种D.480种2.把4个不同的黑球,4个不同的红球排成一排,要求黑球、红球分别在一起,不同的排法种数是()A.A88B.A44A44C.A44A44A22D.以上都不对3.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个新节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为()A.42 B.96C.48 D.124答案:1.B 2.C 3.A课堂小结1.知识收获:进一步复习排列的概念和排列数公式.2.方法收获:捆绑法、插空法.3.思维收获:化归思想、分类讨论思想.补充练习【基础练习】1.6人站成一排照相,其中甲、乙、丙三人要站在一起,且要求乙、丙分别站在甲的两边,则不同的排法种数为()A.12 B.24C.48 D.1442.由数字0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中是25的倍数的数共有______个()A.9 B.12C.24 D.213.用数字0,1,2,3,4能组成没有重复数字的且比20 000大的五位奇数的个数为() A.3 B.30C.72 D.184.将5名志愿者分配到3个不同的奥运场馆参加接待工作,每个场馆至少分配一名志愿者的方案种数为()A.540 B.300C.180 D.150答案:1.C 2.D 3.B 4.D【拓展练习】5.有4名男生、5名女生,全体排成一行,问下列情形各有多少种不同的排法?(1)甲不在中间也不在两端;(2)甲、乙两人必须排在两端;(3)男、女生分别排在一起;(4)男女相间;(5)甲、乙、丙三人从左到右顺序保持一定.答案:(1)241 920(2)10 080(3)5 760(4)2 880(5)60 480设计说明本节课是排列的第三课时,本节课的主要目标是介绍排列中常用的捆绑法和插空法.本节课的特点是教师引导给学生以提示,在从例题中学会了方法后,马上让学生练习巩固方法,在变练演编中,举一反三,反复强化,使学生更好地掌握方法和技巧.备课资料一、相邻问题捆绑法:题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列.例A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果A,B必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法种数有________.解析:把A,B视为一人,且B固定在A的右边,则本题相当于4人的全排列,有A44=24种排法.二、相离问题插空法:元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.例1书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有______种不同的插法(具体数字作答).解析:A17A33+A27A23+A37=504种.例2高三(1)班学生要安排毕业晚会的4个音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是________.解析:不同排法的种数为A55A26=3 600.例3某工程队有6项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,工程丁必须在工程丙完成后才能进行.那么安排这6项工程的不同排法种数是________.解析:依题意,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的5个“空”中,可得有A25=20种不同排法.例4某市春节晚会原定10个节目,导演最后决定添加3个与“抗冰救灾”有关的节目,但是赈灾节目不排在第一个也不排在最后一个,并且已经排好的10个节目的相对顺序不变,则该晚会的节目单的编排总数为________种.解析:A19A33+A29A23+A39=990种.例5 3个人坐在一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种数有多少种?解析:解法1:先将3个人(各带一把椅子)进行全排列有A33,○*○*○*○,在四个“空”中分别放一把椅子,还剩一把椅子再去插空有A14种,所以每个人左右两边都有空位的排法有A14A33=24种.解法2:先拿出5个椅子排成一排,在5个椅子中间出现4个“空”,*○*○*○*○*,再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有A34=24种.注:题中*表示元素,○表示空.例6停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放.要求空位置连在一起,不同的停车方法有多少种?解析:先排好8辆车有A88种方法,要求空位置连在一起,则在每2辆之间及其两端的9个空档中任选一个,将空位置插入有A19种方法,所以共有A19A88种方法.(设计者:殷贺)。
第2课时排列的应用学习目标 1.进一步加深对排列概念的理解.2.掌握几种有限制条件的排列,能应用排列数公式解决简单的实际问题.知识点排列及其应用1.排列数公式A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)(n,m∈N+,m≤n)=n!n-m!.A n n=n(n-1)(n-2)…2·1=n!(叫做n的阶乘).另外,我们规定0!=1.2.应用排列与排列数公式求解实际问题中的计数问题的基本步骤类型一无限制条件的排列问题例1 (1)有7本不同的书,从中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?(2)有7种不同的书,要买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?反思与感悟典型的排列问题,用排列数计算其排列方法数;若不是排列问题,需用分步乘法计数原理求其方法种数.排列的概念很清楚,要从“n个不同的元素中取出m个元素”.即在排列问题中元素不能重复选取,而在用分步乘法计数原理解决的问题中,元素可以重复选取.跟踪训练1 某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号,每次可以任挂1面、2面或3面,并且不同的顺序表示不同的信号,则一共可以表示多少种不同的信号?类型二排队问题命题角度1 元素“相邻”与“不相邻”问题例2 3名男生,4名女生,这7个人站成一排在下列情况下,各有多少种不同的站法.(1)男、女各站在一起;(2)男生必须排在一起;(3)男生不能排在一起;(4)男生互不相邻,且女生也互不相邻.反思与感悟处理元素“相邻”“不相邻”问题应遵循“先整体,后局部”的原则.元素相邻问题,一般用“捆绑法”,先把相邻的若干个元素“捆绑”为一个大元素与其余元素全排列,然后再松绑,将这若干个元素内部全排列.元素不相邻问题,一般用“插空法”,先将不相邻元素以外的“普通”元素全排列,然后在“普通”元素之间及两端插入不相邻元素.跟踪训练2 排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单.(1)任何两个舞蹈节目不相邻的排法有多少种?(2)歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的方法有多少种?(3)5个歌唱节目中A,B必须相邻,C,D,E也必须相邻,则排列的方法有多少种?命题角度2 定序问题 例3 7人站成一排.(1)甲必须在乙的前面(不一定相邻),则有多少种不同的排列方法?(2)甲、乙、丙三人自左向右的顺序不变(不一定相邻),则有多少种不同的排列方法?反思与感悟 这类问题的解法是采用分类法.n 个不同元素的全排列有A nn 种排法,m 个不同元素的全排列有A mm 种排法.因此A nn 种排法中,关于m 个元素的不同分法有A m m 类,而且每一种分类的排法数是一样的.当这m 个元素顺序确定时,共有A nnA m m种排法.跟踪训练3 7名师生排成一排照相,其中老师1人,女生2人,男生4人,若4名男生的身高都不等,按从高到低的顺序站,有多少种不同的站法?命题角度3 特殊元素与特殊位置问题例4 从包括甲、乙两名同学在内的7名同学中选出5名同学排成一列,求解下列问题: (1)甲不在首位的排法有多少种?(2)甲既不在首位,又不在末位的排法有多少种? (3)甲与乙既不在首位又不在末位的排法有多少种? (4)甲不在首位,同时乙不在末位的排法有多少种?反思与感悟“在”与“不在”排列问题解题原则及方法(1)原则:解“在”与“不在”的有限制条件的排列问题时,可以从元素入手也可以从位置入手,原则是谁特殊谁优先.(2)方法:从元素入手时,先给特殊元素安排位置,再把其他元素安排在其他位置上,从位置入手时,先安排特殊位置,再安排其他位置.提醒:解题时,或从元素考虑,或从位置考虑,都要贯彻到底.不能一会考虑元素,一会考虑位置,造成分类、分步混乱,导致解题错误.跟踪训练4 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的排课程表的方法?类型三数字排列问题例5 用0,1,2,3,4,5这六个数字可以组成多少个无重复数字的(1)能被5整除的五位数;(2)能被3整除的五位数;(3)若所有的六位数按从小到大的顺序组成一个数列{a n},则240 135是第几项.反思与感悟数字排列问题是排列问题的重要题型,解题时要着重注意从附加受限制条件入手分析,找出解题的思路.常见附加条件有:(1)首位不能为0.(2)有无重复数字.(3)奇偶数.(4)某数的倍数.(5)大于(或小于)某数.跟踪训练 5 (1)由数字0,1,2,3,4,5组成的奇偶数字相间且无重复数字的六位数有多少个?(2)由0,1,2,3,4,5六个数字组成的六位数中,数字1排在奇数位上的数有多少个?(注:本题中提到的“奇数位”按从最高位开始从左到右依次为奇数位、偶数位来理解)1.6位选手依次演讲,其中选手甲不排在第一个也不排在最后一个演讲,则不同的演讲次序共有( )A.240种 B.360种 C.480种 D.720种2.有6道选择题,答案分别为A,B,C,D,D,D,在安排题目顺序时,要求3道选D的题目任意两道不相邻,则不同的排列方法种数为( )A.72 B.144 C.288 D.363.计划在某画廊展出10幅不同的画,其中1幅水彩画、4幅油画、5幅国画,排成一列陈列,要求同一种画必须连在一起,并且水彩画不能放在两端,那么不同的陈列方式的种数为( )A.A22A44A55B.A23A44A55C.A44A55A33D.A44A554.从6名短跑运动员中选出4人参加4×100 m接力赛,甲不能跑第一棒和第四棒,问共有________种参赛方案.5.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20 000大的五位偶数共________个.求解排列问题的主要方法直接法把符合条件的排列数直接列式计算优先法优先安排特殊元素或特殊位置捆绑法把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列插空法对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空档中定序问题除法处理对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列间接法正难则反,等价转化的方法答案精析知识梳理知识点1.n(n-1)(n-2)…(n-m+1)n!n-m!n(n-1)(n-2)…2·1n! 1题型探究类型一例1 解(1)从7本不同的书中选3本送给3名同学,相当于从7个元素中任取3个元素的一个排列,所以共有A37=7×6×5=210(种)不同的送法.(2)从7种不同的书中买3本书,这3本书并不要求都不相同,根据分步乘法计数原理,共有7×7×7=343(种)不同的送法.跟踪训练1 解第1类:挂1面旗表示信号,有A13种不同的方法;第2类:挂2面旗表示信号,有A23种不同的方法;第3类:挂3面旗表示信号,有A33种不同的方法.根据分类加法计数原理,得可以表示的信号共有A13+A23+A33=3+3×2+3×2×1=15(种).例2 解(1)(相邻问题捆绑法)男生必须站在一起,即把3名男生进行全排列,有A33种排法,女生必须站在一起,即把4名女生进行全排列,有A44种排法,全体男生、女生各看作一个元素全排列有A22种排法,由分步乘法计数原理知共有A33·A44·A22=288(种)排法.(2)(捆绑法)把所有男生看作一个元素,与4名女生组成5个元素全排列,故有A 33·A 55=720(种)不同的排法.(3)(不相邻问题插空法)先排女生有A 44种排法,把3名男生安排在4名女生隔成的5个空中,有A 35种排法,故有A 44·A 35=1 440(种)不同的排法.(4)先排男生有A 33种排法.让女生插空,有A 33A 44=144(种)不同的排法.跟踪训练2 解 (1)先排歌唱节目有A 55种,歌唱节目之间以及两端共有6个空位,从中选4个放入舞蹈节目,共有A 46种方法,所以任何两个舞蹈节目不相邻的排法有A 55·A 46=43 200(种)方法.(2)先排舞蹈节目有A 44种方法,在舞蹈节目之间以及两端共有5个空位,恰好供5个歌唱节目放入.所以歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的排法有A 44·A 55=2 880(种)方法.(3)将AB 捆绑一起,CDE 也捆绑一起,应用捆绑法共有A 22A 33A 66=8 640(种)方法.例3 解 (1)甲在乙前面的排法种数占全体全排列种数的一半,故有A 77A 22=2 520(种)不同的排法.(2)甲、乙、丙自左向右的顺序保持不变,即甲、乙、丙自左向右顺序的排法种数占全体全排列种数的1A 33.故有A 77A 33=840(种)不同的排法.跟踪训练3 解 7人全排列中,4名男生不考虑身高顺序的站法有A 44种,而由高到低有从左到右和从右到左的不同的站法,所以共有2·A 77A 44=420(种)不同的站法.例4 解 (1)方法一 把同学作为研究对象.第一类:不含甲,此时只需从甲以外的其他6名同学中取出5名放在5个位置上,有A 56种. 第二类:含有甲,甲不在首位:先从4个位置中选出1个放甲,再从甲以外的6名同学中选出4名排在没有甲的位置上,有A 46种排法.根据分步乘法计数原理,含有甲时共有4×A 46种排法.由分类加法计数原理,共有A 56+4×A 46=2 160(种)排法. 方法二 把位置作为研究对象.第一步,从甲以外的6名同学中选1名排在首位,有A 16种方法.第二步,从占据首位以外的6名同学中选4名排在除首位以外的其他4个位置上,有A 46种方法.由分步乘法计数原理,可得共有A 16·A 46=2 160(种)排法.方法三 (间接法):即先不考虑限制条件,从7名同学中选出5名进行排列,然后把不满足条件的排列去掉.不考虑甲不在首位的要求,总的可能情况有A 57种;甲在首位的情况有A 46种,所以符合要求的排法有A57-A46=2 160(种).(2)把位置作为研究对象,先满足特殊位置.第一步,从甲以外的6名同学中选2名排在首末2个位置上,有A26种方法.第二步,从未排上的5名同学中选出3名排在中间3个位置上,有A35种方法.根据分步乘法计数原理,有A26·A35=1 800(种)方法.(3)把位置作为研究对象.第一步,从甲、乙以外的5名同学中选2名排在首末2个位置,有A25种方法.第二步,从未排上的5名同学中选出3名排在中间3个位置上,有A35种方法.根据分步乘法计数原理,共有A25·A35=1 200(种)方法.(4)用间接法.总的可能情况是A57种,减去甲在首位的A46种,再减去乙在末位的A46种.注意到甲在首位同时乙在末位的情况被减去了两次,所以还需补回一次A35种,所以共有A57-2A46+A35=1 860(种)排法.跟踪训练4 解6门课总的排法是A66,其中不符合要求的可分为体育排在第一节,有A55种排法;数学排在最后一节,有A55种排法,但这两种方法,都包括体育排在第一节,数学排在最后一节,这种情况有A44种排法.因此符合条件的排法有A66-2A55+A44=504(种).例5 解(1)个位上的数字必须是0或5.个位上是0,有A45个;个位上是5,若不含0,则有A44个;若含0,但0不作首位,则0的位置有A13种排法,其余各位有A34种排法,故共有A45+A44+A13A34=216(个)能被5整除的五位数.(2)能被3整除的条件是各位数字之和能被3整除,则5个数可能有{1,2,3,4,5}和{0,1,2,4,5}两种情况,能够组成的五位数分别有A55个和A14A44个.故能被3整除的五位数有A55+A14A44=216(个).(3)由于是六位数,首位数字不能为0,首位数字为1有A55个数,首位数字为2,万位上为0,1,3中的一个,有3A44个数,∴240 135的项数是A55+3A44+1=193,即240 135是数列的第193项.跟踪训练5 解(1)第一类,首位为奇数的奇偶数字相间且无重复数字的六位数.第一步:把1,3,5三个数排列在奇数位上,有A33种方法.第二步:把0,2,4三个数排列在偶数位上,有A33种方法.根据分步乘法计数原理,可得首位为奇数的奇偶数字相间且无重复数字的六位数有A33·A33=36(个).第二类,首位为偶数的奇偶数字相间且无重复数字的六位数.第一步:把1,3,5三个数排列在偶数位上,有A33种方法.第二步:把0,2,4三个数排列在奇数位上,有2×A22种方法.根据分步乘法计数原理,可得首位为偶数的奇偶数字相间且无重复数字的六位数有A33×2×A22=24(个).根据分类加法计数原理可得满足条件的六位数共有36+24=60(个).(2)第一类,当数字“1”在首位时,其他数字不受限制,其排列方法有A55种,所以当数字“1”在首位时,满足条件的六位数共有A55=120(个).第二类,当数字“1”不在首位时,根据数字“1”只能在奇数位上,数字“1”的位置只能在千位或十位,有2种选择,数字“0”不能在首位,有4种选择,其他数字不受条件限制,其排列方法有A44种,所以当数字“1”不在首位时,满足条件的六位数共有2×4×A44=192(个).根据分类加法计数原理,可得满足条件的六位数共有120+192=312(个).当堂训练1.C 2.B 3.A 4.240 5.240。
《排列》教案一、教学目标1. 知识目标:了解排列的概念,能够利用排列的方法计算不同情景下的项数和种类。
2. 能力目标:培养学生分析问题、归纳总结的能力,提高解决问题的能力和思维能力。
3. 情感目标:培养学生合作学习和互相协作的意识,增强学生解决问题的自信心。
二、教学重难点1. 教学重点:掌握排列的定义和基本计算方法。
2. 教学难点:在复杂问题中应用排列的方法进行计算。
三、教学过程1. 导入新课引入排列的概念,通过问题引入,让学生感受排列的应用场景。
例如:小明手里有3种颜色的糖果,他想把这些糖果放进一袋子里,问他一共有多少种不同的放法呢?2. 讲解排列的定义和性质向学生介绍排列的概念,即从给定的元素中按一定的顺序选取若干个进行排列。
同时解释排列的两个基本要素:元素的个数和选取元素的顺序。
3. 讲解排列的计算方法以简单的问题为例,向学生讲解如何计算排列的种类。
通过分析问题,归纳总结出排列的计算方法,如利用等差数列的性质或乘法原理进行计算。
4. 练习排列的计算让学生进行一些基础的排列计算练习,通过练习巩固掌握排列的计算方法。
5. 拓展排列的应用引导学生思考排列在日常生活中的应用场景,例如:某活动有5个游戏项目,一共有10位同学参加,每位同学只能参加一个项目,问共有多少种不同的组队方式?6. 讨论排列问题将学生分成小组,让小组成员之间互相讨论和比较不同排列问题的计算方法,并交流解题思路。
7. 解决实际问题教师出示一些实际的排列问题,让学生利用所学的排列计算方法进行解决。
并进行讨论和总结。
8. 知识点总结再次总结排列的概念、性质和计算方法,并进行知识点的梳理和归纳。
9. 课堂作业布置相关的课后作业,巩固学生对排列知识的掌握程度。
四、教学反思通过本节教学,学生能够了解排列的概念、性质和计算方法,并能够应用排列的思维解决问题。
同时,通过小组合作和讨论的形式,培养了学生合作学习和互相协作的意识。
为了提高教学效果,可以在课堂中提供更多的排列应用案例,并采用更多的互动方式培养学生的解决问题的能力和思维能力。
人教B版数学选修2-3《1.1基本计数原理》说课稿各位老师,大家好,我今天说课的课题是《基本计数原理》,我将从教材、学情、教学策略、教学过程、板书设计、教学反思等几个方面对本节课进行说明。
一、教材分析本节课是人教B版的数学教材选修2-3第一章第一节第一课,本节课所讲授的两个基本计数原理,即分类加法原理与分步乘法原理,是本章继续学习排列、组合的基础,学生能否理解并能应用两个基本原理,是学好本章知识的一个关键,本节课建议安排两课时,本节为第一课时,根据其在教材中的地位,结合课标的要求,设置了如下的教学目标:1、知识目标理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理,并能应用两个基本原理分析、解决一些简单的应用问题。
2、能力目标在概念形成的过程中培养学生的总结与概括能力,在解决实际问题过程中锻炼学生逻辑思维能力。
3、情感目标让学生体验知识从生活中来又应用到生活中去得过程,培养学生用数学的眼光观察世界和用数学的思想思考世界的习惯。
教学重点是两个基本计数原理的内容。
难点是如何正确是用两个基本计数原理来解决实际问题。
二、学情分析高二学段的高中生已经具备较好的计算能力和基本的逻辑思维能力,但是对于实际问题的生活背景了解不多,对问题中创设的实际背景和如何完成一件事的含义的理解将成为学生运用两个基本计数原理解决问题是的瓶颈,所以找到如何完成一项实际任务的方法,是应用过程中难点。
三、教学策略本课由于内容比较简单学生通过预习多都能够看懂,在实际授课时,我将使用更能贴近学生生活的实例,以激发学生的求知欲和学习热情。
采用教师启发、学生小组合作学习方式进行教学,利用多媒体课件展示引例的问题环境,引导学生思维,具体的分析比较进而归纳出两个基本计数原理,遵循从特殊到一般的思维过程,在学生现有的认知基础上,促使其获取知识,让学生始终保持高水平的思维活动水平,增强学习效果。
四、教学过程1、设置情景,引入新课使用多媒体课件展示郑板桥《咏雪》让学生齐读古诗并请学生对古诗进行自由鉴赏。
排列与组合复习课教学目的:1.使学生掌握两个原理和排列组合的概念、计算等内容,并能比较熟练地运用.2.通过问题形成过程和解决方法的分析,提高学生分析问题和解决问题的能力.3.引导养成学生分析过程、深刻思考、灵活运用的习惯和态度.教学过程:一、知识点:1.分类计数原理2.分步计数原理3.排列概念: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..... 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m nA 表示. 5.排列数公式:(1)(2)(1)m n A n n n n m =---+(,,m n N m n *∈≤)6.阶乘:!n 表示正整数1到n 的连乘积,叫做n 的阶乘规定0!1=.7.排列数的另一个计算公式:m n A =!()!n n m - . 8. 组合的概念: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.9.组合数的概念: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m n C 表示. 10.组合数公式:(1)(2)(1)!m mn nm m A n n n n m C A m ---+== 或)!(!!m n m n C m n -=),,(n m N m n ≤∈*且. 11.组合数的性质1:m n n m n C C -=.规定:10=n C .12.组合数的性质2:m n C 1+=mn C +1-m n C . 二、解题思路:解排列组合问题,首先要弄清一件事是“分类”还是“分步”完成,对于元素之间的关系,还要考虑“是有序”的还是“无序的”,也就是会正确使用分类计数原理和分步计数原理、排列定义和组合定义,其次,对一些复杂的带有附加条件的问题,需掌握以下几种常用的解题方法:1.特殊优先法:对于存在特殊元素或者特殊位置的排列组合问题,我们可以从这些特殊的东西入手,先解决特殊元素或特殊位置,再去解决其它元素或位置,这种解法叫做特殊优先法.例如:用0、1、2、3、4这5个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有________个.(答案:30个)2.科学分类法:对于较复杂的排列组合问题,由于情况繁多,因此要对各种不同情况,进行科学分类,以便有条不紊地进行解答,避免重复或遗漏现象发生例如:从6台原装计算机和5台组装计算机中任取5台,其中至少有原装与组装计算机各两台,则不同的选取法有_______种.(答案:350)3.插空法:解决一些不相邻问题时,可以先排一些元素然后插入其余元素,使问题得以解决例如:7人站成一行,如果甲乙两人不相邻,则不同排法种数是______.(答案:3600)4.捆绑法:相邻元素的排列,可以采用“整体到局部”的排法,即将相邻的元素当成“一个”元素进行排列,然后再局部排列例如:6名同学坐成一排,其中甲、乙必须坐在一起的不同坐法是________种.(答案:240)5.排除法 (间接法,去伪法):从总体中排除不符合条件的方法数,这是一种间接解题的方法.6.排列组合应用题往往和代数、三角、立体几何、平面解析几何的某些知识联系,从而增加了问题的综合性,解答这类应用题时,要注意使用相关知识对答案进行取舍.例如:从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax+By+C=0中的A、B、C,所得的经过坐标原点的直线有_________条.(答案:30)三、讲解范例:例1由数字1、2、3、4、5、6、7组成无重复数字的七位数(1)求三个偶数必相邻的七位数的个数;(2)求三个偶数互不相邻的七位数的个数.例2 将A、B、C、D、E、F分成三组,共有多少种不同的分法?例3一排九个坐位有六个人坐,若每个空位两边都坐有人,共有多少种不同的坐法?四、课堂练习:1.从{1、2、3、4、…、20}中任选3个不同的数,使这三个数成等差数列,这样的等差数列最多有()90个(B)180个(C)200个(D)120个2.男女学生共有8 人,从男生中选取2人,且从女生中选取1人,共有30种不同的选法,其中女生有()(A)2人或3人(B)3人或4人(C)3人(D)4人3.从编号分别为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11的11个球中,取出5个小球,使这5个小球的编号之和为奇数,其方法总数为()(A)200 (B)230 (C)236 (D)2064.兰州某车队有装有A ,B ,C ,D ,E ,F 六种货物的卡车各一辆,把这些货物运到西安,要求装A 种货物,B 种货物与E 种货物的车,到达西安的顺序必须是A ,B ,E (可以不相邻,且先发的车先到),则这六辆车发车的顺序有几种不同的方案( ) (A )80 (B )120(C )240 (D )3605.用0,1,2,3,4这五个数字组成无重复数字的五位数,其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的五位数的个数是( )(A )48 (B )36 (C )28 (D )126.某药品研究所研制了5种消炎药,,,,,54321a a a a a 4种退烧药,,,,4321b b b b 现从中取出两种消炎药和一种退烧药同时使用进行疗效实验,但又知,,21a a 两种药必须同时使用,且43,b a 两种药不能同时使用,则不同的实验方案有( )(A )27种 (B )26种 (C )16种 (D )14种7.某池塘有A ,B ,C 三只小船,A 船可乘3人,B 船可乘2 人,C 船可乘1 人,今天3个成人和2 个儿童分乘这些船只,为安全起见,儿童必须由成人陪同方能乘船,他们分乘这些船只的方法共有( )120种 (B )81种 (C )72种 (D )27种8.梯形的两条对角线把梯形分成四部分,每一部分涂一种颜色,任何相邻(具有公共边)的两部分涂不同的颜色,则不同的涂色方法有( )180种 (B )240种 (C )260种 (D )320种9.10个相同的小球放入编号为1,2,3的三个盒子内,要求每个盒子的球数不小于它的编号数,则不同的放法共有______种10.从单词“equation ”中选取5个不同的字母排成一排,含有“qu ”(其中“qu ”相连且顺序不变)的不同的排列共有( )120个 (B )480个 (C )720个 (D )840个11.将5枚相同的纪念邮票和8张相同的明信片作为礼品送给甲、乙两名学生,全部分完且每人至少有一件礼品,不同的分法是( )(A )52 (B )40 (C )38 (D )11五、小结 :1.m个不同的元素必须相邻,有m m A 种“捆绑”方法。
高中数学教案选修全套人教版选修2-3第一章计数原理1.1分类加法计数原理与分部乘法计数原理探究与发现子集的个数有多少1.2排列与组合探究与发现组合数的两个性质1.3二项式定理小结第二章随机变量及其分布2.1离散型随机变量及其分布列2.2二项分布及其应用阅读与思考这样的买彩票方式可行吗?探究与发现服从二项分布的随机变量取何值时概率最大2.3离散型随机变量的均值与方差2.4正态分布信息技术应用µ,б对正态分布的影响小结第三章统计案例3.1回归分析的基本思想及其初步应用3.2独立性检验的基本思想及其初步应用实习作业小结第一章计数原理1.1分类加法计数原理和分步乘法计数原理第一课时1 分类加法计数原理(1)提出问题问题1.1:用一个大写的英文字母或一个阿拉伯数字给教室里的座位编号,总共能够编出多少种不同的号码?问题1.2:从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车.如果一天中火车有3班,汽车有2班.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?(2)发现新知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nmN+=种不同的方法.(3)知识应用例1.在填写高考志愿表时,一名高中毕业生了解到,A,B两所大学各有一些自己感兴趣的强项专业,具体情况如下: A大学 B大学生物学数学化学会计学医学信息技术学物理学法学工程学如果这名同学只能选一个专业,那么他共有多少种选择呢?分析:由于这名同学在 A , B 两所大学中只能选择一所,而且只能选择一个专业,又由于两所大学没有共同的强项专业,因此符合分类加法计数原理的条件.解:这名同学可以选择 A , B 两所大学中的一所.在 A 大学中有 5 种专业选择方法,在 B 大学中有 4 种专业选择方法.又由于没有一个强项专业是两所大学共有的,因此根据分类加法计数原理,这名同学可能的专业选择共有5+4=9(种).变式:若还有C 大学,其中强项专业为:新闻学、金融学、人力资源学.那么,这名同学可能的专业选择共有多少种?探究:如果完成一件事有三类不同方案,在第1类方案中有1m 种不同的方法,在第2类方案中有2m 种不同的方法,在第3类方案中有3m 种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?如果完成一件事情有n 类不同方案,在每一类中都有若干种不同方法,那么应当如何计数呢? 一般归纳:完成一件事情,有n 类办法,在第1类办法中有1m 种不同的方法,在第2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n m m m N +⋅⋅⋅++=21种不同的方法.理解分类加法计数原理:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,完成一件事要分为若干类,各类的方法相互独立,各类中的各种方法也相对独立,用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事.例2.一蚂蚁沿着长方体的棱,从的一个顶点爬到相对的另一个顶点的最近路线共有多少条? 解:从总体上看,如,蚂蚁从顶点A 爬到顶点C1有三类方法,从局部上看每类又需两步完成,所以, 第一类, m1 = 1×2 = 2 条 第二类, m2 = 1×2 = 2 条第三类, m3 = 1×2 = 2 条所以, 根据加法原理, 从顶点A 到顶点C1最近路线共有 N = 2 + 2 + 2 = 6 条练习: ( 1 )一件工作可以用 2 种方法完成,有 5 人只会用第 1 种方法完成,另有 4 人只会用第 2 种方法完成,从中选出 l 人来完成这件工作,不同选法的种数是_ ; ( 2 )从 A 村去 B 村的道路有 3 条,从 B 村去 C 村的道路有 2 条,从 A 村经 B 的路线有_条.第二课时2 分步乘法计数原理 (1)提出问题问题2.1:用前6个大写英文字母和1—9九个阿拉伯数字,以1A ,2A ,…,1B ,2B ,…的方式给教室里的座位编号,总共能编出多少个不同的号码?用列举法可以列出所有可能的号码:我们还可以这样来思考:由于前 6 个英文字母中的任意一个都能与 9 个数字中的任何一个组成一个号码,而且它们各不相同,因此共有 6×9 = 54 个不同的号码. (2)发现新知分步乘法计数原理 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 nm N ⨯= 种不同的方法. (3)知识应用例1.设某班有男生30名,女生24名. 现要从中选出男、女生各一名代表班级参加比赛,共有多少种不同的选法? 分析:选出一组参赛代表,可以分两个步骤.第 l 步选男生.第2步选女生. 解:第 1 步,从 30 名男生中选出1人,有30种不同选择;第 2 步,从24 名女生中选出1人,有 24 种不同选择.根据分步乘法计数原理,共有30×24 =720 种不同的选法.一般归纳:完成一件事情,需要分成n 个步骤,做第1步有1m 种不同的方法,做第2步有2m 种不同的方法……做第n 步有n m 种不同的方法.那么完成这件事共有n m m m N ⨯⋅⋅⋅⨯⨯=21种不同的方法. 理解分步乘法计数原理:分步计数原理针对的是“分步”问题,完成一件事要分为若干步,各个步骤相互依存,完成任何其中的一步都不能完成该件事,只有当各个步骤都完成后,才算完成这件事. 3.理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理异同点 ①相同点:都是完成一件事的不同方法种数的问题②不同点:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,完成一件事要分为若干类,各类的方法相互独立,各类中的各种方法也相对独立,用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事,是独立完成;而分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,完成一件事要分为若干步,各个步骤相互依存,完成任何其中的一步都不能完成该件事,只有当各个步骤都完成后,才算完成这件事,是合作完成.例2 .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?解: 按地图A 、B 、C 、D 四个区域依次分四步完成,第一步, m1 = 3 种, 第二步, m2 = 2 种, 第三步, m3 = 1 种, 第四步, m4 = 1 种, 所以根据乘法原理, 得到不同的涂色方案种数共有N = 3 × 2 ×1×1 = 6第三课时3 综合应用例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2本不同的体育书. ①从书架上任取1本书,有多少种不同的取法?②从书架的第1、2、3层各取1本书,有多少种不同的取法? ③从书架上任取两本不同学科的书,有多少种不同的取法? 【分析】①要完成的事是“取一本书”,由于不论取书架的哪一层的书都可以完成了这件事,因此是分类问题,应用分类计数原理. ②要完成的事是“从书架的第1、2、3层中各取一本书”,由于取一层中的一本书都只完成了这件事的一部分,只有第1、2、3层都取后,才能完成这件事,因此是分步问题,应用分步计数原理.③要完成的事是“取2本不同学科的书”,先要考虑的是取哪两个学科的书,如取计算机和文艺书各1本,再要考虑取1本计算机书或取1本文艺书都只完成了这件事的一部分,应用分步计数原理,上述每一种选法都完成后,这件事才能完成,因此这些选法的种数之间还应运用分类计数原理.解: (1) 从书架上任取1本书,有3类方法:第1类方法是从第1层取1本计算机书,有4 种方法;第2 类方法是从第2 层取1本文艺书,有3 种方法;第3类方法是从第 3 层取 1 本体育书,有 2 种方法.根据分类加法计数原理,不同取法的种数是123N m m m =++=4+3+2=9;( 2 )从书架的第 1 , 2 , 3 层各取 1 本书,可以分成3个步骤完成:第 1 步从第 1 层取 1 本计算机书,有 4 种方法;第 2 步从第 2 层取1本文艺书,有 3 种方法;第 3 步从第3层取1 本体育书,有 2 种方法.根据分步乘法计数原理,不同取法的种数是123N m m m =⨯⨯=4×3×2=24 .(3)26232434=⨯+⨯+⨯=N 。
排列【教学目的】理解排列、排列数的概念,了解排列数公式的推导;能用“树型图”写出一个排列中所有的排列;能用排列数公式计算。
【教学重点】排列、排列数的概念。
【教学难点】排列数公式的推导一、问题情景〖问题1〗从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?分析:这个问题就是从甲、乙、丙3名同学中每次选取2名同学,按照参加上午的活动在前,参加下午活动在后的顺序排列,一共有多少种不同的排法的问题,共有6种不同的排法:甲乙甲丙乙甲乙丙丙甲丙乙,其中被取的对象叫做元素。
a b c d这四个字母中,每次取出3个按顺序排成一列,共有多少种不同的排〖问题2〗.从,,,法?分析:解决这个问题分三个步骤:第一步先确定左边的字母,在4个字母中任取1个,有4种方法;第二步确定中间的字母,从余下的3个字母中取,有3种方法;第三步确定右边的字母,从余下的2个字母中取,有2种方法由分步计数原理共有:4×3×2=24种不同的方法,用树型图排出,并写出所有的排列由此可写出所有的排法二、数学构建≤)个元素(这里的被取元素各不相1.排列的概念:从n个不同元素中,任取m(m n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≤)个元素的所有排列的个数叫做2.排列数的定义:从n个不同元素中,任取m(m n从n个元素中取出m元素的排列数,用符号m n A表示注意区别排列和排列数的不同:“一个排列”是指:从n个不同元素中,任取m个元素按照一定的顺序排成一列,不是数;“排≤)个元素的所有列数”是指从n个不同元素中,任取m(m nA只表示排列数,而不表示具排列的个数,是一个数所以符号mn体的排列。
1.2.1排列(第1课时)【教材】人教版数学选修2-3第一章 1.2排列第1课时【教学对象】新丰一中高二(1)学生(临界班学生)一、内容和内容分析本节课是人教版A版《数学选修2-3》第一章第二节的第一节课,排列是一类特殊而重要的计数问题,教科书从简化运算的角度提出了排列的学习任务,通过具体实例概括而得出排列的概念,应用分步计数原理得出排列数公式,对于排列,有两个想法贯穿始终,一是根据一类问题的特点和规律寻找简便的计数方法,就像乘法作为加法的简便运算一样,而是注意应用两个计数原理思考和解决问题。
本节课具有承上启下的地位,理解排列的概念是应用分步计数原理推导排列数公式的前提,对具体的排列问题的分析又为排列数公式提供了基础。
排列数公式的推导过程是分步计数原理的一个重要应用,同时,排列数公式又是推导组合数公式的主要依据。
基于学生的认知规律,本节课只是对排列和排列数公式的初步认识,在后面知识的学习过程中,逐步加深理解和灵活运用。
本节课的教学重点是排列的概念、排列数公式,教学难点是排列的概念,排列的概念有一定的抽象性,本节课结合教科书的编排,采取了由特殊到一般的归纳思想来建构概念的理解过程,通过引导学生分析三个典型事例,从中归纳出共同特征,再进一步概括出本质特征,得出排列的定义,再跟进10个具体的事例多角度加深对概念的理解,并多次强调一个排列的特点,n个不同的元素,取出m个元素,元素的顺序,奠定学生对排列定义的理解基础,为后面组合概念的提出埋下伏笔。
同时通过有规律的展示分步计数原理得到的一长串排列数,为后面水到渠成得到排列数公式做好铺垫,排列数公式的简单应用体现了排列简化步骤的优点,让学生直观感受学习排列的必要。
二、教学目标:1.理解并能熟练掌握求排列的一般方法,对不同题型寻求到一种恰当的解答方式。
2.进一步培养学生分析问题、解决问题的能力,体验数学思想方法的发现和运用带来的解题便利,体会数学的实用价值和魅力。
《排列》教学设计
河南济源市第一中学:温玉萍
教学目标:
1、通过观察、猜测、操作等活动,找出最简单的事物的排列数
2、经历探索简单事物排列规律的过程。
3、培养学生有顺序地全面地思考问题的意识。
4、感受数学与生活的紧密联系,激发学生学好数学的信心。
教学重点:自主探究,掌握有序排列,并用所学知识解决实际生活的问题;
教学难点:怎样排列可以不重复、不遗漏
教学流程:
(一) 复习提问:
1、分布计数原理(乘法原理)和分类计数原理(加法原理)
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m 1种不同的方法,在第二类办法中有
m 2种不同的方法,……,在第n 类办法中有m n 种不同的方法.那么完成这件事共有N =m 1十m 2十…十m n 种不同的方法.
乘法原理:做一件事,完成它需要分成n 个步骤,做第一步有m 1种不同的方法,做第二步有m 2种不同的方法,……,做第n 步有m n 种不同的方法.那么完成这件事共有N =m 1 m 2…m n 种不同的方法.
2、两个原理的区别
(二)引入新课练习
1、某同学要在周日一整天参加培训班,分上下午两个班,共五门课程,不重复选取,共有多少中选法?
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。
从A 村经B 村去C 村,共有多少种不同的走法? 老师把两个题型归类,做小结,引入新课
(三)新课讲解
1、什么叫排列?(找同学归纳)
从n 个不同元素中,任取m(n m ≤)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....
老师:强调关键词
举生活实例:(1)照相问题
(2)参加运动会问题
(3)班级组织班干部问题
2、排列数(让同学归纳)
(1)定义:从n 个不同元素中,任取m(n m ≤)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m n A 表示.
提问:用符号表示课前练习的排列数.
探讨:由2n A 引入m n A
(2)排列数公式:m n A =n(n-1)(n-2)…(n-m+1)
探讨:11m m n n A nA --=
(四)例题精练
例1、某班主任从14个人中任选两人分别担任班长和团书记,所有选法的总数为多少种?
例2、(1)有5本不同的书,从中选取3本送给三名同学,每人各一本,共有多少种不同分法?
(2)有5种不同的书,从中选取3本送给三名同学,每人各一本,共有多少种不同分法?
设计:找出两题的区别,试着让学生回答
例3、某信号兵用红、黄、蓝三面旗从上到下挂在竖直的旗杆上来表示信号,每次可以任挂一面,两面,三面,不同的顺序可以表示不同的信号,有多少种不同的信号?
例4、用0—9这10个数字组成没有重复数字的三位数,有多少种排法?
这两道题和学生一起分析作答
变式练习:用0、1、2、3、4、5、6组成满足下列条件的数各多少个?
①无重复数字的四位数;
②无重复数字的四位数偶数;
③无重复数字的四位数且能被5整除;
④个位数字大于十位数字的四位数.
小结:解有条件限制的排列问题思路:①正确选择原理;②处理好特殊元素和特殊位置,先让特殊元素占位,或特殊位置选元素;③再考虑其余元素或其余位置;④数字的排列问题,0不能排在首位
(五)课堂总结
这节课你学到了什么?
排列组合的知识运用非常广泛,与顺序有关的咱们用排列,而生活中还会遇到很多与顺序无关的实例,这又怎么办呢?下节课我们将继续学习。