122组合预习学案(无答案)-黑龙江省佳木斯市第二中学高中数学选修2-3
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1.2.2 组合学习目标:1.了解组合的相关概念,组合数的性质.2.能应用组合数的公式计算相关问题.3.培养学生分析问题、解决问题的能力.学习重点:组合数的性质.学习难点:理解排列与组合的区别.学习方法:尝试、变式、互动一、新知探究1. 组合的定义:___________________________________________________.2. 组合数的定义:_________________________________________________.3. 组合数的计算公式:_____________________________________________.4. 组合数的性质(1):___________________________.(2):___________________________.二、组合的简单应用例1.计算:(1)4737C C + (2)1010010510C C C -∙例2.平面内有10个点,其中任何3个点不共线,以其中任意2个点为端点的(1) 线段有多少条?(2) 有向线段有多少条?例3.一个口袋里装有7个不同白球和1个红球,从口袋中任取5个球:(1) 共有多少种不同的取法?(2)其中恰有一个红球,共有多少种不同的取法?(3) 其中不含红球,共有多少种不同的取法?例4.在产品质量检验时,常从产品中抽出一部分进行检查.现在从98件正品和2件次品共100件产品中,任意抽出3件检查:(1) 共有多少种不同的抽法?(2) 恰好有一件是次品的抽法有多少种?(3) 至少有一件是次品的抽法有多少种?(4) 恰好有一件是次品,再把抽出的3件产品放在展台上,排成一排进行对比展览,共有多少种不同的排法?例5.有9本不同的课外书,分给甲、乙、丙三名同学,求在下列条件下,各有多少种不同的分法?(1)甲得4本,乙得3本,丙得2本;(2)一人得4本,一人得3本,一人得2本;(3)甲、乙、丙各得3本;(4)平均分成三份;(5)分成三份,一份4本,一份3本,一份2本;(6)分成三份,两份2本,一份5本;(7)分成四份,三份2本,一份 3本;(8)分成六份:三份2本,三份1本。
第2课时组合的综合应用学习目标 1.能应用组合知识解决有关组合的简单实际问题.2.能解决有限制条件的组合问题.知识点组合的特点(1)组合的特点是只取不排组合要求n个元素是不同的,被取出的m个元素也是不同的,即从n个不同的元素中进行m 次不放回地取出.(2)组合的特性元素的无序性,即取出的m个元素不讲究顺序,没有位置的要求.(3)相同的组合根据组合的定义,只要两个组合中的元素完全相同(不管顺序如何),就是相同的组合.类型一有限制条件的组合问题例1 课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?(1)至少有一名队长当选;(2)至多有两名女生当选;(3)既要有队长,又要有女生当选.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解(1)C513-C511=825(种)(2)至多有2名女生当选含有三类:有2名女生;只有1名女生;没有女生,所以共有C25C38+C15C48+C58=966(种)选法.(3)分两类:第一类女队长当选,有C412=495(种)选法,第二类女队长没当选,有C14C37+C24C27+C34C17+C44=295(种)选法,所以共有495+295=790(种)选法.反思与感悟有限制条件的抽(选)取问题,主要有两类:一是“含”与“不含”问题,其解法常用直接分步法,即“含”的先取出,“不含”的可把所指元素去掉再取,分步计数;二是“至多”“至少”问题,其解法常有两种解决思路:一是直接分类法,但要注意分类要不重不漏;二是间接法,注意找准对立面,确保不重不漏.跟踪训练1 某食堂每天中午准备4种不同的荤菜,7种不同的蔬菜,用餐者可以按下述方法之一搭配午餐:(1)任选两种荤菜、两种蔬菜和白米饭;(2)任选一种荤菜、两种蔬菜和蛋炒饭.则每天不同午餐的搭配方法共有( )A.210种 B.420种 C.56种 D.22种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 A解析由分类加法计数原理知,两类配餐的搭配方法之和即为所求,所以每天不同午餐的搭配方法共有C24C27+C14C27=210(种).类型二与几何有关的组合应用题例2 如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A,B的六个点C1,C2,…,C6,线段AB上有异于A,B的四个点D1,D2,D3,D4.(1)以这10个点中的3个点为顶点可作多少个三角形?其中含C1点的有多少个?(2)以图中的12个点(包括A,B)中的4个点为顶点,可作出多少个四边形?考点组合的应用题点与几何有关的组合问题解(1)方法一可作出三角形C36+C16·C24+C26·C14=116(个).方法二可作三角形C310-C34=116(个),其中以C1为顶点的三角形有C25+C15·C14+C24=36(个).(2)可作出四边形C46+C36·C16+C26·C26=360(个).反思与感悟(1)图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算.常用直接法,也可采用间接法.(2)在处理几何问题中的组合问题时,应将几何问题抽象成组合问题来解决.跟踪训练2 空间中有10个点,其中有5个点在同一个平面内,其余点无三点共线,无四点共面,则以这些点为顶点,共可构成四面体的个数为( )A.205 B.110 C.204 D.200考点 组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 方法一 可以按从共面的5个点中取0个、1个、2个、3个进行分类,则得到所有的取法总数为C 05C 45+C 15C 35+C 25C 25+C 35C 15=205.方法二 从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,得到所有构成四面体的个数为C 410-C 45=205. 类型三 分组、分配问题命题角度1 不同元素分组、分配问题例3 6本不同的书,分为3组,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)每组2本(平均分组);(2)一组1本,一组2本,一组3本(不平均分组); (3)一组4本,另外两组各1本(局部平均分组). 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)每组2本,均分为3组的方法数为C 26C 24C 22A 33=15×6×16=15.(2)一组1本,一组2本,一组3本的分组种数为C 36C 23C 11=20×3=60. (3)一组4本,另外两组各1本的分组种数为C 46C 12C 11A 22=15×22=15.反思与感悟 一般地,n 个不同的元素分成p 组,各组内元素数目分别为m 1,m 2,…,m p ,其中k 组元素数目相等,那么分组方法数是C m 1n C m 2n -m 1C m 3n -m 1-m 2…C m p m pA kk. 跟踪训练3 6本不同的书,分给甲、乙、丙3人,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)甲2本,乙2本,丙2本; (2)甲1本,乙2本,丙3本; (3)甲4本,乙、丙每人1本; (4)每人2本;(5)一人1本,一人2本,一人3本; (6)一人4本,其余两人每人1本. 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)(2)(3)中,由于每人分的本数固定,属于定向分配问题,由分步乘法计数原理得: (1)共有C 26C 24C 22=90(种)不同的分配方法;(2)共有C16C25C33=60(种)不同的分配方法;(3)共有C46C12C11=30(种)不同的分配方法.(4)(5)(6)属于不定向分配问题,是该类题中比较困难的问题.分配给3人,同一本书给不同的人是不同的分法,属于排列问题.实际上可看作两个步骤:先分为3组,再把这3组分给甲、乙、丙3人的全排列数A33即可.因此,(4)共有C26C24C22÷A33×A33=90(种)不同的分配方法;(5)共有C16C25C33×A33=360(种)不同的分配方法;(6)共有C46C12C11÷A22×A33=90(种)不同的分配方法.命题角度2 相同元素分配问题例4 将6个相同的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子,求下列方法的种数.(1)每个盒子都不空;(2)恰有一个空盒子;(3)恰有两个空盒子.考点排列组合综合问题题点分组分配问题解(1)先把6个相同的小球排成一行,在首尾两球外侧放置一块隔板,然后在小球之间5个空隙中任选3个空隙各插一块隔板,有C35=10(种).(2)恰有一个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选2个空隙各插一块隔板,如|0|000|00|,有C25种插法,然后将剩下的一块隔板与前面任意一块并放形成空盒,如|0|000||00|,有C14种插法,故共有C25·C14=40(种).(3)恰有两个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选1个空隙各插一块隔板,有C15种插法,如|00|0000|,然后将剩下的两块隔板插入形成空盒.①这两块板与前面三块板形成不相邻的两个盒子,如||00||0000|,有C23种插法.②将两块板与前面三块板之一并放,如|00|||0000|,有C13种插法.故共有C15·(C23+C13)=30(种).反思与感悟相同元素分配问题的处理策略(1)隔板法:如果将放有小球的盒子紧挨着成一行放置,便可看作在排成一行的小球的空隙中插入了若干隔板,相邻两块隔板形成一个“盒”.每一种插入隔板的方法对应着小球放入盒子的一种方法,此法称之为隔板法.隔板法专门解决相同元素的分配问题.(2)将n个相同的元素分给m个不同的对象(n≥m),有C m-1n-1种方法.可描述为n-1个空中插入m-1块板.跟踪训练4 某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有( )A.4种B.10种C.18种D.20种考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案 B解析由于只剩一本书,且这些画册、集邮册分别相同,可以从剩余的书的类别进行分析.又由于排列、组合针对的是不同的元素,应从4位朋友中进行选取.第一类:当剩余的一本是画册时,相当于把3本相同的集邮册和1本画册分给4位朋友,只有1位朋友得到画册.即把4位朋友分成人数为1,3的两队,有1个元素的那队分给画册,另一队分给集邮册,有C14种分法.第二类:当剩余的一本是集邮册时,相当于把2本相同的画册和2本相同的集邮册分给4位朋友,有2位朋友得到画册,即把4位朋友分成人数为2,2的两队,一队分给画册,另一队分给集邮册,有C24种分法.因此,满足题意的赠送方法共有C14+C24=4+6=10(种).1.某乒乓球队有9名队员,其中2名是种子选手,现在挑选5名选手参加比赛,种子选手必须在内,那么不同选法共有( )A.26种 B.84种 C.35种 D.21种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 C解析从7名队员中选出3人有C37=7×6×53×2×1=35(种)选法.2.身高各不相同的7名同学排成一排照相,要求正中间的同学最高,左右两边分别顺次一个比一个低,这样的排法种数是( )A.5 040 B.36 C.18 D.20考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析最高的同学站中间,从余下6人中选3人在一侧只有一种站法,另3人在另一侧也只有一种站法,所以排法有C36=20(种).3.直角坐标平面xOy上,平行直线x=n(n=0,1,2,…,5)与平行直线y=n(n=0,1,2,…,5)组成的图形中,矩形共有( )A.25个 B.36个 C.100个 D.225个考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案 D解析从垂直于x轴的6条直线中任取2条,从垂直于y轴的6条直线中任取2条,四条直线相交得出一个矩形,所以矩形总数为C26×C26=15×15=225.4.从7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案140解析安排方案分为两步完成:从7名志愿者中选3人安排在周六参加社区公益活动,有C37种方法;再从剩下的4名志愿者中选3人安排在周日参加社区公益活动,有C34种方法.故不同的安排方案共有C37C34=7×6×53×2×1×4=140(种).5.正六边形顶点和中心共7个点,可组成________个三角形.考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案32解析不共线的三个点可组成一个三角形,7个点中共线的是:正六边形过中心的3条对角线,即共有3种情况,故组成三角形的个数为C37-3=32.1.无限制条件的组合应用题.其解题步骤为:(1)判断;(2)转化;(3)求值;(4)作答.2.有限制条件的组合应用题:(1)“含”与“不含”问题:这类问题的解题思路是将限制条件视为特殊元素和特殊位置,一般来讲,特殊要先满足,其余则“一视同仁”.若正面入手不易,则从反面入手,寻找问题的突破口,即采用排除法.解题时要注意分清“有且仅有”“至多”“至少”“全是”“都不是”“不都是”等词语的确切含义,准确把握分类标准.(2)几何中的计算问题:在处理几何问题中的组合应用问题时,应先明确几何中的点、线、面及构型,明确平面图形和立体图形中的点、线、面之间的关系,将几何问题抽象成组合问题来解决.(3)分组、分配问题: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,是不可区分的,而后者即使两组元素个数相同,但因元素不同,仍然是可区分的.一、选择题1.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取3个不同的数,使其和为奇数,则不同的取法共有( )A.30种 B.33种 C.37种 D.40种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析从1,2,3,…,9这9个数中取出3个不同的数,使其和为奇数的情况包括:(1)取出的3个数都是奇数,取法有C35=10(种);(2)取出的3个数中有2个偶数、1个奇数,取法有C24C15=30(种),根据分类加法计数原理,满足题意的取法共有10+30=40(种).2.某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为( )A.24种 B.14种 C.28种 D.48种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 B解析方法一分两类完成:第1类,选派1名女生、3名男生,有C12·C34种选派方案;第2类,选派2名女生、2名男生,有C22·C24种选派方案.故共有C12·C34+C22·C24=14(种)不同的选派方案.方法二6人中选派4人的组合数为C46,其中都选男生的组合数为C44,所以至少有1名女生的选派方案有C46-C44=14(种).3.直线a∥b,a上有5个点,b上有4个点,以这九个点为顶点的三角形个数为( ) A.C25C14+C15C24B.(C25+C14)(C15+C24)C.C39-9 D.C39-C35考点组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 可以分为两类:a 上取两点,b 上取一点,则可构成三角形个数为C 25C 14;a 上取一点,b 上取两点,则可构成三角形个数为C 15C 24,利用分类加法计数原理可得以这九个点为顶点的三角形个数为C 25C 14+C 15C 24,故选A.4.从乒乓球运动员男5名、女6名中组织一场混合双打比赛,不同的组合方法有( ) A .C 25C 26种 B .C 25A 26种 C .C 25A 22C 26A 22种D .A 25A 26种考点 排列组合综合问题 题点 排列与组合的综合应用 答案 B解析 先从5名男选手中任意选取2名,有C 25种选法,再从6名女选手中任意选择两名与选出的男选手打比赛,有C 26A 22,即A 26种.所以共有C 25A 26种.5.将标号为A ,B ,C ,D ,E ,F 的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张卡片,其中标号为A ,B 的卡片放入同1个信封,则不同的放法共有( ) A .12种 B .18种 C .36种 D .54种 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B解析 由题意知,不同的放法共有C 13C 24=3×4×32=18(种).6.某地招募了20名志愿者,他们编号分别为1号,2号,…,19号,20号,如果要从中任意选取4人再按编号大小分成两组去做一些预备服务工作,其中两个编号较小的人在一组,两个编号较大的人在另一组,那么确保5号与14号入选并被分配到同一组的选取种数是( )A .16B .21C .24D .90 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B 解析 分2类:第1类,5号与14号为编号较大的一组,则另一组编号较小的有C 24=6(种)选取方法. 第2类,5号与14号为编号较小的一组,则编号较大的一组有C 26=15(种)选取方法. 由分类加法计数原理得,共有C 24+C 26=6+15=21(种)选取方法.7.北京《财富》全球论坛期间,某高校有14名志愿者参加接待工作,若每天早、中、晚三班,每班4人,每人每天最多值一班,则开幕式当天不同的排班种数为( ) A .C 1214C 412C 48 B .C 1214A 412A 48 C.C 1214C 412C 48A 33D .C 1214C 412C 48A 38考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 A解析 首先从14人中选出12人共C 1214种,然后将12人平均分为3组共C 412·C 48·C 44A 33种,然后这两步相乘,得C 1214·C 412·C 48A 33.将三组分配下去共C 1214·C 412·C 48种.故选A. 8.假如北京大学给中山市某三所重点中学7个自主招生的推荐名额,则每所中学至少分到一个名额的方法数为( ) A .30 B .21 C .10 D .15 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 D解析 用“隔板法”.在7个名额中间的6个空位上选2个位置加2个隔板,有C 26=15(种)分配方法. 二、填空题9.在2017年的上海高考改革方案中,要求每位考生必须在物理、化学、生物、政治、历史、地理6门学科中选择3门学科参加等级考试.小明同学决定在生物、政治、历史三门中至多选择一门,那么小明同学的选择方案有________种. 考点 组合的应用题点 有限制条件的组合问题 答案 10解析 ①在生物、政治、历史三门中选择1门,则在物理、化学、地理中选2门,有C 13C 23=9(种)选法;②在生物、政治、历史三门中选择0门,则物理、化学、地理全选,有C 33=1(种)选法. 共有选法9+1=10(种).10.如图所示的几何体是由一个正三棱锥P -ABC 与正三棱柱ABC -A 1B 1C 1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面涂色(底面A 1B 1C 1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的涂色方案共有______种.考点涂色问题题点涂色问题答案12解析先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,然后涂三棱柱的三个侧面,共有C13×C12×C11×C12=3×2×1×2=12(种)不同的涂法.11.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用答案60解析一、二、三等奖,三个人获得,有A34=24(种).一、二、三等奖,有一个人获得2张,一个人获得1张,共有C23A24=36(种),共有24+36=60(种)不同的获奖情况.三、解答题12.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,求不同取法的种数.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解若没有红色卡片,则需从黄、蓝、绿三色卡片中选3张,若都不同色,则有C14×C14×C14=64(种),若2张同色,则有C23×C12×C24×C14=144(种),若红色卡片有1张,剩余2张不同色,则有C14×C23×C14×C14=192(种),剩余2张同色,则有C14×C13×C24=72(种),所以共有64+144+192+72=472(种)不同的取法.13.现有8名青年,其中有5名能胜任英语翻译工作,有4名能胜任德语翻译工作(其中有1名青年两项工作都能胜任).现在要从中挑选5名青年承担一项任务,其中3名从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,则有多少种不同的选法?考点排列组合综合问题题点分组分配问题解可以分三类.精品试卷第一类,让两项工作都能胜任的青年从事英语翻译工作,有C24C23种选法;第二类,让两项工作都能胜任的青年从事德语翻译工作,有C34C13种选法;第三类,让两项工作都能胜任的青年不从事任何工作,有C34C23种选法.根据分类加法计数原理,一共有C24C23+C34C13+C34C23=42(种)不同的选法.四、探究与拓展14.20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒内的球数不小于它的编号数,则不同的放法种数为________.考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案120解析先在编号为2,3的盒内分别放入1,2个球,还剩17个小球,三个盒内分别至少再放入1个球,将17个球排成一排,有16个空隙,插入2块挡板分为三堆放入三个盒中即可,共C216=120(种)方法.15.已知10件不同产品中有4件是次品,现对它们进行一一测试,直至找出所有4件次品为止.(1)若恰在第5次测试,才测试到第一件次品,第10次才找到最后一件次品,则这样的不同测试方法数是多少?(2)若恰在第5次测试后,就找出了所有4件次品,则这样的不同测试方法数是多少?考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用解(1)先排前4次测试,只能取正品,有A46种不同测试方法,再从4件次品中选2件排在第5和第10的位置上测试,有C24A22=A24(种)测法,再排余下4件的测试位置,有A44种测法.所以共有不同测试方法A46·A24·A44=103 680(种).(2)第5次测试恰为最后一件次品,另3件在前4次中出现,从而前4次有一件正品出现,所以共有不同测试方法C16C34A44=576(种).欢迎下载。
1.2.3组合与组合数公式课前预习学案一、预习目标预习:(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式(2)正确认识组合与排列的区别与联系(3)会解决一些简单的组合问题二、预习内容1.组合的定义:2.组合与排列的区别与联系(1)共同点。
(2)不同点。
3.组合数mA= = =n4.归纳提升(1)区分组合与排列(2)组合数计算问题三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式(2)正确认识组合与排列的区别与联系(3)会解决一些简单的组合问题学习重难点:组合与排列的区分二、学习过程问题探究情境问题一:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?问题二:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?合作探究:探究1:组合的定义?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.探究2:排列与组合的概念有什么共同点与不同点? 不同点: 排列与元素的顺序有关, 而组合则与元素的顺序无关.共同点: 都要“从n 个不同元素中任取m 个元素” 问题三:判断下列问题是组合问题还是排列问题?(1)设集合A={a ,b ,c ,d ,e },则集合A 的含有3个元素的子集有多少个? (2)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票? 组合是选择的结果,排列是选择后再排序的结果.探究3:写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的所有组合abc , abd , acd ,bcd 每一个组合又能对应几个排列?问题四:你能得出组合数的计算公式吗?mn C = = =规定: 典例分析例1判断下列问题是排列问题还是组合问题?(1)a 、b 、c 、d 四支足球队之间进行单循环比赛,共需要多少场比赛? (2)a 、b 、c 、d 四支足球队争夺冠亚军,有多少场不同的比赛? 变式训练1 已知ABCDE 五个元素,写出取出3个元素的所有组合 例2计算下列各式的值(1)97999699C C组合 排列abc abd acd bcdabc baccababd baddabacd caddacbcd cbddbc(2)nn n nC C 321383+-+ 变式训练2 (1)解方程247353---=x x x A C (2)已知m8765C 10711求m m mCCC=+三、反思总结1区分组合与排列 2组合数的计算公式的说明① ② ③ ④ 四、当堂检测1、计算=++293828C C C ( )A120 B240 C60 D480 2、已知2n C =10,则n=( )A10 B5 C3 D23、如果436m m C A =,则m=( )A6 B7 C8 D9答案:1、A 2、B 3、B课后练习与提高1、给出下面几个问题,其中是组合问题的有( )①由1,2,3,4构成的2个元素的集合 ②五个队进行单循环比赛的分组情况 ③由1,2,3组成两位数的不同方法数④由1,2,3组成无重复数字的两位数 A ①③ B ②④ C ①② D ①②④2、rr C C -++1710110的不同值有( )A1个 B2个 C3个 D4个3、已知集合A={1,2,3,4,5,6},B={1,2},若集合M 满足B ⊂M ⊂A ,则这样的集合M 共有 ( )A12个 B13个 C14个 D15个 4、已知的值为与则n m ,43211+-==m nmn m nC C C5、若x 满足112x 1x 3C 2-+-+<x x C ,则x=6、已知的值求n ,15)4(420231355+-++++=n n n n A C n C参考答案:1C 2B 3C 4 m=14,n=34 5 2,3,4,5, 6 n=21.2.4组合应用题课前预习学案一、预习目标预习:(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式(2)会解决一些简单的组合问题(3)体会简单的排列组合综合问题二、预习内容1.组合的定义:2.组合数mA= = =n3. 课本几个组合应用题,并将24页的探究写在下面三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究学案一、学习目标(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式(2)会解决一些简单的组合问题(3)体会简单的排列组合综合问题学习重难点:解决一些简单的组合典型问题二、学习过程问题探究情境问题一:高一(1)班有30名男生,20名女生,现要抽取6人参加一次有意义的活动,问一下条件下有多少种不同的抽法?⑴只在男生中抽取⑵男女生各一半⑶女生至少一人问题二:10个不同的小球,装入3个不同的盒子中,每盒至少一个,共有多少种装法?合作探究:完成问题一问题二的方法总结①②典例分析例1六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?(1)甲不站两端;(2)甲、乙必须相邻;(3)甲、乙不相邻;(4)甲、乙之间间隔两人;(5)甲、乙站在两端;(6)甲不站左端,乙不站右端. 变式练习1.、7名学生站成一排,下列情况各有多少种不同的排法?(1)甲乙必须排在一起;(2)甲、乙、丙互不相邻;(3)甲乙相邻,但不和丙相邻.例2.平面上给定10个点,任意三点不共线,由这10个点确定的直线中,无三条直线交于同一点(除原10点外),无两条直线互相平行。
1.2.2 组合【教学目标】①了解组合和组合数的意义,能运用所学的组合知识,正确地解决实际问题;②培养归纳概括能力;③从中体会“化归”的数学思想【教学重点】组合、组合数的概念【教学难点】排列问题与组合问题的区分一、课前预习1.从n 个______的元素中,____________个元素________,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合..... 两个组合相同的含义为:________________________________. 2.从n 个______的元素中______________个元素的所有组合的_______,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.且组合数公式为)*,,.(___________n m N m n C m n ≤∈=排列数与组合数的关系:________=m nA . 组合数公式为.________________________===m n C 规定 0n C =______.3.组合数的性质:(1)__________________(2)__________________4.[思考] 怎样区分排列问题与组合问题?二、课上学习例1、 (1)写出从甲、乙、丙三个元素种任取两个元素的所有组合:(请比较组合与排列的关系)(2) 写出从A,B,C,D,E 五个元素中任取3个元素的所有组合:例2、计算:(1)28310C C + (2)1010063858)(C C C C ++例3、计算(1)21025242322C C C C C Λ++++ (2)31019710098100)(A C C ÷+例4、 现在有4名女生,5名男生.(1)从中选2名同学去参加会议,有多少种不同的选法?(2)从中选男、女生各2名去参加会议,有多少中不同的选法?(3)从中选2名同学去参加会议,其中至少有1名女生,有多少种不同的选法?例5、车间有11名工人,其中5名男工是钳工,4名女工是车工,另外两名老师傅既能当车工又能当钳工.现在要在这11名工人里选派4名钳工,4名车工修理一台机床,有多少种选派方法?例6、有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式?(1)分成1本,2本,3本三组;(2)分给甲、乙、丙三人,其中一个人1本,一个人2本,一个人3本;(3)分成每组都是2本的三个组;(4)分给甲、乙、丙三个人,每个人2本.三、课后练习1.平面上有5个点,其中任何3个点都不共线,那么可以连成的三角形的个数是().A8 .B7 .C6 .D102.从4台A型笔记本电脑和5台B型笔记本电脑中任意选取3台,其中至少要有A型和B 型笔记本电脑各一台,则不同的选取方法共有().A140种.B84种.C70种.D35种3.从1,2,3,…,10这10个数字中任取四个数,使它们的和为奇数,共有_____种取法.4.将6种不同的礼物,平均分成3份,有多少种不同的分法?5.按下列条件,从12人中选出5人,有多少种不同的选法?(1)甲、乙、丙三人必须当选;(2)甲、乙、丙三人不能当选;(3)甲必须当选,乙、丙不能当选;(4)甲、乙、丙三人只有1人当选;(5)甲、乙、丙三人至多2人当选;(6)甲、乙、丙三人至少1人当选.6.有10名同学,其中6名男生,4名女生去参加夏令营活动,为了活动需要,要从这10名学生中任意选取3名同学去采集自然标本.(1)共有多少种不同的选法?(2)恰有1名女生的选法有多少种?(3)恰有2名女生的选法有多少种?(4)至少有1名女生的选法有多少种?(5)至多有1名女生的选法有多少种?(6)恰有1名女生,再分配这3名同学分别去三个不同的区域采集标本,有多少种不同的选法?7.把四个不同的小球放入三个分别标有1~3号的盒子中:(1)不许有空盒子的放法有多少种?(2)允许有空盒子的放法有多少种?(3)若把四个小球分别标上1~4的标号,不许有空盒子且任意一个小球都不能放入标有相同标号的盒子中,共有多少种不同的放法?。
高中数学选修2-3学案1.2.2组合(2)一、学习目标:1.掌握带有较复杂限制条件的组合问题的处理方法;2.掌握分组分配问题的处理方法.学习重点:带有较复杂限制条件的组合问题的处理方法;分组分配问题的处理方法.二、基本知识:1、组合的定义:2、组合数公式:3、组合与排列的区别:4、组合数的两个计算性质:三、典型例题例1、在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;(5)甲、乙、丙三人至少1人参加.例2、(1)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的有向线段共有多少条?四、课堂练习1.从4名男生,2名女生中,选2人参加某项活动,至少有一名女生参加的选法有________种.2.从正方体ABCD-A′B′C′D′的8个顶点中选取4个作为四面体的顶点,可得到的不同的四面体的个数为________.3.(2013·课标全国卷)从n个正整数1,2,…,n中任意取出两个不同的数,若取出的两数之和等于5的概率为114,则n=________.学习笔记高中数学选修2-3学案学习笔记4.12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案共有________.5.“抗震救灾,众志成城”,在我国“四川5·12”抗震救灾中,某医院从10名医疗专家中抽调6名奔赴赈灾前线,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家.问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?——★参考答案★——例1.解:(1)512C =792(种)不同的选法.(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有29C =36(种)不同的选法.(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有59C =126(种)不同的选法.(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有13C =3(种)选法,再从另外的9人中选4人有49C 种选法,共有1439C C =378(种)不同的选法. (5)方法一 (直接法)可分为三类:第一类:甲、乙、丙中有1人参加,共有1439C C 种; 第二类:甲、乙、丙中有2人参加,共有2339C C 种; 第三类:甲、乙、丙3人均参加,共有3239C C 种. 共有1439C C +2339C C +3239C C =666(种)不同的选法. 方法二 (间接法)12人中任意选5人共有512C 种,甲、乙、丙三人不能参加的有59C 种,所以,共有512C -59C =666(种)不同的选法.例2.解 (1)以平面内10个点中每2个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有C 210=10×91×2=45(条). (2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有A 210=10×9=90(条). 课堂练习1.[[解析]] 法一 分两类, ①一男一女,共有4×2=8种; ②两女,只有1种,共有8+1=9种.法二 间接法C 26-C 24=15-6=9种.[[答案]] 92.[[解析]] 从8个顶点中任取4个有C 48种方法,从中去掉6个面和6个对角面,所以有C 48-12=58个不同的四面体.[[答案]] 583.[[解析]] 由题意知n >4,取出的两数之和等于5的有两种情况:1,4和2,3,所以P =2C 2n =114,即n 2-n -56=0,解得n =-7(舍去)或n =8.[[答案]]84.[[解析]]先从12名同学选4个上第一个路口,再从剩下的8名同学选4个上第二个路口,那么剩下的4名同学上第三个路口,则不同的分配方案共有C412C48C44=34 650种.[[答案]]34 6505.解(1)分步:首先从4名外科专家中任选2名,有C24种选法,再从除外科专家的6人中选取4人,有C46种选法,所以共有C24·C46=90(种)抽调方法.(2)“至少”的含义是不低于,有两种解答方法.方法一(直接法)按选取的外科专家的人数分类:①选2名外科专家,共有C24·C46种选法;②选3名外科专家,共有C34·C36种选法;③选4名外科专家,共有C44·C26种选法;根据分类加法计数原理,共有C24·C46+C34·C36+C44·C26=185(种)抽调方法.方法二(间接法)不考虑是否有外科专家,共有C610种选法,考虑选取1名外科专家参加,有C14·C56种选法;没有外科专家参加,有C66种选法,所以共有:C610-C14·C56-C66=185(种)抽调方法.(3)“至多2名”包括“没有”、“有1名”、“有2名”三种情况,分类解答.①没有外科专家参加,有C66种选法;②有1名外科专家参加,有C14·C56种选法;③有2名外科专家参加,有C24·C46种选法.所以共有C66+C14·C56+C24·C46=115(种)抽调方法.。
高中新课程数学(新课标人教A 版)选修2-3《1.2.2 组合》教案4例6. 一位教练的足球队共有 17 名初级学员,他们中以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一个足球队的上场队员是11人.问:(l)这位教练从这 17 名学员中可以形成多少种学员上场方案?(2)如果在选出11名上场队员时,还要确定其中的守门员,那么教练员有多少种方式做这件事情?分析:对于(1),根据题意,17名学员没有角色差异,地位完全一样,因此这是一个从 17 个不同元素中选出11个元素的组合问题;对于( 2 ) ,守门员的位置是特殊的,其余上场学员的地位没有差异,因此这是一个分步完成的组合问题.解: (1)由于上场学员没有角色差异,所以可以形成的学员上场方案有 C }手= 12 376 (种) .(2)教练员可以分两步完成这件事情:第1步,从17名学员中选出 n 人组成上场小组,共有1117C 种选法;第2步,从选出的 n 人中选出 1 名守门员,共有111C 种选法.所以教练员做这件事情的方法数有1111711C C ⨯=136136(种). 例7.(1)平面内有10 个点,以其中每2 个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有 10 个点,以其中每 2 个点为端点的有向线段共有多少条?解:(1)以平面内 10 个点中每 2 个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有 2101094512C ⨯==⨯(条). (2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有21010990A =⨯=(条).例8.在 100 件产品中,有 98 件合格品,2 件次品.从这 100 件产品中任意抽出 3 件 .(1)有多少种不同的抽法?(2)抽出的 3 件中恰好有 1 件是次品的抽法有多少种?(3)抽出的 3 件中至少有 1 件是次品的抽法有多少种?解:(1)所求的不同抽法的种数,就是从100件产品中取出3件的组合数,所以共有 31001009998123C ⨯⨯=⨯⨯= 161700 (种). (2)从2 件次品中抽出 1 件次品的抽法有12C 种,从 98 件合格品中抽出 2 件合格品的抽法有298C 种,因此抽出的 3 件中恰好有 1 件次品的抽法有12298C C ⋅=9506(种). (3)解法 1 从 100 件产品抽出的 3 件中至少有 1 件是次品,包括有1件次品和有 2件次品两种情况.在第(2)小题中已求得其中1件是次品的抽法有12298C C ⋅种,因此根据分类加法计数原理,抽出的3 件中至少有一件是次品的抽法有12298C C ⋅+21298C C ⋅=9 604 (种) .解法2 抽出的3 件产品中至少有 1 件是次品的抽法的种数,也就是从100件中抽出3 件的抽法种数减去3 件中都是合格品的抽法的种数,即3310098C C -=161 700-152 096 = 9 604 (种). 说明:“至少”“至多”的问题,通常用分类法或间接法求解。
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。
1.2.2 组合(1)教学目的:1.理解组合的意义,掌握组合数的计算公式;2.能正确认识组合与排列的联系与区别.3.指导学生根据生活经验和问题的内涵领悟其中体现出来的顺序.举一反三、融会贯通.教学重点:组合的概念和组合数公式.教学难点:组合的概念和组合数公式.授课类型:新授课.课时安排:1课时.教具:多媒体、实物投影仪情境设置一、问题1(1)、从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?(2)从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动,有多少种不同的选法?二、问题2有6本不同的书:(1)取出3本分给三个同学每人1本,有几种不同的分法?(2)取出4本给甲,有几种不同的取法?三、温故而知新什么叫做排列?排列的特征是什么?一般地说,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.新知探究一、组合定义1、一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,不论次序地构成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.2、排列与元素的顺序有关,而组合与元素的顺序无关,这是它的根本区别.3、排列与组合,它们有什么共同点、不同点?共同点:都要“从n 个不同元素中任取m 个元素”不同点:对于所取出的元素,排列要“按照一定的顺序排成一列”,而组合却是“不管怎样的顺序并成一组”.4、什么是两个相同的排列? 什么是两个相同的组合?二、组合数1、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.记为即时体验例1.判断下列问题是组合问题还是排列问题?(1)设集合A ={a ,b ,c ,d ,e },则集合A 的含有3个元素的子集有多少个?(组合问题)(2)10名同学分成人数相同的数学和英语两个学习小组,共有多少种分法?(组合问题)(3)从4个风景点中选出2个去游览,有多少种不同的方法?(组合问题)四、计算组合数1、引入:从4个不同元素a 、b 、c 、d 中取出3个元素的组合数是多少?启发:由于排列是先组合再排列.........,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A 可以求得,故我们可以考察一下34C 和34A 的关系,如下:组合排列dcb cdb bdc dbc cbd bcd bcd dca cda adc dac cad acd acddba bda adb dab bad abd abdcba bca acb cab bac abc abc,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,→→→→ 由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A ,可以分如下两步:①考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有34C 个;②对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有33A 种方法.由分步计数原理得:34A =⋅34C 33A ,所以,333434A A C =. 2、求从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,可看作以下2个步骤得到:第1步,从这n 个不同元素中取出m 个元素,共有种不同的取法; 第2步,将取出的m 个元素做全排列,共有种不同的排法. m nC mn C mm A根据分步计数原理得:m n A =m n C m m A ⋅.3、组合数的公式:(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 即时体验例2.计算:(1)47C ;(2)710C ; (1)解:4776544!C ⨯⨯⨯==35; (2)解法1:710109876547!C ⨯⨯⨯⨯⨯⨯==120. 解法2:71010!10987!3!3!C ⨯⨯===120. 例3.4名男生和6名女生组成至少有1个男生参加的三人社会实践活动小组,问组成方法共有多少种?解法一:(直接法)小组构成有三种情形:3男,2男1女,1男2女,分别有34C ,1624C C ⋅,2614C C ⋅, 所以,一共有34C +1624C C ⋅+2614C C ⋅=100种方法.解法二:(间接法)10036310=-C C 巩固练习:1.(1)从9名同学中选两名同学担任正副班长,共有多少种不同的选法.(2)若选出两名代表参加一个会议,共有多少种不同的选法.(1)72种(2)36种2.(1)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有10个点,以其中每2个点为端点的有向线段共有多少条?(1)45条(2)90条3.在10件产品中,有8件合格品,2件次品.从这10件产品中任意抽出3件(1)有多少种不同的抽法?(2)抽出的3件中恰好有1件是次品的抽法有多少种?(3)抽出的3件中至少有1件是次品的抽法有多少种?(1)310C(2)1228C C ( 3) 310C -38C课堂小结:①主要学习了组合、组合数的概念.②利用组合和排列的关系得到了组合数公式. 板书设计:(略)教学反思:。
1.2.2组合教学目标:知识与技能:理解组合的意义,能写出一些简单问题的所有组合。
明确组合与排列的联系与区别,能判断一个问题是排列问题还是组合问题。
过程与方法:了解组合数的意义,理解排列数mn A 与组合数 之间的联系,掌握组合数公式,能运用组合数公式进行计算。
情感、态度与价值观:能运用组合要领分析简单的实际问题,提高分析问题的能力。
教学重点:组合的概念和组合数公式教学难点:组合的概念和组合数公式授课类型:新授课课时安排:2课时教 具:多媒体、实物投影仪内容分析: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.指导学生根据生活经验和问题的内涵领悟其中体现出来的顺序.教的秘诀在于度,学的真谛在于悟,只有学生真正理解了,才能举一反三、融会贯通.能列举出某种方法时,让学生通过交换元素位置的办法加以鉴别.学生易于辨别组合、全排列问题,而排列问题就是先组合后全排列.在求解排列、组合问题时,可引导学生找出两定义的关系后,按以下两步思考:首先要考虑如何选出符合题意要求的元素来,选出元素后再去考虑是否要对元素进行排队,即第一步仅从组合的角度考虑,第二步则考虑元素是否需全排列,如果不需要,是组合问题;否则是排列问题.排列、组合问题大都来源于同学们生活和学习中所熟悉的情景,解题思路通常是依据具体做事的过程,用数学的原理和语言加以表述.也可以说解排列、组合题就是从生活经验、知识经验、具体情景的出发,正确领会问题的实质,抽象出“按部就班”的处理问题的过程.据笔者观察,有些同学之所以学习中感到抽象,不知如何思考,并不是因为数学知识跟不上,而是因为平时做事、考虑问题就缺乏条理性,或解题思路是自己主观想象的做法(很可能是有悖于常理或常规的做法).要解决这个问题,需要师生一道在分析问题时要根据实际情况,怎么做事就怎么分析,若能借助适当的工具,模拟做事的过程,则更能说明问题.久而久之,学生的逻辑思维能力将会大大提高.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1m 种不同的方法,在第二类办法中有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 12n N m m 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n 个步骤,做第一步有1m 种不同m n C的方法,做第二步有2m 种不同的方法,……,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法3.排列的概念: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mn A 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.提出问题:示例1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?示例2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动,有多少种不同的选法? 引导观察:示例1中不但要求选出2名同学,而且还要按照一定的顺序“排列”,而示例2只要求选出2名同学,是与顺序无关的引出课题:组合... 二、讲解新课:1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 个元素的一个组合说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同例1.判断下列问题是组合还是排列(1)在北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?有多少种不同的飞机票价?(2)高中部11个班进行篮球单循环比赛,需要进行多少场比赛?(3)从全班23人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?选出三人参加某项劳动,有多少种不同的选法?(4)10个人互相通信一次,共写了多少封信?(5)10个人互通电话一次,共多少个电话?问题:(1)1、2、3和3、1、2是相同的组合吗?(2)什么样的两个组合就叫相同的组合 2.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mn C 表示. 3.组合数公式的推导:(1)从4个不同元素,,,a b c d 中取出3个元素的组合数34C 是多少呢?启发:由于排列是先组合再排列.........,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A 可以求得,故我们可以考察一下34C 和34A 的关系,如下:组 合 排列dcb cdb bdc dbc cbd bcd bcd dca cda adc dac cad acd acd dba bda adb dab bad abd abd cba bca acb cab bac abc abc ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,→→→→ 由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A ,可以分如下两步:① 考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有34C 个;② 对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有33A 种方法.由分步计数原理得:34A =⋅34C 33A ,所以,333434A A C =. (2)推广:一般地,求从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数mn A ,可以分如下两步: ① 先求从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数m n C ;② 求每一个组合中m 个元素全排列数m m A ,根据分步计数原理得:m n A =m n C m m A ⋅. (3)组合数的公式:(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 规定: 01n C =.三、讲解范例:例2.用计算器计算710C .解:由计算器可得例3.计算:(1)47C ; (2)710C ; (1)解: 4776544!C ⨯⨯⨯==35; (2)解法1:710109876547!C ⨯⨯⨯⨯⨯⨯==120.解法2:71010!10987!3!3!C ⨯⨯===120. 例4.求证:11+⋅-+=m n m n C m n m C . 证明:∵)!(!!m n m n C m n -= 111!(1)!(1)!m n m m n C n mn m m n m +++⋅=⋅--+-- =1!(1)!()(1)!m n m n m n m +⋅+--- =!!()!n m n m - ∴11+⋅-+=m n m n C mn m C 例5.设,+∈N x 求321132-+--+x x x x C C 的值解:由题意可得:⎩⎨⎧-≥+-≥-321132x x x x ,解得24x ≤≤, ∵x N +∈, ∴2x =或3x =或4x =,当2x =时原式值为7;当3x =时原式值为7;当4x =时原式值为11.∴所求值为4或7或11.例6. 一位教练的足球队共有 17 名初级学员,他们中以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一个足球队的上场队员是11人.问:(l)这位教练从这 17 名学员中可以形成多少种学员上场方案?(2)如果在选出11名上场队员时,还要确定其中的守门员,那么教练员有多少种方式做这件事情?分析:对于(1),根据题意,17名学员没有角色差异,地位完全一样,因此这是一个从 17 个不同元素中选出11个元素的组合问题;对于( 2 ) ,守门员的位置是特殊的,其余上场学员的地位没有差异,因此这是一个分步完成的组合问题.解: (1)由于上场学员没有角色差异,所以可以形成的学员上场方案有 C }手= 12 376 (种) .(2)教练员可以分两步完成这件事情:第1步,从17名学员中选出 n 人组成上场小组,共有1117C 种选法;第2步,从选出的 n 人中选出 1 名守门员,共有111C 种选法.所以教练员做这件事情的方法数有1111711C C ⨯=136136(种).例7.(1)平面内有10 个点,以其中每2 个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有 10 个点,以其中每 2 个点为端点的有向线段共有多少条?解:(1)以平面内 10 个点中每 2 个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有 2101094512C ⨯==⨯(条). (2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有21010990A =⨯=(条).例8.在 100 件产品中,有 98 件合格品,2 件次品.从这 100 件产品中任意抽出 3 件 .(1)有多少种不同的抽法?(2)抽出的 3 件中恰好有 1 件是次品的抽法有多少种?(3)抽出的 3 件中至少有 1 件是次品的抽法有多少种?解:(1)所求的不同抽法的种数,就是从100件产品中取出3件的组合数,所以共有 31001009998123C ⨯⨯=⨯⨯= 161700 (种). (2)从2 件次品中抽出 1 件次品的抽法有12C 种,从 98 件合格品中抽出 2 件合格品的抽法有298C 种,因此抽出的 3 件中恰好有 1 件次品的抽法有12298C C ⋅=9506(种). (3)解法 1 从 100 件产品抽出的 3 件中至少有 1 件是次品,包括有1件次品和有 2 件次品两种情况.在第(2)小题中已求得其中1件是次品的抽法有12298C C ⋅种,因此根据分类加法计数原理,抽出的3 件中至少有一件是次品的抽法有12298C C ⋅+21298C C ⋅=9 604 (种) . 解法2 抽出的3 件产品中至少有 1 件是次品的抽法的种数,也就是从100件中抽出3 件的抽法种数减去3 件中都是合格品的抽法的种数,即3310098C C -=161 700-152 096 = 9 604 (种).说明:“至少”“至多”的问题,通常用分类法或间接法求解。
§1.2.2组合教学目标:知识与技能:理解组合的意义,能写出一些简单问题的所有组合。
明确组合与排列的联系与区别,能判断一个问题是排列问题还是组合问题。
过程与方法:了解组合数的意义,理解排列数m n A 与组合数 之间的联系,掌握组合数公式,能运用组合数公式进行计算。
情感、态度与价值观:能运用组合要领分析简单的实际问题,提高分析问题的能力。
教学重点:组合的概念和组合数公式 教学难点:组合的概念和组合数公式 授课类型:新授课 课时安排:2课时 内容分析: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.指导学生根据生活经验和问题的内涵领悟其中体现出来的顺序.教的秘诀在于度,学的真谛在于悟,只有学生真正理解了,才能举一反三、融会贯通.能列举出某种方法时,让学生通过交换元素位置的办法加以鉴别.学生易于辨别组合、全排列问题,而排列问题就是先组合后全排列.在求解排列、组合问题时,可引导学生找出两定义的关系后,按以下两步思考:首先要考虑如何选出符合题意要求的元素来,选出元素后再去考虑是否要对元素进行排队,即第一步仅从组合的角度考虑,第二步则考虑元素是否需全排列,如果不需要,是组合问题;否则是排列问题.排列、组合问题大都来源于同学们生活和学习中所熟悉的情景,解题思路通常是依据具体做事的过程,用数学的原理和语言加以表述.也可以说解排列、组合题就是从生活经验、知识经验、具体情景的出发,正确领会问题的实质,抽象出“按部就班”的处理问题的过程.据笔者观察,有些同学之所以学习中感到抽象,不知如何思考,并不是因为数学知识跟不上,而是因为平时做事、考虑问题就缺乏条理性,或解题思路是自己主观想象的做法(很可能是有悖于常理或常规的做法).要解决这个问题,需要师生一道在分析问题时要根据实际情况,怎么做事就怎么分析,若能借助适当的工具,模拟做事的过程,则更能说明问题.久而久之,学生的逻辑思维能力将会大大提高.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1m 种不同的方法,在第二类办法中有2m 种不同的方法,……,在第n 类办法中有n m12n N m m 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n 个步骤,做第一步有1m 种不同的方法,做第二步有2m 种不同的方法,……,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法mn C3.排列的概念: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mn A 表示5.排列数公式:(1)(2)(1)mn A n n n n m =---+(,,m n N m n *∈≤)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:mn A =!()!n n m -8.提出问题:示例1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?示例2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动,有多少种不同的选法? 引导观察:示例1中不但要求选出2名同学,而且还要按照一定的顺序“排列”,而示例2只要求选出2名同学,是与顺序无关的引出课题:组合...二、讲解新课: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个元素的一个组合说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同 例1.判断下列问题是组合还是排列(1)在北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?有多少种不同的飞机票价?(2)高中部11个班进行篮球单循环比赛,需要进行多少场比赛?(3)从全班23人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?选出三人参加某项劳动,有多少种不同的选法?(4)10个人互相通信一次,共写了多少封信? (5)10个人互通电话一次,共多少个电话? 问题:(1)1、2、3和3、1、2是相同的组合吗? (2)什么样的两个组合就叫相同的组合2.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mn C 表示.3.组合数公式的推导:(1)从4个不同元素,,,a b c d 中取出3个元素的组合数34C 是多少呢?启发:由于排列是先组合再排列.........,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A 可以求得,故我们可以考察一下34C 和34A 的关系,如下:组 合 排列dcbcdb bdc dbc cbd bcd bcd dca cda adc dac cad acd acd dba bda adb dab bad abd abd cba bca acb cab bac abc abc ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,→→→→ 由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数34A ,可以分如下两步:① 考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有34C 个;② 对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有33A 种方法.由分步计数原理得:34A =⋅34C 33A ,所以,333434A A C =.(2)推广:一般地,求从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数mn A ,可以分如下两步: ① 先求从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数mn C ;② 求每一个组合中m 个元素全排列数m m A ,根据分步计数原理得:m n A =m n C mm A ⋅.(3)组合数的公式:(1)(2)(1)!m m n nm m A n n n n m C A m ---+==或)!(!!m n m n C mn -=,,(n m N m n ≤∈*且 规定: 01nC =.三、讲解范例:例2.用计算器计算710C .解:由计算器可得例3.计算:(1)47C ; (2)710C ;(1)解: 4776544!C ⨯⨯⨯==35;(2)解法1:710109876547!C ⨯⨯⨯⨯⨯⨯==120.解法2:71010!10987!3!3!C ⨯⨯===120.例4.求证:11+⋅-+=m n mn C mn m C .证明:∵)!(!!m n m n C mn -=111!(1)!(1)!m nm m n C n mn m m n m +++⋅=⋅--+-- =1!(1)!()(1)!m n m n m n m +⋅+---=!!()!n m n m -∴11+⋅-+=m n mn C mn m C例5.设,+∈N x 求321132-+--+x x x x C C 的值解:由题意可得:⎩⎨⎧-≥+-≥-321132x x x x ,解得24x ≤≤, ∵x N +∈, ∴2x =或3x =或4x =,当2x =时原式值为7;当3x =时原式值为7;当4x =时原式值为11. ∴所求值为4或7或11.例6. 一位教练的足球队共有 17 名初级学员,他们中以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一个足球队的上场队员是11人.问:(l)这位教练从这 17 名学员中可以形成多少种学员上场方案?(2)如果在选出11名上场队员时,还要确定其中的守门员,那么教练员有多少种方式做这件事情? 分析:对于(1),根据题意,17名学员没有角色差异,地位完全一样,因此这是一个从 17 个不同元素中选出11个元素的组合问题;对于( 2 ) ,守门员的位置是特殊的,其余上场学员的地位没有差异,因此这是一个分步完成的组合问题.解: (1)由于上场学员没有角色差异,所以可以形成的学员上场方案有 C }手= 12 376 (种) . (2)教练员可以分两步完成这件事情:第1步,从17名学员中选出 n 人组成上场小组,共有1117C 种选法; 第2步,从选出的 n 人中选出 1 名守门员,共有111C 种选法. 所以教练员做这件事情的方法数有1111711C C ⨯=136136(种).例7.(1)平面内有10 个点,以其中每2 个点为端点的线段共有多少条?(2)平面内有 10 个点,以其中每 2 个点为端点的有向线段共有多少条?解:(1)以平面内 10 个点中每 2 个点为端点的线段的条数,就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数,即线段共有2101094512C⨯==⨯(条). (2)由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点,以平面内10个点中每 2 个点为端点的有向线段的条数,就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数,即有向线段共有21010990A =⨯=(条).例8.在 100 件产品中,有 98 件合格品,2 件次品.从这 100 件产品中任意抽出 3 件 .(1)有多少种不同的抽法?(2)抽出的 3 件中恰好有 1 件是次品的抽法有多少种? (3)抽出的 3 件中至少有 1 件是次品的抽法有多少种?解:(1)所求的不同抽法的种数,就是从100件产品中取出3件的组合数,所以共有31001009998123C⨯⨯=⨯⨯= 161700 (种).(2)从2 件次品中抽出 1 件次品的抽法有12C 种,从 98 件合格品中抽出 2 件合格品的抽法有298C 种,因此抽出的 3 件中恰好有 1 件次品的抽法有12298C C ⋅=9506(种).(3)解法 1 从 100 件产品抽出的 3 件中至少有 1 件是次品,包括有1件次品和有 2 件次品两种情况.在第(2)小题中已求得其中1件是次品的抽法有12298C C ⋅种,因此根据分类加法计数原理,抽出的3 件中至少有一件是次品的抽法有12298C C ⋅+21298C C ⋅=9 604 (种) .解法2 抽出的3 件产品中至少有 1 件是次品的抽法的种数,也就是从100件中抽出3 件的抽法种数减去3 件中都是合格品的抽法的种数,即3310098C C -=161 700-152 096 = 9 604 (种).说明:“至少”“至多”的问题,通常用分类法或间接法求解。
课题: 组合(一) (自主预习案) 编号:8
【学习目标】1.理解组合和组合数的概念和意义,理解并能掌握组合数的计算公式;
2.能正确认识组合与排列的联系与区别。
【重点难点】理解组合的意义,掌握组合数的计算公式
【知识梳理】 课前准备预习教材第21页-23页完成下面内容:
问题1.回顾知识点:排列的概念,排列数的定义,排列数公式 ;
问题2. ①从甲、已、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?
②从甲、已、丙3名同学中选出2名参加一项活动,有多少种不同选法?
问题3.⑴组合的概念:__________ _____________________________
特点有___________________________________________________________
⑵组合数的概念:_______________________________________
⑶组合数公式 :
①__________________________________②______________________________________
(4)0n C == __________ n
n C ==__________
【我的收获】
【预习检测】
1.甲、乙、丙、丁4个足球队单循环赛,列出:
(1)所有各场比赛的双方;(2)所有冠亚军的可能情况。
2.已知平面内A,B,C,D这4个点都不在一条直线上,写出由其中3点为顶点的所有三角形。