大学数学排列组合
- 格式:doc
- 大小:330.50 KB
- 文档页数:10
排列组合__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________1.理解排列组合的概念.2.能利用计数原理推导排列公式、组合公式.3.熟练掌握排列、组合的性质.4.能解决简单的实际问题.1.排列与组合的概念:(1)排列: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.注意:○1如无特别说明,取出的m个元素都是不重复的.○2排列的定义中包括两个基本内容,一是“取出元素”,二是“按照一定的顺序排列”.○3从定义知,只有当元素完全相同,并且元素排列的顺序也完全相同时,才是同一个排列.○4在定义中规定m≤n,如果m=n,称作全排列.○5在定义中“一定顺序”就是说与位置有关.○6如何判断一个具体问题是不是排列问题,就要看从n个不同元素中取出m个元素后,再安排这m个元素时是有顺序还是无顺序,有顺序就是排列,无顺序就不是排列.(2)组合:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)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.注意:○1如果两个组合中的元素完全相同,不管它们的顺序如何,都是相同的组合,组合的定义中包含两个基本内容:一是“取出元素”;二是“并成一组”,“并成一组”即表示与顺序无关.○2当两个组合中的元素不完全相同(即使只有一个元素不同),就是不同的组合.○3组合与排列问题的共同点,都要“从n个不同元素中,任取m(m≤n)个不同元素”;不同点:前者是“不管顺序并成一组”,而后者要“按照一定顺序排成一列”.○4根据定义区分排列问题、组合问题.2.排列数与组合数:(1)排列数的定义:一般地,我们把从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫A表示.做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号mn(2)组合数的定义: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.排列数公式与组合数公式: (1)排列数公式:(1)(2)(1),m n A n n n n m =--⋅⋅⋅-+其中m ,n *∈N ,且m ≤n .(2)全排列、阶乘、排列数公式的阶乘表示.○1全排列: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. ○2阶乘:自然数1到n 的连乘积,叫做n 的阶乘,用n !表示,即!.nn A n = ○3由此排列数公式(1)(2)(1)mnA n n n n m =---+L (1)(2)(1)()21()21n n n n m n m n m ⋅-⋅-⋅⋅-+⋅-⋅⋅⋅=-⋅⋅⋅L L L !.()!n n m =-所以!.()!mn n A n m =-(3)组合数公式:!.!()!m n n C m n m =-(4)组合数的两个性质: 性质1:.mn mn nC C -=性质2:11.m mm n n n C C C -+=+类型一.排列的定义例1:判断下列问题是不是排列,为什么?(1)从甲、乙、丙三名同学中选出两名参加一项活动,其中一名同学参加上午的活动,另一名同学参加下午的活动.(2)从甲、乙、丙三名同学中选出两名同学参加一项活动.[解析] (1)是排列问题,因为选出的两名同学参加的活动与顺序有关. (2)不是排列问题,因为选出的两名同学参加的活动与顺序无关.练习1:判断下列问题是不是排列,为什么?(1)从2、3、4这三个数字中取出两个,一个为幂底数,一个为幂指数.(2)集合M ={1,2,…,9}中,任取相异的两个元素作为a ,b ,可以得到多少个焦点在x 轴上的椭圆方程22221x y a b +=和多少个焦点在x 轴上的双曲线方程2222 1.x y a b-=[解析] (1)是排列问题,一个为幂底数,一个为幂指数,两个数字一旦交换顺序,产生的结果不同,即与顺序有关.(2)第一问不是第二问是.若方程22221x y a b +=表示焦点在x 轴上的椭圆,则必有a >b ,a ,b 的大小一定;在双曲线22221x y a b -=中,不管a >b 还是a <b ,方程22221x y a b-=均表示焦点在x 轴上的双曲线,且是不同的双曲线,故这是排列.类型二.组合的定义例2: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 的子集中含有3个元素的有多少个? (2)某铁路线上有5个车站,则这条线上共需准备多少种车票?多少种票价? [解析] (1)因为本问题与元素顺序无关,故是组合问题.(2)因为甲站到乙站,与乙站到甲站车票是不同的,故是排列问题,但票价与顺序无关,甲站到乙站,与乙站到甲站是同一种票价,故是组合问题.练习1:判断下列问题是组合问题还是排列问题.(1)3人去干5种不同的工作,每人干一种,有多少种分工方法?(2)把3本相同的书分给5个学生,每人最多得1本,有几种分配方法?[解析] (1)因为分工方法是从5种不同的工作中取出3种,按一定次序分给3个人去干,故是排列问题.(2)因为3本书是相同的,无论把3本书分给哪三人,都不需考虑他们的顺序,故是组合问题. 类型三.排列数与组合数例3:计算下列各式. (1)57;A(2)212;A(3)77.A[解析] [答案] (1)57A =7×6×5×4×3=2520; (2)213A =13×12=156;(3)77A =7×6×5×4×3×2×1=5040.练习1:乘积m (m +1)(m +2)…(m +20)可表示为( ) A.2m A B.21m AC.2020m A +D.2120m A +[答案] D[解析] 排列的顺序为由小到大,故n =m +20,而项数是21故可表示为2120.m A + 例4:计算98100C [答案] 98100982100100100100994950.21C C C -⨯====⨯练习2:计算972959898982C C C ++[答案] 原式1231223298989898989898992()()C C C C C C C C =++=+++=3399100161700.C C +==类型四.排列问题例5:3个女生和5个男生排成一排.(1)如果女生必须全排在一起,可有多少种不同的排法? (2)如果女生必须全分开,可有多少种不同的排法?[解析] (1)(捆绑法)因为3个女生必须排在一起,所以可以先把她们看成一个整体,这样同5个男生合在一起共有6个元素,排成一排有66A 种不同排法.对于其中的每一种排法,3个女生之间又都有33A 种不同的排法,因此共有63634320A A ⋅=种不同的排法.(2)(插空法)要保证女生全分开,可先把5个男生排好,每两个相邻的男生之间留出一个空档,这样共有4个空档,加上两边两个男生外侧的两个位置,共有六个位置,再把3个女生插入这六个位置中,只要保证每个位置至多插入一个女生,就能保证任意两个女生都不相邻.由于5个男生排成一排有55A 种不同排法,对于其中任意一种排法,从上述六个位置中选出三个来让3个女生插入都有36A 种不同排法,因此共有535614400A A ⋅=种不同的排法.练习1:3个女生和5个男生排成一排.(1)如果两端都不能排女生,可有多少种不同的排法? (2)如果两端不能都排女生,可有多少种不同的排法?[解析] (1)因为两端不能排女生,所以两端只能挑选5个男生中的2个,有25A 种不同排法,对于其中的任意一种排法,其余六位都有66A 种排法,所以共有2656A A ⋅=14400种不同的排法.(2)3个女生和5个男生排成一排有88A 种排法,从中减去两端都是女生的排法2636A A ⋅种,就能得到两端不都是女生的排法种数,因此共有82683636000A A A -⋅=种不同的排法.类型五.组合问题例6:高中一年级8个班协商组成年级篮球队,共需10名队员,每个班至少要出1名,不同的组队方式有多少种?[解析] 本题实质上可以看作把2件相同的礼品分到8个小组去,共有1288C C +36=种方案.练习1: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,不同的选法共有多少种?[解析] 共分三步完成,第一步满足甲任务,有210C 种选法,第二步满足乙任务有18C 种选法,第三步满足丙任务,有17C 种选法,故共有21110872520C C C =种不同选法.类型六.排列与组合综合问题例7:某校乒乓球队有男运动员10人和女运动员9人,选出男女运动员各3名参加三场混合双打比赛(每名运动员只限参加一场比赛),共有多少种不同参赛方法?[答案] 362880[解析] 从10名男运动员中选3名有310C 种,从9名女运动员中选3名有39C 种;选出的6名运动员去配对,这里不妨设选出的男运动员为A ,B ,C ;先让A 选择女运动员,有3种不同选法;B 选择女运动员的方法有2种;C 只有1种选法了,共有选法3×2×1=6种;最后这3对男女混合选手的出场顺序为33A ,根据分步计数原理,共有33310936362880C C A ⨯⨯=种不同参赛方法.练习1:在1,2,3,4,5这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为偶数的共有( )A.36个B.24个C.18个D.6个 [答案] A[解析] 由各位数字之和为偶数,可知所求三位数由2个奇数和1个偶数组成,由乘法原理,各位数字之和为偶数的数共有21332336C C A ⋅⋅=个.1.89×90×91×…×100可表示为( ) A.10100A B.11100AC.12100AD.13100A[答案] C 2.已知123934,n n A A --=则n 等于( )A.5B.6C.7D.8[答案] C3.将6名学生排成两排,每排3人,则不同的排法种数有( ) A.36 B.120 C.720 D.140 [答案] C4.6名同学排成一排,其中甲、乙两人排在一起的不同排法有( ) A.720种 B.360种 C.240种 D.120种 [答案] C5.若266,xC C =则x 的值是( ) A.2B.4C.4或2D.0[答案] C 6.1171010r r C C +-+可能的值的个数为( )A.1个B.2个C.3个D.无数个 [答案] B7.某校一年级有5个班,二年级有7个班,三年级有4个班,分年级举行班与班之间的篮球单循环赛,共需进行比赛的场数是( ) A.222574C C C ++ B.222574C C C C.222574A A A ++D.216C[答案] A8.有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,不同的分配方法有( )A.90种B.180种C.270种D.540种[答案] D_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________基础巩固1.某乒乓球队共有男女队员18人,现从中选出男、女队员各1人组成一对双打组合,由于在男队员中有2人主攻单打项目,不参与双打组合,这样一共有64种组合方式,则乒乓球队中男队员的人数为( ) A.10人 B.8人 C.6人 D.12人 [答案] A2.将4个不同的小球随意放入3个不同的盒子,使每个盒子都不空的放法种数是( ) A.1334A A B.2343C AC.3242C AD.132442C C C[答案] B3.有3名男生和5名女生照相,如果男生不排在是左边且不相邻,则不同的排法种数为( ) A.3538A A B.5354A AC.5355A AD.5356A A[答案] C4.8位同学,每位相互赠照片一张,则总共要赠________张照片. [答案] 565.5名学生和5名老师站一排,其中学生不相邻的站法有________种. [答案] 864006.由0,1,2,3,4,5组成无重复数字的六位数,其中个位数字小于百位数字的数共有________个.[答案] 3007.有10个三好学生的名额,分配给高三年级6个班,每班至少一个名额,共有________种不同的分配方案.[答案] 1268.从10名学生中选出5人参加一个会议,其中甲、乙两人有且仅有1人参加,则选法种数为________.[答案] 140能力提升1.(2015四川卷)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000大的偶数共有( )A.144个B.120个C.96个D.72个[答案] B2.(2014四川卷)方程22ay b x c =+中的,,{3,2,0,1,2,3}a b c ∈--,且,,a b c 互不相同,在所有这些方程所表示的曲线中,不同的抛物线共有( )A.60条B.62条C.71条D.80条[答案] B3.(2014辽宁卷)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( ) A .144 B .120 C .72 D .24[答案] D4.在由数字1,2,3,4,5组成的所有没有重复数字的5位数中,大于23145且小于43521的数共有( )A.56个B.57个C.58个D.60个[答案] C5.某地奥运火炬接力传递路线共分6段,传递活动分别由6名火炬手完成.如果第一棒火炬手只能从甲、乙、丙三人中产生,最后一棒火炬手只能从甲、乙两人中产生,则不同的传递方案共有________种.(用数字作答)【答案】 966.(2014北京卷)把5件不同产品摆成一排,若产品A 与产品B 相邻,且产品A 与产品C 不相邻,则不同的摆法有__________种.[答案] 367.(2015上海卷)在报名的3名男教师和6名女教师中,选取5人参加义务献血,要求男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为_________(结果用数值表示).[答案] 1208.从数字0,1,3,5,7中取出不同的三个数作系数,可以组成多少个不同的一元二次方程ax 2+bx +c =0?其中有实根的方程有多少个?[答案] 先考虑组成一元二次方程的问题:首先确定a ,只能从1,3,5,7中选一个,有14A 种,然后从余下的4个数中任选两个作b 、c ,有24A 种.所以由分步计数原理,共组成一元二次方程:124448A A ⋅=个.方程更有实根,必须满足240.b ac -≥分类讨论如下:当c =0时,a ,b 可在1,3,5,7中任取两个排列,有24A 个;当c ≠0时,分析判别式知b 只能取5,7.当b 取5时,a ,c 只能取1,3这两个数,有22A 个;当b 取7时a ,c 可取1,3或1,5这两组数,有222A 个,此时共有22222A A +个.由分类计数原理知,有实根的一元二次方程共有:2224222A A A ++=18个.课程顾问签字: 教学主管签字:。
让我们一起学习数字的排列组合数字的排列组合是数学中的一个重要概念,它不仅在数学中有着广泛的应用,也在现实生活中扮演着重要的角色。
通过学习数字的排列组合,我们可以更好地理解和解决各种问题。
本文将为大家介绍数字的排列组合的概念、原理以及应用实例,希望能帮助大家更好地理解和运用这一知识。
一、排列组合的基本概念在学习数字的排列组合之前,我们先来了解一些基本概念。
1. 排列:指的是从给定的元素集合中按照一定的顺序取出若干个元素组成一个有序的序列。
排列的数量记作An,其中n表示元素的个数。
2. 组合:指的是从给定的元素集合中不考虑顺序地取出若干个元素组成一个集合。
组合的数量记作Cn,其中n表示元素的个数。
3. 排列与组合的计算公式:- 排列公式:An = n!,其中“!”表示阶乘,即n! = n × (n-1) × ... × 2× 1。
- 组合公式:Cn = n! / (m! × (n-m)!),其中n表示总的元素个数,m表示取出的元素个数。
二、排列组合的原理排列组合的原理是基于数学的求解方法。
在计算排列与组合的数量时,我们可以采用不同的方式来理解问题并求解。
1. 基于阶乘的计算:我们可以直接利用排列的定义和组合的定义来计算数量,通过阶乘公式来求解。
2. 基于数学公式的计算:除了直接计算阶乘,我们还可以运用排列组合公式来计算数量。
这种方法在处理大规模的问题时更加高效。
三、排列组合的应用实例排列组合在实际生活中有着广泛的应用。
接下来,我们来看几个实际的应用实例。
1. 组合锁密码:组合锁是一种常见的密码锁,它由若干个旋钮组成。
每个旋钮上都有数字,用户需要将这些数字按照正确的顺序旋转到特定位置才能打开锁。
通过计算不同数字的组合数量,我们可以估算出组合锁密码的复杂度。
2. 买彩票:买彩票时,我们需要选择若干个号码组成一注彩票,这就涉及到数字的组合。
通过排列组合的计算,我们可以分析彩票的中奖概率,并根据概率来制定购彩策略。
第1篇在数学中,排列组合是研究有限集合中元素的不同排列和组合方式的一种数学分支。
它广泛应用于统计学、概率论、计算机科学、组合数学等领域。
以下是对排列组合中常用公式的总结,以供参考。
一、排列1. 排列的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,按照一定的顺序排成一列,称为从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
2. 排列数公式:A(n, m) = n! / (n-m)!其中,n!表示n的阶乘,即n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 2 × 1。
3. 排列的运算性质:(1)交换律:A(n, m) = A(n-m, n-m)(2)结合律:A(n, m) × A(m, k) = A(n, k)(3)逆运算:A(n, m) × A(m, n-m) = n!二、组合1. 组合的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,不考虑它们的顺序,这样的取法称为从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。
2. 组合数公式:C(n, m) = n! / [m! × (n-m)!]3. 组合的运算性质:(1)交换律:C(n, m) = C(n-m, n-m)(2)结合律:C(n, m) × C(m, k) = C(n, k)(3)逆运算:C(n, m) × C(m, n-m) = C(n, n)三、排列与组合的关系1. 排列与组合的关系:A(n, m) = C(n, m) × m!2. 排列与组合的区别:(1)排列考虑元素的顺序,组合不考虑元素的顺序。
(2)排列的运算性质与组合的运算性质不同。
四、排列组合的应用1. 排列组合在概率论中的应用:计算随机事件发生的概率。
2. 排列组合在计算机科学中的应用:设计算法、密码学、数据结构等。
3. 排列组合在统计学中的应用:抽样调查、数据分析等。
排列与组合是高等数学中的重要概念和计算方法,它们在各个领域的数学问题中扮演着关键角色。
排列与组合既有着共同点,又有着明显的区别,它们的应用领域也有所不同。
首先,我们来看看排列的计算。
排列是指从一组事物中选出几个事物进行排列,其次序有关,即排列中的元素是有区别的。
排列的计算方式可以使用阶乘来实现。
阶乘指的是从1到某个正整数n的所有正整数的乘积,用符号n!表示。
例如,5!表示1x2x3x4x5,其值为120。
那么对于n个不同的元素中,选出m个元素进行排列,数学上可以用P(n,m)表示,其计算方式为n!/(n-m)!。
排列的计算方式非常灵活,可以应用于考察事物排序的各种问题,比如从A、B、C、D四人中选出三人进行排队,那么可能的排列数为P(4,3)=4x3x2=24。
接下来,我们来看看组合的计算。
组合是指从一组事物中选出几个事物进行组合,其次序无关,即组合中的元素是没有区别的。
组合的计算方式可以使用阶乘和除法来实现。
对于n个不同的元素中,选出m个元素进行组合,数学上可以用C(n,m)表示,其计算方式为n!/[(n-m)!x m!]。
组合的计算方式可以应用于考察事物组合可能性的问题,比如从A、B、C、D四人中选出两人进行配对,那么可能的组合数为C(4,2)=4!/[2!(4-2)!]=6。
排列和组合的计算方式在高等数学中有着广泛的应用。
在概率统计中,排列和组合的计算可以帮助我们计算出不同事件发生的概率。
比如投掷一个骰子,计算出两次投掷中6点连续出现的概率可以使用排列和组合的计算方法。
在排列组合理论中,排列和组合的计算可以帮助我们解决各种复杂的问题,如求数学函数的展开式、证明数学定理等。
在图论中,排列和组合的计算可以帮助我们解决路径问题、圈问题等。
总的来说,排列和组合是高等数学中非常重要的计算方法,它们在各个领域的数学问题中都有广泛的应用。
排列和组合的计算方式简单灵活,但在应用中也需要注意灵活变通,结合实际问题进行具体分析,灵活选择适当的计算方式。
大学排列组合复习题大学排列组合复习题排列组合是数学中的一个重要概念,它涉及到对事物的组合和排列方式的计算。
在大学数学课程中,排列组合是一个重要的章节,它不仅在数学中有广泛的应用,而且在其他学科中也有着重要的作用。
在本文中,我们将通过一些例题来复习和巩固排列组合的基本概念和计算方法。
1. 从10个人中选出3个人组成一个小组,有多少种不同的选择方式?解析:这是一个典型的组合问题,我们需要从10个人中选出3个人,不考虑人的顺序。
根据组合的计算公式,我们可以得到答案:C(10, 3) = 10! / (3! * (10-3)!) = 10 * 9 * 8 / (3 * 2 * 1) = 120所以,从10个人中选出3个人组成一个小组的选择方式有120种。
2. 一本书有8个章节,其中有3个章节是必须按照顺序阅读的。
如果要选读其中的4个章节,有多少种不同的选择方式?解析:这是一个典型的排列问题,我们需要从8个章节中选出4个章节,考虑章节的顺序。
由于3个章节是必须按照顺序阅读的,所以我们只需要从剩下的5个章节中选出1个章节即可。
根据排列的计算公式,我们可以得到答案:P(5, 1) = 5! / (1! * (5-1)!) = 5所以,选读其中的4个章节的选择方式有5种。
3. 一家餐馆有8道菜可供选择,其中有3道菜是主菜,4道菜是配菜,1道菜是甜点。
如果要点一份主菜、两份配菜和一份甜点,有多少种不同的选择方式?解析:这是一个典型的多重选择问题,我们需要从3道主菜中选出1道,从4道配菜中选出2道,从1道甜点中选出1道。
根据乘法原理,我们可以得到答案:C(3, 1) * C(4, 2) * C(1, 1) = 3 * (4! / (2! * (4-2)!)) * 1 = 3 * 6 * 1 = 18所以,选择一份主菜、两份配菜和一份甜点的选择方式有18种。
通过以上的例题,我们复习了排列组合的基本概念和计算方法。
在实际生活中,排列组合的思维方式也有着广泛的应用。
大学数学排列组合的7大方法
大学数学排列组合的7大方法
导语:数学必背各类公式,尤其是一些常考常用的重点公式,一定要背下来,且能灵活的运用。
下面就由小编为大家带来大学数学排列组合的7大方法,大家一起去看看怎么做吧!
1.元素分析法
【例】求7人站一队,甲必须站在当中的不同站法。
【解析】要求甲必须站在当中,因此只需对其它6人全排列即可,不同的站法共有几种。
2.位置分析法
【例】求7人站一队,甲、乙都不能站在两端的不同站法。
【解析】先站在两端的位置有几种站法,再站其它位置有几种站法,因此所有不同的站法共有几种站法。
3.间接法
【例】求7人站一队,甲、乙不都站两端的不同站法。
【解析】考虑对立事件为甲乙都站在两端,共有几种站法;7人站成一队所有的站法共几种,所以甲乙不都站两端的不同站法共几种。
4.捆绑法
【例】求7人站一队,甲、乙、丙三人都相邻的不同站法。
【解析】先将甲、乙、丙看成一个人,即相当于5个人站成一队,有几种站法,再对这三个人全排列即得所有的.不同站法共几种。
5.插空法
【例】求7人站一队,甲、乙两人不相邻的不同站法。
【解析】先将其它五人全排列,然后将甲、乙两人插入所产生的6个空中即可,共几种不同的站法。
6.留出空位法
【例】求7人站一队,甲在乙前,乙在丙前的不同站法。
【解析】由于甲、乙、丙三人的顺序一定,因此只要其余4人站好,这7个人就站好了,不同的站法共有几种。
7.单排法
【例】求9个人站三队,每排3人的不同站法。
【解析】由于对人和对位置都无任何的要求,因此,相当于9个人站成一排,不同的站法显然共有几种。
排列组合典型题大全一.可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,则通过“住店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理的策略中,关键是在正确判断哪个底数,哪个是指数【例1】(1)有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有多少种不同的报名方法?(2)有4名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有多少种不同的结果?(3)将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则有多少种不同投法?【解析】:(1)43(2)34(3)34【例2】把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?【解析】:完成此事共分6步,第一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有67种不同方案.【例3】8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有()A、38 B、83 C、38A D、3C8【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项冠军,把8名学生看作8家“店”,3项冠军看作3个“客”,他们都可能住进任意一家“店”,每个“客”有8种可能,因此共有38种不同的结果。
所以选A1、4封信投到3个信箱当中,有多少种投法?2、4个人争夺3项冠军,要求冠军不能并列,每个人可以夺得多项冠军也可以空手而还,问最后有多少种情况?3、4个同学参加3项不同的比赛(1)每位同学必须参加一项比赛,有多少种不同的结果?(2)每项竞赛只许一名同学参加,有多少种不同的结果?4、5名学生报名参加4项比赛,每人限报1项,报名方法的种数有多少?又他们争夺这4项比赛的冠军,获得冠军的可能性有多少?5、甲乙丙分10瓶汽水的方法有多少种?6、(全国II 文)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共(A)10种 (B) 20种 (C) 25种 (D) 32种7、5位同学报名参加并负责两个课外活动小组,每个兴趣小组只能有一个人来负责,负责人可以兼职,则不同的负责方法有多少种?8、4名不同科目的实习教师被分配到3个班级,不同的分法有多少种?思考:4名不同科目的实习教师被分配到3个班级,每班至少一个人的不同的分法有多少种?二.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1】,,,,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,4424A =种例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
排列组合公式大全在组合数学中,排列和组合是两个重要的概念。
排列指的是从一组元素中选择出一些元素按照一定的顺序排列,而组合则是从一组元素中选择出一些元素,不考虑顺序。
排列和组合在概率论、统计学、计算机科学等领域都有广泛的应用。
本文将介绍一些常见的排列和组合公式,供读者参考。
排列公式1. 排列的定义在数学中,从n个元素中选取r个元素进行排列,记为P(n, r)。
排列的结果是有序的,具体的排列方式有nPr种。
2. 全排列公式当r等于n时,即从n个元素中选取n个元素进行排列,这种排列方式称为全排列。
全排列的总数为n!(n的阶乘),即:P(n, n) = n!3. 部分排列公式当r小于n时,即从n个元素中选取r个元素进行排列,这种排列方式称为部分排列。
部分排列的总数为:P(n, r) = n! / (n - r)!4. 循环排列公式循环排列是一种特殊的排列方式,它指的是把元素排列成一个环状。
对于n个元素的循环排列,总数为(n - 1)!。
P(n, 1) = (n - 1)!5. 有限排列公式在排列中,如果元素可以重复使用,则称为有限排列。
从n个元素中选取r个元素进行有限排列的总数为nr。
组合公式1. 组合的定义在数学中,从n个元素中选取r个元素进行组合,记为C(n, r)。
组合的结果是无序的,具体的组合方式有Cnr种。
2. 组合公式组合的总数可以使用下列公式计算:C(n, r) = n! / (r! * (n - r)!)3. 组合与排列的关系组合数与排列数之间存在一定的关系。
具体来说,C(n, r)可以通过P(n, r)除以r!来计算,即:C(n, r) = P(n, r) / r!4. 二项式系数公式二项式系数是组合数学中常见的概念,它对应于二项式展开中各项的系数。
n 个元素的二项式系数可以使用组合公式计算:C(n, 0) = 1C(n, n) = 1C(n, r) = C(n - 1, r - 1) + C(n - 1, r)总结本文介绍了一些常见的排列和组合公式。
排列组合考纲要求1.了解排列的意义,理解排列数公式,并能用它们解决一些简单的实际问题.2.了解组合的意义,理解组合数公式,并能用它们解决一些简单的实际问题.3. 了解组合数性质. 知识点一:排列1.排列的定义:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个不同的元素,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.若m <n ,这样的排列叫选排列;若m =n ,这样的排列叫全排列.2.排列数公式:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个不同的元素的所有排列的个数,从n 个不同元素中取出m 元素的排列数,记作mn P .(1) P m n =n (n -1)(n -2) … (n -m +1); (2) ==!P n n n n (n -1)(n -2) … 3×2×1; (3) P m n =()!!n n m -; 规定:0!=1.知识点二:解决排列问题的基本方法.1. 优限法:即先排特殊的元素,或者特殊的位置.2.捆绑法:相邻问题,把相邻的元素看成一个整体,然后再参与其他元素的排列. 3.插空法:对元素互不相邻的排列问题,常常采用插空法,首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位中.4. 排除法:即从正面难以考虑时可以考虑它的对立面,用全部结果数减去对立事件的方法数.5.枚举法:即将所有排列按照一定的规律,一一列举出来的方法. 知识点三:组合1.组合的定义:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个不同的元素,组成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.2.组合数公式:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个不同的元素的所有组合的个数,从n个不同元素中取出m 元素的组合数,记作mn C .(1)()()()121P C P !mm nnmn n n n n m m ---+==;(2)()!C !!mn n m n m =-(n ,*N ∈m ,且m ≤n ).3. 组合数性质:(1) C =C m n mn n-; (2) 111C +C C m m m n n n +++=.知识点四:解组合问题的方法1.分类讨论:即分析题中的限定条件将所给元素按性质适当分类,并侧重其中一类,相应各类分类讨论,分类时要做到不重不漏.2.等价转化:即把所求问题转化为与之等价的组合问题去解决.3.排除法.4.枚举法.知识点五:计数需注意问题1.排列为有序问题,组合为无序问题,两者都是不重复问题.2.排列包括两个要素,一个是不同的元素,另一个是确定的顺序. 即排列可分成两步,第一步取出元素,第二步排列顺序.3.组合只有一个要素,就是取出元素即可,与元素的排列顺序无关.4.要注意区分分类和分步计数原理,排列和组合,元素允许重复是直接用计数原理,而元素不允许重复的是排列和组合问题. 题型一 排列定义例1 五个同学站一排照相,共多少种排法?分析:把5个元素放在5个位置上,相当于5的全排列,也共有120P 55=种排法. 解答:N =120P 55=种排法题型二 排列数公式例2 设x N *∈,10x <,(20)(21)(30)().x x x --⋅⋅⋅-=A. 1020P x -B. 1120P x -C. 1030P x -D. 1130P x -分析:排列数公式 P m n =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)的特点: (1)等号右边最大的数是n ; (2)等号右边最小的数是n -m +1; (3)共有m 个连续自然数相乘. 解答:30n x =-,(30)(20)111m x x =---+=,∴ (20)(21)(30)x x x --⋅⋅⋅-=1130P x -题型三 解决排列应用题 例3 用1、2、3、4、5、6个数. (1)可以组成多少个五位数?(2)可以组成多少个没有重复数字的五位数? (3)可以组成多少个1和2相邻的六位数? (4)可以组成多少个1和2不相邻的六位数?分析:先考虑是用分类分步还是用排列组合,就是要观察一下数字是否允许重复,数字允许重复用分类分步计数原理,数字不允许重复用排列组合,数字相邻用捆绑法,数字不相邻用插空法.解答:(1)数字可以重复,所以用分步计数原理,每个数位上都有6个数字可选,因此共有5666666⨯⨯⨯⨯=个.(2)数字不可以重复,还有顺序,所以用排列,共720P 56==N 个.(3)1和2相邻,用捆绑法,先排1和2共22P 种,与余下的4个元素共有55P 种,则共有240P P 5522=个.(4)1和2不相邻,插空法,先排余下的4个元素44P 种,,再从5个空中挑选2个即25P 种,则共有480P P 2544=个.题型四 组合定义及组合数公式例4 从8名男生2名女生中任选5人, (1)共有多少种不同的选法? (2)恰好有一名女生的不同选法? 分析:选取元素干同一件事就组合问题.解答:(1)所有不同选法数就从10人中任选5人的组合数即252C 510=种.(2)从2名女生中任选1人的选法有12C 种,从8名男生中选出4人的选法有48C 种,由分步计数原理,恰有一名女生的选法有140C C 4812=种.题型五 组合数公式例5 (1)已知321818C C -=x x 则x =____. (2)=+97999899C C _____.分析:灵活运用组合数性质.解答:(1)根据题意得 23x x =-或(23)18x x +-=则3x =或7x =.(2)4950299100C C C C 21009810097999899=⨯===+. 题型六 解组合应用题例6 从8件不同的服装快递,2件不同的食品快递中任选5件. (1)至少有一件食品快递的不同选法总数? (2)最多有一件食品快递的不同选法总数?分析:解决带有限制条件的组合应用题要根据题意正确地分类或分步,巧妙运用直接法或间接法.解答:(1)法一(直接法)分两类情况求解,第一类恰有一件食品快递选法有4812C C 种,第二类恰有两件食品快递选法有3822C C 种,由分类计数原理得至少有一件食品快递的不同选法共有196C C C C 38224812=+种.法二(排除法)从10件快递中任选5件选法总数减去选出的5件全为服装快递的总数即至少有一件为食品快递的不同选法有55108196C C -=种.(2) 最多有一件食品快递可分为以下两类,第一类选出的五件快递中恰有一件食品快递有1428C C 种选法,第二类选出的五件快递中恰有0件食品快递,有0528C C 种选法,由分类计数原理知最多有一件食品快递的选法有14052828196C C C C +=种.一、选择题1.设*x N ∈,10x <,则(10)(11)(17)x x x --⋅⋅⋅-用排列数符号表示为( ).A.x x --1017PB.817P x -C. 717P x -D. 810P x -2.从4人中任选2人担任正副班长,结果共有( )种.A. 4B. 6C. 12D. 243.将5本不同的笔记本分配给4个三好学生(每个学生只能拥有一本笔记本),则所有的分法种数为( ).A. 5!B. 20C. 54D. 454.5名学生报考4所不同的学校(每名学生只能报考一所学校),则所有的报考方法有( )种.A. 5!B. 20C. 54D. 455.将6名优秀教师分配到4个班级,要求每个班有1名教师,则不同的分法种数有( )种.A. 46PB. 46C. 46CD. 646.为抗击郑州水患,某医院派3名医生和6名护士支援郑州,他们被分配到郑州的三所医院,每个医院分配1名医生和2名护士,共有( )种不同的分配方法.A. 24122613P P P P +B. 221124122613P P P P P P ++ C. 121212362412C C C C C C ⋅⋅⋅⋅⋅ D. 121212362412C C C C C C ⋅+⋅+⋅7.从4名男生和5名女生中任取3人,其中男生至多有一人,则不同的取法共有( )种 . A. 30 B. 50 C. 70 D. 808.某小组有男生7人,女生3人,选出3人中有1名男生,2名女生的不同选法有( )种.A. 310CB. 310PC. 1273C C ⋅D. 2173C C ⋅9.10件产品中有2件次品,任取3件至少有1件次品的不同抽法为( )种.A. 1229C C ⋅ B. 312828C C C +⋅ C. 33108C C - D. 12122928C C C C ⋅-⋅10.式子(1)(2)(15)16!x x x x ++⋅⋅⋅+(x N *∈,1x >)可表示为( ).A. 1615P +xB. 1615x C +C. 16x CD. 17x C妙记巧学,归纳感悟 二、判断题:1. 34567⨯⨯⨯⨯等于37P .( )2. 从甲、乙、丙、丁中任选两人做正、副班长,共有12种.( )3. 6个座位,3个人去坐,每人坐一个座位,则共36C 种.( ) 4. 6个点最多可确定26C 条直线.( ) 5. 6个点最多可确定26C 条有向线段.( ) 6. 某铁路有十个站点,共需准备210P 种车票.( )7. 某铁路有十个站点,有210P 种不同票价(同样的两个站点的票价相同).( ) 8. 某组学生约定,假期每两人互通一封信,共计12封,这个小组学生有5人.( ) 9. 把语文、数学、英语、美术、历史这五门课排在一天的五节课中,数学必须比美术先上的排法总数为44C 种.( )10.从3、5、7、9中任选两个,可以组成12个不同的分数值.( ) 妙记巧学,归纳感悟 三、填空题1.若57n n C C =,则n =_______..2.若56P 2=n ,则n =_______.3.从数字0、1、2、3、4、5中任选3个数,可组成______个无重复数字的三位偶数.4.将4本同样的书分给5名同学,每名同学至多分一本,而且书必须分完则不同的分法总数有______种.5.2名教师和5名学生中选3人去旅游,教师不能不去,也不能全去,则共有______种选法. 妙记巧学,归纳感悟 四、解答1.将5名学生排成一排照相,其中3名男生,2名女生,则以下情况各有多少种不同的排法?(1)甲乙必须相邻; (2)甲乙互不相邻; (3)甲乙必须站两端; (4)甲乙不在两端; (5)男女相间.2. 将6本不同的书,在下列情况下有多少种分法? (1)分成相等的三份; (2)平均分给甲乙丙三位同学;(3)分成三份,一份一本,一份两本,一份三本; (4)甲分一本,乙分两本,丙分三本;(5)如果一人分一本,一人分两本,一人分三本,分给甲乙丙. 高考链接1.(2018)某年级有四个班,每班组成一个篮球队,每队分别同其他三个队比赛一场,共需要比赛( )场.A. 4B. 6C. 5D. 7 2. 某段铁路共有9个车站,共需准备( )种不同的车票. A. 36 B. 42 C.64 D. 723. 甲袋中装有6个小球,乙袋中装有4个小球,所有小球颜色各不相同,现从甲袋中取两个小球,乙袋中取一个小球,则取出三个小球的不同取法共有( )种. A. 30 B. 60 C.120 D. 3604. 某学校举行元旦曲艺晚会,有5个小品节目,3个相声节目,要求相声节目不能相邻,则不同的出场顺序有______种. 积石成山10件产品中有2件次品任取3件,至多有一件次品的不同取法总数为( )种.A. 312828C C C +B. 1229C C C. 33108C C - D. 12122928C C C C -2. 从4名男生和5名女生中任取3人,其中至少有男生,女生各一名,则不同的取法有( )种.A. 140B. 84C. 70D. 353. 某医疗小队有护士7人,医生3人,任选3人的不同选法有( ).A. 310CB. 310PC. 1273C C ⋅D. 2173C C ⋅4. 将4名优秀教师分配到3个班级,每个班至少分到一名教师,则不同的分配方案有( )种.A. 72B. 36C. 18D. 125. 5个人站成一排照相,甲不站排头,乙不站排尾的排法总数有( )种. A. 36 B. 78 C. 60 D. 486. 5个人站成一排照相,甲站中间的排法总数有( )种. A .24 B. 36 C. 60 D. 487. 5个人站成2排照相,第一排2人,第二排3人则不同的排法总数有( )种. A. 48 B. 78 C. 60 D. 1208. 从1、2、3、4中任选2个,再从5、6、7、8、9中任选2个可组成无重复的四位数的个数是( )个.A .720 B. 2880 C. 1440 D .1449. 某工作小组有9名工人,3名优秀工人,各抽5人参加比赛,要求优秀工人都参加不同的选法共有( )种.A. 12B.15C. 30D. 36 10. 式子(1)(2)(15)1!x x x x x ++⋅⋅⋅+-()(x N *∈,1x >)可表示为( ).A. 1615P +xB. 1615x C +C.16x C D .17x C排列组合答案一、选择题二、判断题三、填空题1.12 解析:根据组合数性质1得5712n =+=2.8 解析:2(1)56n P n n =-= 8n ∴=3. 52 解析:分两类,第一类个位是零则有2520P =个;第二类,个位不是零,则有11124432P P P =个,所以共有20+32=52个.4.5 解析:只需在五人中选四人得到书即可,书相同无需排序,则有455C =种. 5.20 解析:老师不能不去,也不能全去,则只能去一人即122520C C =种.妙记巧学,归纳感悟:答案全,结果简. 四、解答题1.解:(1)把甲乙捆绑在一起有22P 种,与余下的3名学生共有44P 种,则甲乙必须相邻,有242448P P =种排法.(2)先把余下的3名学生排好有33P 种,再从形成的4个空中任选两个甲乙来排有24P 种,则甲乙不相邻有323472P P =种排法.(3)甲乙必须站两端,先排甲乙有22P 种,再把余下的3名学生排在余下的3个位置有33P 种,则甲乙必须站两端有323212P P =种排法.(4)先从3个位置中选2个甲乙来排有23P 种,再把余下的3名学生排在余下的3个位置有33P 种,则甲乙不在两端有233336P P =种. (5)男女相间则有323212P P =种排法.2. 解:(1)平均分堆问题.有2226423315C C C P =种方法. (2)平均分配问题,每人均分得2本.甲先取两本26C 种,乙再取两本24C 种,丙最后取两本22C 种,由分步计数原理得222642C C C =90种方法.(3)不平均分堆问题,第一份16C 种,第二份25C 种,第三份33C 种,则共有123653C C C =60种方法.(4)不平均分配问题,甲先选一本16C 种,乙再选两本25C 种,丙最后选三本33C 种,则共有123653C C C =60种方法.(5)不平均分配问题,且没有指定对象,先分三份123653C C C 种,再把这三份分给甲乙丙三人有33P 种,则共有种12336533360C C C P =方法.妙记巧学,归纳感悟: 排列组合来相遇,先组后排无争议. 高考链接1.B2.D3.B4.2400 解析:相声节目不相邻,则用插空法先排5个小品节目共有55P 种,五个小品节目共形成六个空选三个空插入相声节目有36P 种,则共有53562400P P =种.积石成山。
教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。
提高学生解决问题分析问题的能力3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题. 复习巩固1.分类计数原理(加法原理)完成一件事,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:种不同的方法.2.分步计数原理(乘法原理)完成一件事,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:种不同的方法.3.分类计数原理分步计数原理区别分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件. 解决排列组合综合性问题的一般过程如下: 1.认真审题弄清要做什么事2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略 一.特殊元素和特殊位置优先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排, 先排末位共有13C 然后排首位共有14C 最后排其它位置共有34A由分步计数原理得113434288C C A =练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法?二.相邻元素捆绑策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
组合数学中的排列与组合问题在组合数学中,排列与组合问题是一个非常重要且常见的概念。
它们涉及到对一组元素进行选择、排列和组合的方式和方法。
本文将介绍排列与组合的基本概念、性质和应用,并探讨其在实际问题中的应用。
一、排列与组合的基本概念排列与组合是数学中的两个重要概念,它们描述了对一组元素进行选择和排序的方式。
1. 排列排列是指从一组元素中选取若干个元素,并按照一定的顺序进行排列的方式。
假设有n个元素,要从中选取k个元素进行排列,那么排列的种数可以用P(n, k)表示。
排列的计算公式为:P(n, k) = n! / (n-k)!其中,n!表示n的阶乘,即n! = n*(n-1)*(n-2)*...*2*1。
2. 组合组合是指从一组元素中选取若干个元素,不考虑其顺序的方式。
假设有n个元素,要从中选取k个元素进行组合,那么组合的种数可以用C(n, k)表示。
组合的计算公式为:C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!)二、排列与组合的性质排列与组合具有一些特殊的性质,这些性质对于解决实际问题非常有帮助。
1. 互补性对于排列和组合来说,排列数和组合数之间存在互补的关系。
具体来说,对于任意的n和k,有以下等式成立:P(n, k) = C(n, k) * k!这个等式的意义在于,从n个元素中选取k个元素进行排列,等价于先从n个元素中选取k个元素进行组合,然后对选取的k个元素进行排列。
2. 递推性排列和组合的计算可以利用递推公式进行简化。
具体来说,排列和组合的递推公式如下:P(n, k) = P(n-1, k) + P(n-1, k-1)C(n, k) = C(n-1, k) + C(n-1, k-1)这些递推公式的意义在于,要计算n个元素中选取k个元素进行排列或组合的种数,可以通过利用n-1个元素的排列或组合种数进行计算。
三、排列与组合的应用排列与组合在实际问题中有广泛的应用,尤其在概率论、统计学和计算机科学等领域。
排列组合知识点总结及题型归纳嘿!今天咱们来好好聊聊排列组合这个让人又爱又恨的知识点呀!首先呢,咱们得搞清楚啥是排列,啥是组合。
哎呀呀,简单来说,排列就是从一堆东西里选出来,然后再排个顺序;组合呢,只要选出来就行,不管顺序啦!一、排列的知识点1. 排列的定义:从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的排列数,记为A(n,m) 。
哇,这个公式可重要啦,A(n,m) = n! / (n - m)! ,记住没?2. 排列数的计算:咱们来算个例子,比如说从5 个不同的元素里选3 个进行排列,那就是A(5,3) = 5! / (5 - 3)! = 60 呀!二、组合的知识点1. 组合的定义:从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的组合数,记为C(n,m) 。
公式是C(n,m) = n! / [m!(n - m)!] 。
2. 组合数的计算:就像从6 个不同元素里选4 个的组合数,C(6,4) = 6! / [4!(6 - 4)!] = 15 呢!三、常见的排列组合题型1. 排队问题:比如说,几个人排队,有多少种排法?这就得考虑有没有特殊位置或者特殊的人啦!2. 分组问题:把一些东西分成不同的组,要注意平均分和不平均分的情况哟!3. 分配问题:把人或者物品分配到不同的地方,这里面可藏着不少小陷阱呢!四、解题技巧1. 优先考虑特殊元素或特殊位置:哎呀呀,这可是解题的关键呀!2. 捆绑法:有些元素必须在一起,那就把它们捆起来当成一个整体来处理。
3. 插空法:有些元素不能相邻,那就先排好其他的,再把不能相邻的插进去。
总之呢,排列组合虽然有点复杂,但是只要咱们掌握了这些知识点和题型,多做几道题练习练习,就一定能搞定它!哇,加油呀!。
排列组合是数学中用于描述不同组合和排列的方法。
排列组合在许多领域都有应用,包括统计学、概率论、计算机科学等。
排列是指从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。
排列的数学表示为P(n, m),其中P表示排列,n表示元素总数,m表示取出的元素数量。
组合是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,不考虑顺序。
组合的数学表示为C(n, m),其中C表示组合,n表示元素总数,m表示取出的元素数量。
计算排列和组合的方法如下:
1. 排列的计算公式为:P(n, m) = n! / (n-m)!,其中"!"表示阶乘,即n! = n * (n-1) * (n-2) * ... * 1。
2. 组合的计算公式为:C(n, m) = n! / [m!(n-m)!],其中"!"表示阶乘。
使用这些公式,可以计算出任何给定元素数量和顺序的排列和组合数。
排列组合的基本理论与应用排列组合是数学中的一个重要概念,它涉及到数个元素的选择、排列和组合方式。
本文将介绍排列组合的基本理论,并探讨其在实际生活中的应用。
一、排列组合的概念与基本原理排列组合是数学中用于描述不同元素之间的选择、排列和组合方式的工具。
排列指的是从给定元素中按照一定顺序选择若干个元素的方式。
而组合则是不考虑元素的顺序,只关注元素的选择方式。
1.1 排列排列是从给定的元素中按照一定的顺序选择若干个元素的方式。
对于从 n 个元素中选择 r 个元素的排列,可以用 P(n,r) 表示。
排列的计算公式为:P(n,r) = n!/(n-r)!其中,n! 表示 n 的阶乘,即 n × (n-1) × (n-2) × ... × 1。
1.2 组合组合是从给定的元素中选择若干个元素的方式,不考虑元素的顺序。
对于从 n 个元素中选择 r 个元素的组合,可以用 C(n,r) 表示。
组合的计算公式为:C(n,r) = n!/((n-r)! × r!)1.3 全排列和全组合全排列是指对于给定的元素集合,将其中的每个元素都排列一次的方式。
全组合则是对给定的元素集合,选择其中任意个元素的所有可能组合。
二、排列组合的应用排列组合的理论在实际生活中有广泛的应用,下面将介绍其中几个主要领域。
2.1 游戏理论排列组合理论在游戏理论中有着重要的应用。
例如,在扑克牌游戏中,计算不同牌型的概率就是基于排列组合的计算。
另外,数独等智力游戏的解答也是基于排列组合的原理。
2.2 统计学在统计学中,排列组合理论被广泛应用于样本空间和样本点的计算。
通过计算排列组合的数量,可以分析出不同的概率和可能性。
2.3 信息与密码学信息与密码学领域也是排列组合理论的应用之一。
例如,在密码学中,通过对排列和组合的运算,可以实现信息的加密和解密过程。
2.4 组织与管理排列组合理论在组织与管理领域有重要的应用。
大学高等数学排列组合教材大学高等数学是一门基础性的数学课程,涉及到多个重要概念和方法,其中之一就是排列组合。
排列组合是数学中的一个重要分支,对于计算问题的解决起着至关重要的作用。
为了更好地教授这一内容,教材的编写和设计就显得尤为重要。
一、教材的内容和组织大学高等数学排列组合教材应该涵盖的内容广泛而全面。
首先,应该从基础概念入手,解释什么是排列和组合,举例说明其应用场景。
然后,逐步引入相关的定理、公式和算法,以帮助学生理解和应用排列组合的原理。
在教材的编写过程中,应该注意概念的准确性和表达的清晰性。
同时,教材应该根据知识的难易程度进行分层次的组织,使学生能够逐步理解和掌握相关概念和方法。
二、教材的案例和应用除了基础的概念和方法,教材还应该提供一些实际案例和应用,以帮助学生理解和应用排列组合。
这些案例可以是生活中的实际问题,也可以是科学研究或工程设计中的实际问题。
通过这些案例,学生可以将所学的知识应用到实际问题中,加深对排列组合的理解。
三、教材的练习和习题为了帮助学生巩固所学的知识,教材应该提供丰富的练习和习题。
这些练习和习题可以分为不同的难度级别,以适应不同层次的学生。
同时,教材还应该提供答案和解析,方便学生进行自我检查和反思。
通过反复的练习和思考,学生可以更好地掌握排列组合的方法和技巧。
四、教材的配套资源和工具为了提高教学效果,教材还应该配备一些实用的资源和工具。
比如,教材可以附带一些习题的解答视频或讲解音频,以帮助学生理解难题的解题思路。
此外,教材还可以提供一些在线的模拟考试或练习平台,供学生进行自主学习和测试。
五、教材的更新和改进随着科技的发展和教学方法的更新,教材也应该及时进行更新和改进。
教材的编写团队应该密切关注教学实践和学生的反馈,不断优化教材的内容和组织形式。
同时,教材的编写团队还应该与教师和学生保持紧密的沟通,不断了解他们的需求和意见,以提高教材的质量和教学效果。
结语:大学高等数学排列组合教材的编写和设计是一个十分重要的工作。
1.两个基本原理(l)从甲地到乙地,可乘火车、汽车、轮船.一天中,火车有4班,汽车有 2班,轮船有 3班,问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?分析:因为一天中乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法,每一种走法都可以从甲地到达乙地,因此,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有 4十2十3=9种不同的走法.一般地,有如下原理: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.(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?分析:从A 村到B 村有3种不同的走法,按这3种走法中的每一种走法到达B 村后,再从B 村到C 村又有2种不同的走法.因此,从A 村经B 村去C 村共有 3×2=6种不同的走法. 一般地,有如下原理: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12n N m m m =⨯⨯⨯种不同的方法.例1 书架上层放有6本不同的数学书,下层放有5本不同的语文书.1)从中任取一本,有多少种不同的取法?2)从中任取数学书与语文书各一本,有多少的取法?解:(1)从书架上任取一本书,有两类办法:第一类办法是从上层取数学书,可以从6本书中任取一本,有6种方法;第二类办法是从下层取语文书,可以从5本书中任取一本,有5种方法.根据加法原理,得到不同的取法的种数是6+5=11.(2)从书架上任取数学书与语文书各一本,可以分成两个步骤完成:第一步取一本数学书,有6种方法;第二步取一本语文书,有5种方法.根据乘法原理,得到不同的取法的种数是 6530N =⨯=.例2 (1)由数字l ,2,3,4,5可以组成多少个数字允许重复三位数?(2)由数字l ,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?(3)由数字0,l ,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?解:要组成一个三位数可以分成三个步骤完成:第一步确定百位上的数字,从5个数字中任选一个数字,共有5种选法;第二步确定十位上的数字,由于数字允许重复,这仍有5种选法,第三步确定个位上的数字,同理,它也有5种选法.根据乘法原理,得到可以组成的三位数的个数是555125N =⨯⨯=.练习:1、从甲地到乙地有2条陆路可走,从乙地到丙地有3条陆路可走,又从甲地不经过乙地到丙地有2条水路可走.(1)从甲地经乙地到丙地有多少种不同的走法?(2)从甲地到丙地共有多少种不同的走法?2.一名儿童做加法游戏.在一个红口袋中装着2O 张分别标有数1、2、…、19、20的红卡片,从中任抽一张,把上面的数作为被加数;在另一个黄口袋中装着10张分别标有数1、2、…、9、1O 的黄卡片,从中任抽一张,把上面的数作为加数.这名儿童一共可以列出多少个加法式子?3.由0-9这10个数字可以组成多少个没有重复数字的三位数?小结:要解决某个此类问题,首先要判断是分类,还是分步?分类时用加法,分步时用乘法2.排列(1)【基本概念】1. 什么叫排列?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....2. 什么叫不同的排列?元素和顺序至少有一个不同.3. 什么叫相同的排列?元素和顺序都相同的排列.【例题与练习】1. 由数字1、2、3、4可以组成多少个无重复数字的三位数?2.已知a 、b 、c 、d 四个元素,①写出每次取出3个元素的所有排列;②写出每次取出4个元素的所有排列.【排列数】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.排列数公式:)1()2)(1(+---=m n n n n A m n 或)!(!m n n A m n -=,规定 0!=1 2. 2n A = ;3n A = ;4n A = ; 计算:25A = ; 45A = ;215A =3. 写出:a) 从五个元素a 、b 、c 、d 、e 中任意取出两个、三个元素的所有排列;b) 由1、2、3、4组成的无重复数字的所有3位数.c) 由0、1、2、3组成的无重复数字的所有3位数.3.排列(2)例1:⑴ 7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?解:问题可以看作:7个元素的全排列——77A =5040⑵ 7位同学站成两排(前3后4),共有多少种不同的排法?解:根据分步计数原理:7×6×5×4×3×2×1=7!=5040⑶ 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?解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列——66A =720⑷ 7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?解:根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有22A 种;第二步 余下的5名同学进行全排列有55A 种,则共有22A 55A =240种排列方法 ⑸ 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?解法一(直接法):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25A 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55A 种方法 所以一共有25A 55A =2400种排列方法. 解法二:(排除法)若甲站在排头有66A 种方法;若乙站在排尾有66A 种方法;若甲站在排头且乙站在排尾则有55A 种方法.所以甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有77A -662A +55A =2400种.小结一:对于“在”与“不在”的问题,常常使用“直接法”或“排除法”,对某些特殊元素可以优先考虑.例2 : 7位同学站成一排.⑴甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?解: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66A 种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有66A 22A =1440种.⑵甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?解:方法同上,一共有55A 33A =720种. ⑶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?解: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25A 种方法;将剩下的4个元素进行全排列有44A 种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有25A 44A 22A =960种方法. 小结二:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).例3: 7位同学站成一排.⑴甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?解法一:(排除法)3600226677=⋅-A A A 解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有55A 种方法,此时他们留下六个位置(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有26A 种方法,所以一共有36002655=A A 种方法. ⑵甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?解:先将其余四个同学排好有44A 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35A 种方法,所以一共有44A 35A =1440种. 小结三:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).4.组合(1)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.注:1.不同元素 2.“只取不排”——无序性 3.相同组合:元素相同 判断下列问题哪个是排列问题哪个是组合问题:⑴ 从A 、B 、C 、D 四个景点选出2个进行游览;(组合)⑵ 从甲、乙、丙、丁四个学生中选出2个人担任班长和团支部书记.(排列)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.例如:示例2中从3个同学选出2名同学的组合可以为:甲乙,甲丙,乙丙.即有323=C 种组合.又如:从A 、B 、C 、D 四个景点选出2个进行游览的组合:AB ,AC ,AD ,BC ,BD ,CD 一共6种组合,即:624=C3.组合数公式从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?分析: 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,考察34C 和34A 的关系,如下:组 合 排列dcbcdb bdc dbc cbd bcd bcd dcacda adc dac cad acd acd dba bda adb dab bad abd abd cbabca 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 =. ⑵ 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 ,根据分布计数原理得:m n A =m n C m m A ⋅ ⑶ 组合数的公式:!)1()2)(1(m m n n n n A A C m m m n m n +---==或 )!(!!m n m n C m n -= ),,(n m N m n ≤∈*且 例1. 6本不同的书分给甲、乙、丙3同学,每人各得2本,有多少种不同的分法?略解:90222426=⋅⋅C C C例2. 4名男生和6名女生组成至少有1个男生参加的三人实践活动小组,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练习:计算:① 310C 和710C ; ② 2637C C -与36C ;③ 511411C C + 答案:① 120,120 ② 20,20 ③ 7925.组合(2)1.组合数的 性质1:m n n m n C C -=.理解: 一般地,从n 个不同元素中取出m 个元素后,剩下n ? m 个元素.因 为从n 个不同元素中取出m 个元素的每一个组合,与剩下的n ? m 个元素的每一个组合一一对应....,所以从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,等于从这n 个元素中取出n ? m 个元素的组合数,即:m n n m n C C -=.在这里,我们主要体现:“取法”与“剩法”是“一一对应”的思想.证明:∵)!(!!)]!([)!(!m n m n m n n m n n C m n n -=---=- 又 )!(!!m n m n C m n -=∴m n n m n C C -= 注:1? 我们规定 10=n C2? 等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标.3? 此性质作用:当2n m >时,计算m n C 可变为计算m n n C -,能够使运算简化. 例如:20012002C =200120022002-C =12002C =2002. 例1. 一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.⑴ 从口袋内取出3个球,共有多少种取法?⑵ 从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?⑶ 从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?解:⑴ 5638=C ⑵ 2127=C ⑶ 3537=C引导学生发现:=38C +27C 37C .为什么呢?例2.100件产品中有合格品90件,次品10件,现从中抽取4件检查.⑴ 都不是次品的取法有多少种?⑵ 至少有1件次品的取法有多少种?⑶ 不都是次品的取法有多少种?解:⑴ 2555190490=C ;⑵ 13660354101903102902103901104904100=+++=-C C C C C C C C C ;⑶ 39210154901103902102903101904104100=+++=-C C C C C C C C C .例3.6本不同的书,按下列要求各有多少种不同的选法:⑴ 分给甲、乙、丙三人,每人两本;⑵ 分为三份,每份两本;⑶ 分为三份,一份一本,一份两本,一份三本;⑷ 分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本;⑸ 分给甲、乙、丙三人,每人至少一本.解:⑴ 根据分步计数原理得到:90222426=C C C 种.⑵ 分给甲、乙、丙三人,每人两本有222426C C C 种方法,这个过程可以分两步完成:第一步分为三份,每份两本,设有x 种方法;第二步再将这三份分给甲、乙、丙三名同学有33A 种方法.根据分步计数原理可得:33222426xC C C C =,所以1533222426==A C C C x .因此分为三份,每份两本一共有15种方法. 注:本题是分组中的“均匀分组....”问题. ⑶ 这是“不均匀分组”问题,一共有60332516=C C C 种方法.⑷ 在⑶的基础上在进行全排列,所以一共有36033332516=A C C C 种方法.⑸ 可以分为三类情况:①“2、2、2型”即⑴中的分配情况,有90222426=C C C 种方法;②“1、2、3型”即⑷中的分配情况,有36033332516=A C C C 种方法;③“1、1、4型”,有903346=A C 种方法.所以一共有90+360+90=540种方法.例4.⑴ 四个不同的小球放入四个不同的盒中,一共有多少种不同的放法?⑵ 四个不同的小球放入四个不同的盒中且恰有一个空盒的放法有多少种?解:⑴ 根据分步计数原理:一共有25644=种方法.⑵(捆绑法)第一步从四个不同的小球中任取两个“捆绑”在一起看成一个元素有24C 种方法,第二步从四个不同的盒取其中的三个将球放入有34A 种方法.所以一共有24C 34A =144种方法.例5.九张卡片分别写着数字0,1,2,…,8,从中取出三张排成一排组成一个三位数,如果6可以当作9使用,问可以组成多少个三位数?解:可以分为两类情况:① 若取出6,则有)(217171228C C C A +种方法;②若不取6,则有2717A C 种方法.根据分类计数原理,一共有)(217171228C C C A ++2717A C =602种方法.6.概率初步补充(一)相互独立事件1.中国福利彩票,是由01、02、03、…、30、31这31个数字组成的,买彩票时可以在这31个数字中任意选择其中的7个,如果与计算机随机摇出的7个数字都一样(不考虑顺序),则获一等奖。