高考数学排列组合及组合数性质人jiao版)
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高三数学排列和组合知识点数学作为一门理科学科,其中的排列和组合是高三学生必须掌握的重要知识点。
本文将为大家详细介绍高三数学排列和组合的知识,并提供一些相关例题和解析,帮助大家理解和掌握这一知识点。
一、排列的概念和性质排列是从给定的对象中选出一部分进行有序排列的方式,每个对象只能使用一次。
在排列中,对象的顺序是重要的。
下面是排列的一些基本概念和性质:1. 排列的定义:从n个不同的对象中取出m个进行有序排列,称为从n个对象中取出m个的排列,记作P(n,m)。
2. 排列的计算公式:P(n,m) = n!/(n-m)!3. 重要性质一:对于任意正整数n,有P(n,n) = n!,即n个不同的对象全排列的总数为n的阶乘。
排列数为1。
5. 重要性质三:P(n,1) = n,即从n个对象中取出一个对象进行排列的方式数为n。
二、组合的概念和性质组合是从给定的对象中选出一部分进行无序组合的方式,每个对象只能使用一次。
在组合中,对象的顺序不重要。
下面是组合的一些基本概念和性质:1. 组合的定义:从n个不同的对象中取出m个进行无序组合,称为从n个对象中取出m个的组合,记作C(n,m)。
2. 组合的计算公式:C(n,m) = n!/[(n-m)!*m!]3. 重要性质一:对于任意正整数n,有C(n,n) = 1,即n个不同的对象全组合的总数为1。
组合数为1。
5. 重要性质三:C(n,1) = n,即从n个对象中取出一个对象进行组合的方式数为n。
三、排列与组合的应用排列和组合在实际生活和数学问题中有着广泛的应用。
下面是一些常见的应用领域:1. 排列的应用:排列在一些需要考虑顺序的情况下很有用,比如密码的穷举破解和赛车比赛的计算等。
2. 组合的应用:组合在一些不考虑顺序的情况下很有用,比如从一组物品中选取特定数量的搭配问题和抽奖活动中奖的计算等。
四、例题和解析下面是一些与排列和组合相关的例题和解析,帮助大家更好地理解和应用这一知识点:例题一:有6个人参加足球比赛,其中3人是A队的球员,3人是B队的球员。
高考数学排列与组合知识点在高考数学中,排列与组合是一个重要的知识点。
它涉及到集合中元素的选择和排列方式,充满了逻辑思维和计算技巧。
掌握好这个知识点对于高考数学的考试是至关重要的。
下面我将从几个重要方面介绍排列与组合的基础知识和解题技巧。
一、基本概念1. 排列:排列是指从给定的元素集合中选择一部分元素,按照一定的顺序排列起来。
如果从n个不同元素中选取m个元素进行排列,那么排列的数目用P(n, m)表示,其计算公式为:P(n, m) = n! / (n-m)!其中,"!"表示阶乘运算,即n! = n(n-1)(n-2)...1。
2. 组合:组合是指从给定的元素集合中选择一部分元素,不考虑顺序的方式。
如果从n个不同元素中选取m个元素进行组合,那么组合的数目用C(n, m)表示,其计算公式为:C(n, m) = n! / [(n-m)! * m!]二、排列与组合的性质和定理1. 重复排列:当元素中有重复的情况时,排列的计算公式需要进行相应的修正。
假设有n个元素中有r1个元素相同,r2个元素相同......ri个元素相同,排列的数目可以通过以下公式计算:P(n, m) = n! / (r1! * r2! * ... * ri! * (n-m)!)2. 求整数解的排列:当要求整数解的排列时,我们可以使用分别代表每个数位的元素进行排列的方法。
比如,要求x、y、z三个整数之和为10,且满足x>0,y>0,z>0,我们可以将它们看作是从[1, 10]的元素集合中选取的排列。
3. 禁忌排列:禁忌排列是指排列中出现某些特殊情况需要剔除的情况。
比如,要求三个不同字母A、B、C排列成3位数,且BC不得出现,那么我们可以通过计算总的排列数减去BC出现的排列数得到最终的结果。
三、解题技巧1. 确定问题类型:在解决排列与组合问题时,首先需要明确题目中给出的要求是排列还是组合。
排列要考虑元素顺序,组合则不考虑。
人教版数学教材排列组合排列组合是概率与统计中的一项重要内容,在人教版数学教材中也占据了重要的位置。
通过学习排列组合,我们可以更好地理解数学中的概率问题,解决实际生活中的排列组合应用题。
下面将从基本概念、公式与定理、例题分析等方面对排列组合的相关内容进行探讨。
一、基本概念排列组合是数学中的一种计数方法,它们分别用来求不同情况下的可能性个数。
排列:从n个不同的元素中,按照一定的顺序选择r个元素进行排列,称为从n个元素中取r(r≤n)个进行排列,用P(n,r)表示。
其中,P(n,r)的计算公式为:P(n,r) = n! / (n-r)!组合:从n个不同的元素中,按照一定的顺序选择r个元素进行排列,称为从n个元素中取r(r≤n)个进行组合,用C(n,r)表示。
其中,C(n,r)的计算公式为:C(n,r) = n! / (r! * (n-r)!)在排列组合的概念中,需要注意的是,元素的选取过程中不考虑其顺序。
二、公式与定理1. 互补原理互补原理指的是,设集合A和B是互不相交的有穷集合,则A和B的并集A∪B的基数等于A的基数与B的基数之和。
即|A∪B| = |A| + |B|。
2. 分类计数原理分类计数原理指的是,将问题分成若干个互不相交的部分,分别计算每个部分的情况数,再将各部分的情况数相加,就得到了原问题的情况数。
3. 乘法原理乘法原理指的是,如果一个过程由若干个步骤构成,每个步骤有若干个选择,则整个过程的选择数等于各个步骤选择数的乘积。
4. 排列公式排列公式可以用来计算不同情况下的排列个数,如全排列、重排列等。
常见的排列公式有:- "n个元素全排列"的个数是n的阶乘,即P(n,n) = n!- "从n个元素中取r个元素进行排列"的个数是n个元素中取r个元素的排列数,即P(n,r) = n! / (n-r)!5. 组合公式组合公式可以用来计算不同情况下的组合个数。
高中数学组合数学与排列数学知识点总结组合数学和排列数学都是高中数学中的重要内容,它们不仅在学科内部有深入的应用,还在许多实际问题中发挥着重要的作用。
本文将对高中数学中的组合数学与排列数学知识点进行总结和归纳。
一、组合数学知识点总结1.1 定义及性质组合数学是研究离散结构的一门学科,其中组合数是其中的一个重要概念。
组合数表示从n个不同元素中选取r个元素的所有可能情况的个数,记作C(n,r)或者(nCr)。
组合数有以下性质:- C(n,0) = 1,表示从n个元素中选取0个元素,只有一种情况,即空集。
- C(n,n) = 1,表示从n个元素中选取n个元素,只有一种情况,即全集。
- C(n,r) = C(n,n-r),表示从n个元素中选取r个元素与选取剩下的n-r个元素是等价的。
1.2 组合的计算方法计算组合数可以使用以下方法:- 递推公式:C(n,r) = C(n-1,r-1) + C(n-1,r),即组合数等于上一层的左上方和正上方的组合数之和。
- 公式法:C(n,r) = n! / [(n-r)! * r!],即组合数等于n的阶乘除以剩下的n-r个元素的阶乘和r个元素的阶乘的乘积。
1.3 组合数的应用组合数在实际问题中的应用非常广泛,以下是一些常见的应用场景:- 概率计算:组合数可以用于计算事件发生的概率。
- 集合的子集计数:组合数可以计算集合的子集个数。
- 礼物分配问题:组合数可以用于计算礼物分配的方式。
- 编码组合问题:组合数可以用于计算编码方式的组合数。
二、排列数学知识点总结2.1 定义及性质排列数学是研究有序排列的一门学科,其中排列数是其中的一个重要概念。
排列数表示从n个不同元素中选取r个元素按照一定的顺序排列的所有可能情况的个数,记作P(n,r)。
排列数有以下性质:- P(n,1) = n,表示从n个元素中选取1个元素进行排列,排列结果个数等于元素个数。
- P(n,n) = n!,表示从n个元素中选取n个元素进行排列,排列结果个数等于n的阶乘。
人教版高数选修2-3第一章1.2排列组合(教师版)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.(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m nC 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!.nnAn =○3由此排列数公式(1)(2)(1)m nA n n n n m =---+所以!.()!m nn An m =-(3)组合数公式:!.!()!m nn Cm n m =-(4)组合数的两个性质: 性质1:.m n m nn CC -= 性质2:11.m m m n n n CC 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.2mAB.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33310936362880CC 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21332336CC 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.36B.120C.720D.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] C 5.若266,x C C =则x 的值是( )A.2B.4C.4或2D.0[答案] C6.1171010r r CC +-+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.222574CC C ++ B.222574C C CC.222574AA 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 AB.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 AB.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.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.方程22a b c∈--,且,,a b c互不相ay b x c=+中的,,{3,2,0,1,2,3}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. 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. 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. 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.bac -≥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22222AA +个.由分类计数原理知,有实根的一元二次方程共有:2224222AA A ++=18个.。
高三数学专题复习排列、组合与概率一、基本知识点回顾: (一)排列、组合 1、 知识结构表:2、 两个基本原理: (1) 分类计数原理 (2) 分步计数原理3、 排列(1) 排列、排列数定义 (2) 排列数公式:)1()1()!(!+-⋅⋅⋅-=-=m n n n m n n A mn(3) 全排列公式:!n A nn =4、 组合(1) 组合、组合数定义 (2) 组合数公式:12)1()1()1()!(!!⨯⨯⋅⋅⋅⨯-⨯+-⋅⋅⋅-=-=m m m n n n m n m n C mn(3) 组合数性质:①m n n m n C C -= ②r n r n r n C C C 11+-=+ ③11--•=r n r n C n rC④nn nn n n C C C C 2210=+⋅⋅⋅+++⑤0)1(210=-+⋅⋅⋅++-n n n n n n C C C C 即:1314202-=⋅⋅⋅++=⋅⋅⋅++n n n n n n C C C C C5、 思想方法(1) 解排列组合应用题的基本思路:① 将具体问题抽象为排列组合问题,是解排列组合应用题的关键一步② 对“组合数”恰当的分类计算是解组合题的常用方法;③ 是用“直接法”还是用“间接法”解组合题,其前提是“正难则反”; (2) 解排列组合题的基本方法: ① 优限法:元素分析法:先考虑有限制条件的元素的要求,再考虑其他元素;位置优先法:先考虑有限制条件的位置的要求,再考虑其他位置;② 排异法:对有限制条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况去掉。
③ 分类处理:某些问题总体不好解决时,常常分成若干类,再由分类计数原理得出结论;注意:分类不重复不遗漏。
④ 分步处理:对某些问题总体不好解决时,常常分成若干步,再由分步计数原理解决;在解题过程中,常常要既要分类,以要分步,其原则是先分类,再分步。
⑤ 插空法:某些元素不能相邻或某些元素要在某特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制元条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间。