奥数(排列组合)
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奥数数字排列组合解题技巧在奥数(奥林匹克数学竞赛)中,数字排列组合是一个常见的考查点,涉及到的技巧和方法有很多。
以下是一些常见的解题技巧:1. 全排列与重复排列:-全排列:n个元素的全排列有n!种情况,其中n!表示n的阶乘。
-重复排列:有重复元素时,全排列的总数要除以重复元素的阶乘。
2. 循环置换:-对于n个元素的排列,可以通过循环置换的方式进行计算。
循环置换的计算可以借助循环节的长度和总元素个数。
3. 组合公式:-对于从n个元素中选取m个元素的组合数,使用二项式系数的组合公式:C(n, m) = n! / (m! * (n-m)!)4. 二项式定理:-利用二项式定理展开多项式,特别是在计算特殊值时,如计算(x+y)^n的展开式。
5. 递推关系:-有时候可以通过递推关系,找到某一项与前面项之间的关系,从而简化计算。
6. 逆向思维:-有时候可以从目标结果出发,逆向思考,找到排列组合的解。
7. 利用对称性:-利用对称性质,减少计算量。
例如,当问题中存在对称性时,可以利用对称性简化问题。
8. 鸽巢原理:-当分配的对象多于容器的个数时,至少有一个容器中含有两个或两个以上的对象。
这个原理在一些排列组合问题中经常被使用。
9. 图论中的排列组合:-在一些图论问题中,可以利用排列组合的知识,特别是在解决路径计数等问题时。
10. 二叉树与组合数学的关系:-一些问题可以通过构建二叉树的方式来求解,从而转化为组合数学的问题。
总的来说,对于奥数中的数字排列组合问题,关键是灵活运用数学知识,善于发现问题中的规律,并通过巧妙的思考和计算得到正确的结果。
1. 了解排列、组合的意义2. 明白排列和组合的联系与区别3. 掌握排列和组合的常用解题方法。
4. 会分析排列组合与其他专题的综合应用,培养学生的逻辑思维能力。
一、 排列与组合在生产生活中,常常用到排列与组合,尤其在计算机研究中。
(一) 排列(1) 从n 个不同的元素中取出m (m n ≤)个元素的所有排列的个数,叫做从n 个不同的元素的排列中取出m 个元素的排列数,我们把它记做m n P .121m n P n n n n m =---+()()(),这里,m n ≤,且等号右边从n 开始,后面每个因数比前一个因数小1,共有m 个因数相乘.(2) 一般地,对于m n =的情况,排列数公式变为12321n nP n n n =⋅-⋅-⋅⋅⋅⋅()().表示从n 个不同元素中取n 个元素排成一列所构成排列的排列数.这种n 个排列全部取出的排列,叫做n 个不同元素的全排列.式子右边是从n 开始,后面每一个因数比前一个因数小1,一直乘到1的乘积,记为!n ,读做n 的阶乘,则n n P 还可以写为:!n n P n =,其中!12321n n n n =⋅-⋅-⋅⋅⋅⋅()() .(二) 组合(1) 从n 个不同元素中取出m 个元素(m n ≤)的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个不同元素的组合数.记作mnC .12)112321⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⋅⋅m mn nm m P n n n n m C P m m m ()(()()().这个公式就是组合数公式.(2) 一般地,组合数有下面的重要性质:m n m n n C C -=(m n ≤)。
这个公式的直观意义是:m n C 表示从n个元素中取出m 个元素组成一组的所有分组方法.n mn C -表示从n 个元素中取出(n m -)个元素组成一组的所有分组方法.显然,从n 个元素中选出m 个元素的分组方法恰是从n 个元素中选m 个元排列组合考试要求知识框架例如,从5人中选3人开会的方法和从5人中选出2人不去开会的方法是一样多的,即3255C C =. (3) 规定1n n C =,01nC =.二、 排列与组合的联系与区别联系:所有的排列都可以看做是先取组合,再做全排列;同样组合再补充一个阶段(排列)可转化为排列问题。
小学奥数排列组合例题知识点拨:一.加法原理:做一件事情,完成它有N类办法,在第一类办法中有M1中不同的方法,在第二类办法中有M2中不同的方法,……,在第N类办法中有M n种不同的方法,那么完成这件事情共有M1+M2+……+M n种不同的方法。
二.乘法原理:如果完成某项任务,可分为k个步骤,完成第一步有n1种不同的方法,完成第二步有n2种不同的方法,……完成第k步有nk种不同的方法,那么完成此项任务共有n1×n2×……×nk种不同的方法。
三.两个原理的区别⏹做一件事,完成它若有n类办法,是分类问题,每一类中的方法都是独立的,故用加法原理。
每一类中的每一种方法都可以独立完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)⏹做一件事,需要分n个步骤,步与步之间是连续的,只有将分成的若干个互相联系的步骤,依次相继完成,这件事才算完成,因此用乘法原理.任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同⏹这样完成一件事的分“类”和“步”是有本质区别的,因此也将两个原理区分开来.四.排列及组合基本公式1.排列及计算公式从n 个不同元素中,任取m(m≤n )个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列;从n 个不同元素中取出m(m≤n )个元素的所有排列的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,用符号 P m n 表示. P m n =n(n-1)(n-2)……(n -m+1) =n!(n-m)!(规定0!=1). 2. 组合及计算公式从n 个不同元素中,任取m(m≤n )个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合;从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数.用符号C m n 表示. C m n = P m n /m!=n!(n-m)!×m!一般当遇到m 比较大时(常常是m>0.5n 时),可用C m n = C n-m n 来简化计算。
小学奥数-排列组合教案一、教学目标1. 让学生理解排列组合的概念,掌握排列组合的基本算法。
2. 培养学生的逻辑思维能力,提高学生解决实际问题的能力。
3. 激发学生的学习兴趣,培养学生的耐心和细心。
二、教学内容1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的综合应用三、教学重点与难点1. 教学重点:排列组合的概念,排列数和组合数的计算方法。
2. 教学难点:排列组合的综合应用,解决实际问题。
四、教学方法1. 采用直观演示法,让学生通过实际操作理解排列组合的概念。
2. 采用案例教学法,分析典型例题,引导学生运用排列组合知识解决实际问题。
3. 采用讨论法,鼓励学生提问、交流、探讨,提高学生的逻辑思维能力。
五、教学安排1. 课时:每课时约40分钟2. 教学步骤:引入新课讲解概念举例讲解练习巩固课堂小结3. 课后作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
教案一、引入新课1. 老师:同学们,你们平时喜欢做游戏吗?今天我们就来玩一个有趣的游戏,请大家观察这些数字(出示数字卡片),看看你能发现什么规律?2. 学生观察数字卡片,发现规律。
二、讲解概念1. 老师:同学们观察得很仔细,这些数字卡片其实就是我们今天要学习的内容——排列组合。
什么是排列呢?2. 学生回答:排列是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有可能的排列的个数。
3. 老师:很好,那什么是组合呢?4. 学生回答:组合是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有可能的组合的个数。
5. 老师:同学们掌握得很好,我们来学习排列数和组合数的计算方法。
三、举例讲解1. 老师:我们以n=5,m=3为例,来计算排列数和组合数。
2. 学生计算排列数:5×4×3=60,计算组合数:C(5,3)=10。
3. 老师:同学们计算得很好,这些排列和组合在实际生活中有哪些应用呢?四、排列组合在实际生活中的应用1. 老师:比如说,我们有一排5个位置,要从中选出3个位置来安排3个同学,就有60种排列方式,10种组合方式。
四年级奥数排列组合题及答案四年级奥数排列组合题及答案1.排列、组合等问题从6幅国画,4幅油画,2幅水彩画中选取两幅不同类型的画布置教室,问有几种选法?解答:6×4=24种6×2=12种4×2=8种24+12+8=44种【小结】首先考虑从国画、油画、水彩画这三种画中选取两幅不同类型的画有三种情况,即可分三类,自然考虑到加法原理。
当从国画、油画各选一幅有多少种选法时,利用的乘法原理。
由此可知这是一道利用两个原理的综合题。
关键是正确把握原理。
符合要求的选法可分三类:设第一类为:国画、油画各一幅,可以想像成,第一步先在6张国画中选1张,第二步再在4张油画中选1张。
由乘法原理有6×4=24种选法。
第二类为:国画、水彩画各一幅,由乘法原理有6×2=12种选法。
第三类为:油画、水彩画各一幅,由乘法原理有4×2=8种选法。
这三类是各自独立发生互不相干进行的。
因此,依加法原理,选取两幅不同类型的画布置教室的选法有24+12+8=44种。
2.排列组合从1到100的所有自然数中,不含有数字4的.自然数有多少个?解答:从1到100的所有自然数可分为三大类,即一位数,两位数,三位数.一位数中,不含4的有8个,它们是1、2、3、5、6、7、8、9;两位数中,不含4的可以这样考虑:十位上,不含4的有l、2、3、5、6、7、8、9这八种情况.个位上,不含4的有0、1、2、3、5、6、7、8、9这九种情况,要确定一个两位数,可以先取十位数,再取个位数,应用乘法原理,这时共有8×9=72个数不含4.三位数只有100.所以一共有8+8×9+1=81个不含4的自然数.。
奥数解排列组合应用题排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,实践证明,掌握题型和解题方法,识别模式,熟练运用,是解决排列组合应用题的有效途径;下面就谈一谈排列组合应用题的解题策略.1.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A 、60种B 、48种C 、36种D 、24种解析: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,答案:D .2.相离问题插空排: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2.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是 A 、1440种 B 、3600种 C 、4820种 D 、4800种解析:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种,选B . 3.定序问题缩倍法:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.例 3.,,,,A B C D E 五人并排站成一排,如果B 必须站在A 的右边(,A B 可以不相邻)那么不同的排法种数是A 、24种B 、60种C 、90种D 、120种解析:B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种,选B .4.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.例4.将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有A 、6种B 、9种C 、11种D 、23种解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选B .5.有序分配问题逐分法:有序分配问题指把元素分成若干组,可用逐步下量分组法. 例5.(1)有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需一人承担,从10人中选出4人承担这三项任务,不同的选法种数是A 、1260种B 、2025种C 、2520种D 、5040种解析:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有21110872520C C C =种,选C .(2)12名同学分别到三个不同的路口进行流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案有A 、4441284C C C 种 B 、44412843C C C 种 C 、4431283C C A 种D 、444128433C C C A 种 答案:A .6.全员分配问题分组法:例6.(1)4名优秀学生全部保送到3所学校去,每所学校至少去一名,则不同的保送方案有多少种?解析:把四名学生分成3组有24C 种方法,再把三组学生分配到三所学校有33A 种,故共有234336C A =种方法.说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.(2)5本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为 A 、480种 B 、240种 C 、120种 D 、96种 答案:B .7.名额分配问题隔板法:例7.10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?解析:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为6984C =种.8.限制条件的分配问题分类法:例8.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案?解析:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况: ①若甲乙都不参加,则有派遣方案48A 种;②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有38A 方法,所以共有383A ;③若乙参加而甲不参加同理也有383A 种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另外两个城市有28A 种,共有287A 方法.所以共有不同的派遣方法总数为433288883374088A A A A +++=种.9.多元问题分类法:元素多,取出的情况也多种,可按结果要求分成不相容的几类情况分别计数,最后总计.例9.(1)由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有A 、210种B 、300种C 、464种D 、600种解析:按题意,个位数字只可能是0、1、2、3和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A A 个,合并总计300个,选B .(2)从1,2,3…,100这100个数中,任取两个数,使它们的乘积能被7整除,这两个数的取法(不计顺序)共有多少种?解析:被取的两个数中至少有一个能被7整除时,他们的乘积就能被7整除,将这100个数组成的集合视为全集I,能被7整除的数的集合记做{}7,14,21,98A =共有14个元素,不能被7整除的数组成的集合记做{}1,2,3,4,,100I A =共有86个元素;由此可知,从A 中任取2个元素的取法有214C ,从A 中任取一个,又从I A 中任取一个共有111486C C ,两种情形共符合要求的取法有2111414861295C C C +=种. (3)从1,2,3,…,100这100个数中任取两个数,使其和能被4整除的取法(不计顺序)有多少种?解析:将{}1,2,3,100I =分成四个不相交的子集,能被4整除的数集{}4,8,12,100A =;能被4除余1的数集{}1,5,9,97B =,能被4除余2的数集{}2,6,,98C =,能被4除余3的数集{}3,7,11,99D =,易见这四个集合中每一个有25个元素;从A 中任取两个数符合要;从,B D 中各取一个数也符合要求;从C 中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有211225252525C C C C ++种.10.交叉问题集合法:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素个数公式()()()()n A B n A n B n A B =+-.例10.从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方案?解析:设全集={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:()()()()n I n A n B n A B --+⋂43326554252A A A A =--+=种. 11.定位问题优先法:某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的元素。
小学奥数-排列组合教案一、教学目标:1. 让学生理解排列组合的概念,能够运用排列组合的知识解决实际问题。
2. 培养学生逻辑思维能力和创新思维能力。
3. 提高学生解决数学问题的兴趣和自信心。
二、教学内容:1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的应用三、教学重点与难点:1. 教学重点:排列组合的概念、排列数公式、组合数公式及其应用。
2. 教学难点:排列组合问题的解决方法和技巧。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究排列组合的知识。
2. 运用案例教学法,让学生通过实际案例理解排列组合的概念和应用。
3. 采用小组合作学习法,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
五、教学安排:1. 第一课时:排列的概念和排列数公式2. 第二课时:组合的概念和组合数公式3. 第三课时:排列组合的应用举例4. 第四课时:练习与讲解六、教学过程:1. 导入:通过生活中的实例,如抽签、排座位等,引出排列组合的概念。
2. 新课导入:介绍排列和组合的定义,讲解排列数公式和组合数公式。
3. 案例分析:分析实际问题,运用排列组合知识解决问题。
4. 练习与讲解:学生自主练习,教师讲解疑难问题。
七、课后作业:1. 复习本节课所学内容,掌握排列组合的概念和公式。
2. 完成课后练习题,巩固所学知识。
3. 搜集生活中的排列组合实例,下周分享。
八、教学评价:1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 课后作业:检查学生作业完成情况,评估学生对知识的掌握程度。
3. 生活实例分享:评价学生搜集的排列组合实例的创意性和实用性。
九、教学拓展:1. 深入了解排列组合在实际生活中的应用,如密码学、运筹学等。
2. 探索其他数学领域的知识,如数列、概率等,与排列组合知识相结合。
3. 鼓励学生参加奥数比赛和相关活动,提高数学素养。
十、教学反思:2. 针对学生的学习情况,调整教学策略,提高教学效果。
排列组合排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,实践证明,掌握题型和解题方法,识别模式,熟练运用,是解决排列组合应用题的有效途径;下面就谈一谈排列组合应用题的解题策略.1.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A 、60种B 、48种C 、36种D 、24种解析: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,答案:D .2.相离问题插空排: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2.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是 A 、1440种 B 、3600种 C 、4820种 D 、4800种解析:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种,选B . 3.定序问题缩倍法:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.例 3.,,,,A B C D E 五人并排站成一排,如果B 必须站在A 的右边(,A B 可以不相邻)那么不同的排法种数是A 、24种B 、60种C 、90种D 、120种解析:B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种,选B .4.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.例4.将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有A 、6种B 、9种C 、11种D 、23种解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选B .5.有序分配问题逐分法:有序分配问题指把元素分成若干组,可用逐步下量分组法. 例5.(1)有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需一人承担,从10人中选出4人承担这三项任务,不同的选法种数是A 、1260种B 、2025种C 、2520种D 、5040种解析:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有21110872520C C C =种,选C .(2)12名同学分别到三个不同的路口进行流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案有A 、4441284C C C 种 B 、44412843C C C 种 C 、4431283C C A 种D 、444128433C C C A 种 答案:A .6.全员分配问题分组法:例6.(1)4名优秀学生全部保送到3所学校去,每所学校至少去一名,则不同的保送方案有多少种?解析:把四名学生分成3组有24C 种方法,再把三组学生分配到三所学校有33A 种,故共有234336C A =种方法.说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.(2)5本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为 A 、480种 B 、240种 C 、120种 D 、96种 答案:B .7.名额分配问题隔板法:例7.10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?解析:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为6984C =种.8.限制条件的分配问题分类法:例8.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案?解析:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况: ①若甲乙都不参加,则有派遣方案48A 种;②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有38A 方法,所以共有383A ;③若乙参加而甲不参加同理也有383A 种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另外两个城市有28A 种,共有287A 方法.所以共有不同的派遣方法总数为433288883374088A A A A +++=种.9.多元问题分类法:元素多,取出的情况也多种,可按结果要求分成不相容的几类情况分别计数,最后总计.例9.(1)由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有A 、210种B 、300种C 、464种D 、600种解析:按题意,个位数字只可能是0、1、2、3和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A A 个,合并总计300个,选B .(2)从1,2,3…,100这100个数中,任取两个数,使它们的乘积能被7整除,这两个数的取法(不计顺序)共有多少种?解析:被取的两个数中至少有一个能被7整除时,他们的乘积就能被7整除,将这100个数组成的集合视为全集I,能被7整除的数的集合记做{}7,14,21,98A =共有14个元素,不能被7整除的数组成的集合记做{}1,2,3,4,,100I A =共有86个元素;由此可知,从A 中任取2个元素的取法有214C ,从A 中任取一个,又从I A 中任取一个共有111486C C ,两种情形共符合要求的取法有2111414861295C C C +=种. (3)从1,2,3,…,100这100个数中任取两个数,使其和能被4整除的取法(不计顺序)有多少种?解析:将{}1,2,3,100I =分成四个不相交的子集,能被4整除的数集{}4,8,12,100A =;能被4除余1的数集{}1,5,9,97B =,能被4除余2的数集{}2,6,,98C =,能被4除余3的数集{}3,7,11,99D =,易见这四个集合中每一个有25个元素;从A 中任取两个数符合要;从,B D 中各取一个数也符合要求;从C 中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有211225252525C C C C ++种.10.交叉问题集合法:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素个数公式()()()()n A B n A n B n A B =+-.例10.从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方案?解析:设全集={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:()()()()n I n A n B n A B --+⋂43326554252A A A A =--+=种. 11.定位问题优先法:某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的元素。
一、排列组合的基本理论和公式,排列与元素的顺序有关,组合与顺序无关。
如231与213是两个排列,2+3+1的和与2+1+3的和是一个组合。
(一)两个基本原理是排列和组合的基础:(1)加法原理:做一件事,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有m n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+m3+…+m n种不同方法。
(2)乘法原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2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=m1×m2×m3×…×m n种不同的方法。
这里要注意区分两个原理,要做一件事,完成它若是有n类办法,是分类问题,第一类中的方法都是独立的,因此用加法原理;做一件事,需要分n个步骤,步与步之间是连续的,只有将分成的若干个互相联系的步骤,依次相继完成,这件事才算完成,因此用乘法原理。
这样完成一件事的分“类”和“步”是有本质区别的,因此也将两个原理区分开来。
3C表示从5个元素中取出3个,总共有多少种不同的取5法。
这是组合的运算。
例如:从5个人中任选三个人去参加比赛,共有几种选法?这就是从5个元素中取出3个的组合运算。
可表示为3C。
其计算过程是35C=5!/[3!×(5-3)!]5叹号代表阶乘,5!=5×4×3×2×1=120,3!=3×2×1=6,(5-3)!=2!=2×1=2,所以3C=5!/[3!×(5-3)!]=120/(6×2)=105针对上面例子,就是从5个人中任选三个人去参加比赛,共有10几种选法。
排列组合公式:公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。
公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。
n—元素的总个数;r—参与选择的元素个数。
小学奥数-排列组合教案一、教学目标1. 让学生理解排列组合的概念,掌握排列组合的基本算法。
2. 培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的逻辑思维能力。
3. 培养学生积极探索、合作交流的学习习惯,增强学生的自信心。
二、教学内容1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:排列组合的概念,排列数和组合数公式的运用。
2. 教学难点:排列组合问题的理解和解决。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究、合作交流。
2. 运用实例分析,让学生直观理解排列组合的概念。
3. 练习法:通过适量练习,巩固所学知识。
五、教学准备1. 教学课件或黑板2. 练习题3. 学生分组合作学习所需材料教案内容:一、排列的概念和排列数公式1. 排列的定义: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,叫做一个排列。
2. 排列数公式:An = n! / (n-m)!,其中n!表示n的阶乘。
二、组合的概念和组合数公式1. 组合的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,但与排列不同的是,组合不考虑元素的顺序。
2. 组合数公式:Cn = n! / [m!(n-m)!],其中n!表示n的阶乘。
三、排列组合的应用1. 题目示例:有红、蓝、绿三色的珠子,从中选出2个珠子,要求红珠子必须选中,求选法的总数。
2. 解题思路:这是一个排列问题,因为红珠子必须选中,只需要从蓝、绿两种颜色中再选一个珠子,按照排列的定义和公式,计算出排列数。
3. 解题步骤:a. 确定n=3(三种颜色),m=2(选两个珠子)。
b. 计算排列数:A3 = 3! / (3-2)! = 3×2 = 6。
c. 得出选法的总数为6种。
四、课堂练习a. A4 = ?b. A5 = ?a. C3 = ?b. C4 = ?五、总结与反思1. 本节课学习了排列和组合的概念及公式。
2. 通过对实例的分析,理解了排列组合的应用。
排列组合应用题的教学设计致远高中朱英2007.3解决排列组合应用题的基础是:正确应用两个计数原理,分清排列和组合的区别。
引例1 现有四个小组,第一组7人,第二组8人,第三组9人,第四组10人,他们参加旅游活动:(1)选其中一人为负责人,共有多少种不同的选法。
(2)每组选一名组长,共有多少种不同的选法4评述:本例指出正确应用两个计数原理。
引例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?评述:本例指出排列和组合的区别。
求解排列组合应用题的困难主要有三个因素的影响:1、限制条件。
2、背景变化。
3、数学认知结构排列组合应用题可以归结为四种类型:第一个专题排队问题重点解决:1、如何确定元素和位置的关系元素及其所占的位置,这是排列组合问题中的两个基本要素。
以元素为主,分析各种可能性,称为“元素分析法”;以位置为主,分析各种可能性,称为“位置分析法”。
例:3封不同的信,有4个信箱可供投递,共有多少种投信的方法?分析:这可以说是一道较简单的排列组合的题目了,但为什么有的同学能做出正确的答案34(种),而有的同学则做出容易错误的答案43(种),而他们又错在哪里呢?应该是错在“元素”与“位置”上了!法一:元素分析法(以信为主)第一步:投第一封信,有4种不同的投法;第二步:接着投第二封信,亦有4种不同的投法;第三步:最后投第三封信,仍然有4种不同的投法。
因此,投信的方法共有:34(种)。
法二:位置分析法(以信箱为主)C(种);第一类:四个信箱中的某一个信箱有3封信,有投信方法14第二类:四个信箱中的某一个信箱有2封信,另外的某一个信箱有1封信,有投信方法 2234C P 种 。
第三类:四个信箱中的某三个信箱各有1封信,有投信方法 34P (种)。
因此,投信的方法共有:64 (种)小结:以上两种方法的本质还是“信”与“信箱”的对应问题。
2、如何处理特殊条件——特殊条件优先考虑。
例:7位同学站成一排,按下列要求各有多少种不同的排法;甲站某一固定位置;②甲站在中间,乙与甲相邻;③甲、乙相邻; ④甲、乙两人不能相邻; ⑤甲、乙、丙三人相邻;⑥甲、乙两人不站在排头和排尾;⑦甲、乙、丙三人中任何两人都不相邻;⑧甲、乙两人必须相邻,且丙不站在排头和排尾。
第二个专题 排列、组合交叉问题重点解决:1、先选元素,后排序。
例:3个大人和2个小孩要过河,现有3条船,分别能载3个、2个和1个人,但这5个人要一次过去,且小孩要有大人陪着,问有多少种过河的方法? 分析:设1号船载3人,2号船载2人,3号船载2人,小孩显然不能进第3号船,也不能二个同时进第2号船。
法一:从“小孩”入手。
第一类:2个小孩同时进第1号船,此时必须要有大人陪着另外2个大人同时进第2号船或分别进第2、3号船,先选3个大人之一进1号船,有()1213219N C P =+= (种)过河方法第二类:2个小孩分别进第1、2号船,此时第2号船上的小孩必须要有大人陪着,另外2个大人同时进第1号船或分别进第1、3号船,有过河方法()2122232118N P C P =+= (种)。
因此,过河的方法共有: (种)。
法二:从“船”入手第一类:第1号船空一个位,此时3条船的载人数分别为2、2、1,故2个小孩只能分别进第1、2号船,有过河方法 2312312N P P == (种);第二类:第2号船空一个位,此时3条船的载人数分别为3、1、1,故2个小孩只能同时进第1号船,有过河方法 3236N P == (种);1291827N N N =+=+=第三类:第3号船空一个位,此时3条船的载人数分别为3、2、0,故2个小孩同时进第1号船或分别进第1、2号船,有过河方法122332390N C P C=+= (种)。
因此,过河的方法共有:(种)。
2、怎样界定是排列还是组合例:①身高不等的7名同学排成一排,要求中间的高,从中间看两边,一个比一个矮,这样的排法有多少种?②身高不等的7名同学排成一排,要求中间的高,两边次高,再两边次高,如此下去,这样的排法共有有多少种?答:①3620c=种②111222p p p=8 种本来①是组合题,与顺序无关,但有些学生不加分析,看到排队就联想排列,这是一个误区。
至于②也不全是排列问题,只是人自然有高低,按人的高低顺次放两边就是了。
又例:7名同学排成一排,甲、乙、丙这三人的顺序定,则不同排法有多少种?分析,三人的顺序定,实质是从7个位置中选出三个位置,然后按规定的顺序放置这三人,其余4人在4个位置上全排列。
故有排法3474c p=840种。
3、枚举法三人互相传球,由甲开始传球,并作为第一次传球,经过5次传球后,球仍回到甲手中,则不同的传球方式共有(A)6 种(B)8 种(C)0 种(D)12 种解:(枚举法)该题新颖,要在考试短时间内迅速获得答案,考虑互传次数不多,所得选择的答案数字也不大,只要按题意一一列举即可。
甲丙丙甲丙乙丙乙丙丙乙甲甲甲乙甲甲甲乙123126927 N N N N=++=++=第三个专题 分堆问题 重点解决:1、均匀分堆和非均匀分堆关于这个问题,课本P146练习10如此出现:8个篮球队有2个强队,先任意将这8各队分成两个组,(每组4个队)进行比赛,这两个强队被分成在一个小组的概率是多少?由于课本后面出现这样的练习题,所以前面应对这些问题有所分析,尤其为什么均匀分堆有出现重复?应举例说明。
例:有六编号不同的小球, ① 分成3堆,每堆两个② 分成3堆,一堆一个,一堆两个,一堆三个 ③ 分成3堆,一堆一个,一堆一个,一堆四个在①、②、③的条件下,再分别给三个小朋友玩,每人一堆,有多少种分法? 分析:①、②、③都是分堆,其中①是三个均匀分堆,有3!重复,③是两个均匀分堆,有2!重复,如此类推。
②是非均匀分堆,不可能出现重复。
在教学中应用数字表示球,通过列举法说明重复的可能,以及避免重复。
例:有六编号不同的小球, ① 分成3堆,每堆两个② 分成3堆,一堆一个,一堆两个,一堆三个 ③ 分成3堆,一堆一个,一堆一个,一堆四个在①、②、③的条件下,再分别给三个小朋友玩,每人一堆,有多少种分法? 分析:①、②、③都是分堆,其中①是三个均匀分堆,有3!重复,③是两个均匀分堆,有2!重复,如此类推。
②是非均匀分堆,不可能出现重复。
在教学中应用数字表示球,通过列举法说明重复的可能,以及避免重复。
答案:① ② ③ ④再乘以33P2、为什么有重复,怎样避免重复例:从4名男生、5名女生中任选3人参加学代会,至少男生、女生各一名的不同选法有多少种?有些学生这样想:先从4人中选一人,再从5人中选一人,最后在剩下的7人中选一人, 结果是 结果是错误的。
因为后面的7人与前面已选的人可能出现重复,正确的答案是 。
又例:有4个唱歌节目,4个舞蹈节目,2个小品排成一个节目单,但舞蹈和小品要相隔,不同的编排有多少种方法?22643!C C 1265C C 46C 111457140C C C =2112454570C C C C +=有些学生这样想,先定位4个唱歌,有5个位插入小品两个位,此时有7个位再插入4个舞蹈,故的表达式是 424457P P P 。
其实,这里又出现了重复,正确的列式是 645467572P P P P -第四个专题 直接法和间接法的区别及运用 重点解决:1、选择集合的元素有交集问题;例:七人并坐一排,要求甲不坐首位,乙不坐末位,共有几种不同的坐法? 法一:直接法第一类:甲在第2-6号位中选一而坐,接着乙在第1-6位中余下的5个位中择一而坐,剩下的任意安排 (种); 第二类:甲在第7号坐,剩下的任意安排,有坐法数626720N P == (种)。
因此,不同的坐法数共有 (种)。
法二:间接法七人并坐,共有坐法数 77P (种)。
甲坐首位,有 66P 种方法;乙坐末位,亦有66P 种方法。
甲坐首位、乙坐末位都不符合题目要求,所以应该从扣除,但在扣除的过程中,甲坐首位且乙坐末位的情况被扣除了2次,因此还须补回一个 55P 。
因此,不同的坐法数有 76576523720N P P P =-+=(种)2、选择元素中有至少、至多等问题。
在100件产品中,有98件合格品,2件次品,从100见产品中任意抽取3件,(1)至少有一件是次品的抽法有多少种?(2)至多有一件次品的抽法有多少种?答:(1)解法1: 解法2 : (2)以上的处理,主要有如下几个好处:①教学比较自然、流畅,容易对近似概念进行比较,找到其相同点和不同点,更深刻的从外延到内涵掌握概念及其数学意义。
②把相关概念弄清楚后,能给学生有足够的工具,使学生解决应用题时不在被工具而困扰,形成良好知识结构,解决问题的思路容易畅通③重点突出,学生就比较容易把每一个难点和重点给予突破,减轻学生的负担又能实现学生的学习落到实处。
④在提高教学质量的前提下,又能提高效率。
11515553000N C C P==123000 7203720N N N =+=+=22100989604C C -=12212972979604C C C C +=31298298161602C C C +=。