小学六年级数学第讲:排列组合(教师版)
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组合一、课堂目标1.理解组合的定义,掌握组合数公式及性质的应用.2.掌握常见的组合问题的模型及应用.【备注】【教师指导】1.本讲的重点是理解组合的定义,掌握组合数公式及性质的应用;难点是掌握常见的组合问题的模型及应用;重点题型是利用组合数及性质进行计算、组合问题的常见模型解决计数问题以及排列与组合的综合应用.2.排列组合与二项式定理属于历年高考必考题,在期中期末也属于常考题,属于重点内容.对于排列与组合的考查,有时难度比较大,学生也不好理解,在求解时会漏掉一些情况或者多数一些情况.对于这些问题,学生要理解对应的模型,熟练掌握对应模型的应用.二、知识讲解问题1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名取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2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,有多少种不同的选法?【备注】【教师指导】1.本模块为【知识引入】环节.2.问题1:,从3个元素中取出2个元素的一个排列,此时是有顺序的;问题2:甲乙,甲丙,乙丙,从3个不同元素中取出2个元素合成一组,此时是没有顺序的.从而引出本节课要学习的新知识:组合.1. 组合的定义知识精讲1.组合的定义一般地,从个不同元素中取出个元素合成一组,叫做从个不同元素中取出个元素的一个组合.2.排列与组合的联系与区别共同点:都是从n个不同元素中取出个元素.不同点:排列与元素的顺序有关,而组合与元素的顺序无关.可总结为:有序排列,无序组合.,,,,【备注】【教师指导】对于排列与组合的不同点:只有元素相同且顺序相同的两个排列才是相同的;而两个组合只要元素相同,不论元素的顺序如何,都是相同的.例如,“甲乙”与“乙甲”的元素完全相同,但是元素的排列顺序不同,因此它们是相同的组合,但不是相同的排序.知识点睛1.组合的定义中有两个要点(1)取出元素,且要求个元素是不同的;(2)“只取不排”,即取出的个元素与顺序无关,无序性是组合的特征性质.2.两个组合相同只要两个组合中的元素完全相同,不管元素的顺序如何.经典例题1.【解析】给出下列问题:()从,,,四名学生中选名学生完成一件工作,有多少种不同的选法?()从,,,四名学生中选名学生完成两件不同的工作,有多少种不同的选法?(),,,四支足球队之间进行单循环比赛,共需赛多少场?(),,,四支足球队争夺冠亚军,有多少种不同的结果?()某人射击枪,命中枪,且命中的枪均为枪连中,不同的结果有多少种?()某人射击枪,命中枪,且命中的枪中恰有枪连中,不同的结果有多少种?在上述问题中, 是组合问题, 是排列问题.【答案】()()() ; ()()()()名学生完成的是同一件工作,没有顺序,是组合问题.()名学生完成两件不同的工作,有顺序,是排列问题.【备注】【教师指导】考查排列和组合的定义及区别,要求学生掌握排列与组合的联系及区别.【标注】()单循环比赛要求每两支球队之间只打一场比赛,没有顺序,是组合问题.()冠亚军是有顺序的,是排列问题.()命中的枪均为枪连中,没有顺序,是组合问题.()命中的枪中恰有枪连中,即连中枪和单中枪,有顺序,是排列问题.【知识点】排列;组合巩固练习(1)(2)(3)(4)(5)2.(1)(2)(3)(4)(5)【解析】【标注】判断下列问题是组合问题还是排列问题.设集合,则集合的含有个元素的子集有多少个?某铁路线上有个车站,则这条铁路线上需准备多少种车票?从本不同的书中取出本给某同学.个人去做种不同的工作,每人做一种,有多少种分工方法?把本相同的书分给个学生,每人最多得一本,有多少种分配方法?【答案】(1)(2)(3)(4)(5)组合问题.排列问题.组合问题.排列问题.组合问题.因为集合的任一个含个元素的子集与元素顺序无关,故它是组合问题.车票与起点终点顺序有关,例如“甲乙”与”“乙甲”的车票不同,故它是排列问题.从本不同的书中取出本给某同学,取出的本书并不考虑书的顺序,故它是组合问题.因为一种分工方法就是从种不同工作中取出种,按一定顺序分给人去干,故它是排列问题.因为本书是相同的,把本书无论分给哪三个人都不需要考虑顺序,故它是组合问题.【知识点】组合;排列2. 组合数及公式知识精讲1.组合数从个不同元素中取出个元素的所有不同组合的个数,叫做从个不同元素中取出个元素的组合数,用符号表示.注意:(1)组合数与组合是两个不同的概念,组合是从个不同的元素中任取个元素并成一组,它是一件事,而组合数是一个数.(2)从集合的角度来看,从个不同的元素中任取个元素并成一组的组合的全体构成一个集合,组合数就是这个集合中元素的个数.,,,,,,2.组合数公式①连乘表示:.②阶乘表示:.规定:.注意:组合数公式①体现了组合数与相应排列数的关系,一般在计算具体的组合数时会用到.组合数公式②的主要作用有:计算较大时的组合数;对含有字母的组合数式子进行变形.,,,【备注】【教师指导】组合数公式的推导一般地,求从个不同元素中取出个元素的排列数,可以分如下两步:第1步,求从个元素中取出个元素的组合数;第2步,求每一个组合中个元素的全排列数.根据分步乘法计数原理得:,因此有.经典例题3.【标注】计算: .【答案】【知识点】组合【备注】【教师指导】本题考查的是组合数公式的直接运用.巩固练习4.【解析】【标注】 .【答案】.【知识点】组合数计算经典例题5.【标注】计算:.【答案】【知识点】组合【备注】【教师指导】本题考查排列数公式和组合数公式的综合运算,要提醒学生注意二者计算公式的差异.A.B.C.D.6.【解析】【标注】已知,则的值是( ).【答案】C ∵,∴,化简得,解得或(不合题意,舍去),∴的值是.故选:.【知识点】组合【备注】【教师指导】本题考查排列数公式和组合数公式的综合运算,要求学生熟记且灵活应用公式.巩固练习7.【解析】【标注】若,则 .【答案】由题意如:,,解得:或(舍),∴.【知识点】组合;排列经典例题8.【解析】【标注】设,,,求证:.【答案】证明见解析.由组合数公式知,.【知识点】组合数计算【备注】【教师指导】对公式的直接考查,利用组合数的公式进行证明等式成立问题.巩固练习A. B. C. D. 9.【解析】下列等式正确的是( ).【答案】ABD通过计算得到选项,,的左右两边都是相等的.对于选项,,所以选项是错误的.故选.【备注】【教师指导】此题为多选题,是新高考形式下的新题型.【标注】【知识点】组合数计算;排列数计算3. 组合数的性质知识精讲1.性质1:【备注】【教师指导】下列内容,可板书展示给学生:1.性质1的证明:2.性质1的意义:由于,因此该等式在时也成立.该性质反映了组合数的对称性.其组合意义是从个不同的元素中任取个元素的组合与任取个元素的组合是一一对应的.因为从个不同元素中取出个元素后,就剩下个元素,因此从个不同元素中取出个元素的方法,与从个不同元素中取出个元素的方法是一一对应的,因此取法是一样多的,就是说从个不同元素中取出个元素的每一个组合,都对应着从个不同元素中取出个元素的唯一的一个组合,反过来也一样.即从个不同元素中取出个元素的组合数等于从个不同元素中取出个元素的组合数”,也就是.3.等式特点:等号两边组合数的下标相同,上标之和等于下标.4.应用:(1)简化计算,当时,通常将计算转化为计算,如;(2)列等式,由,可得或,如若则或,故或.2.性质2:【备注】【教师指导】下列内容,可板书展示给学生:1.性质2的证明:2.性质2的意义:性质2可以理解为分类加法计数原理的应用,在确定从个不同元素中取出个元素时,对于某一个特定元素,只存在取与不取两种情况,如果取这个元素,则只需从剩下的个元素中再取个元素,有种取法;如果不取这个元素,则需从剩下的个元素中取出个元素,有种取法.由分类加法计数原理可得:.3.等式特点:下标相同而上标相差1的两个组合数之和,等于下标比原下标多1而上标与较大的上标相同的一个组合数.4.应用:恒等变形,简化运算.,,经典例题A.B.C.D.10.方程的解集为( ).【答案】C【备注】【教师指导】本题是对性质1:的直接考查,要注意有两种情况.【解析】【标注】由得或, ∴或, 经检验知和均符合题意. 故选.【知识点】组合11.【解析】【标注】若,则 .【答案】若,则.故答案为:.【知识点】组合【备注】【教师指导】本题是对性质1:的逆运用.巩固练习12.【解析】【标注】方程的解为 .【答案】或已知,∵或,∴或,∴或.【知识点】组合经典例题A.B.C.D.13.若,则等于( ).【答案】C【备注】【教师指导】本题是对性质2:的直接运用.【解析】【标注】,即,所以,即.故选.【知识点】组合数计算14.【解析】【标注】计算 .【答案】∵,∴原式.故答案为:.【知识点】组合数计算【备注】【教师指导】本题是对性质2:的运用吗,但需要利用进行一步配凑.巩固练习(1)15.(1)(2)【解析】求值:.【答案】(1)(2)...【标注】.【知识点】组合数计算4. 组合问题模型—分组分配问题知识精讲在日常生活中,常会将一些物品分发出去,这种问题称为分组分配问题.通常采用先分组后分配的方法解决.题型主要涉及:①平均分组;②部分平均分组;③不均匀分组.(1)平均分组例题:按下列要求分配6本不同的书,有多少种不同方法?①平均分3组;②平均分给甲、乙、丙三人.解析:①平均分成3组:有种方法;②平均分给甲、乙、丙三人:有种方法.注意:先分组,后分配;平均分成组,一定要除以.(2)部分平均分组例题:按下列要求分配6本不同的书,有多少种不同的方法?①一份4本,另两份各1本;②甲、乙各得1本,丙得4本.解析:①有两组是平均分配的,有:种方法;②可以先按第①问分组,因为甲、乙分别得到哪本书不同,故需对甲、乙排序,共有:种方法.(3)不均匀分组例题:按下列要求分配6本不同的书,各有多少种不同分配方式?①一份1本,一份2本,1份3本;②甲、乙、丙三人中一人1本,一人2本,一人3三本.解析:①因为不涉及均匀分配问题,直接利用乘法原理即可:种分配方式;②甲、乙、丙三人中谁得到一本,二本,三本是不清楚的,需要再次排列,所以共有种分配方式.经典例题(1)(2)(3)16.(1)(2)(3)【解析】【标注】按下列要求把个人分成个小组,各有多少种不同的分法?各组人数分别为,,人;平均分成个小组;平均分成个小组,进入个不同车间.【答案】(1)(2)(3)种.种.种...分两步:第一步平均分三组;第二步让三个小组分别进入三个不同车间,故有种不同的分法.【知识点】分组分配法【备注】【教师指导】本题的第(1)问考查的是不均匀分组,不需要考虑排列;第(2)问考查的是均匀分组,不需要考虑排列;第(3)问考查的是均匀分组,需要考虑排列.巩固练习17.【解析】【标注】将本不同的书分成堆,每堆本,有 种不同的分法.【答案】.【知识点】分组分配法18.【解析】将名男生,名女生分成两组,每组人,参加两项不同的活动,每组名男生和名女生,则不同的分配方法有 种.【答案】【标注】先将名男生,名女生分成两组,每组人,有不同的两组,然后将这两组分配到两项不同的活动中,则不同的分配方法有种.故答案为:.【知识点】分组分配法经典例题19.【解析】【标注】将位心智助教分成组,其中两个组各人,另两个组各人,分赴四个不同班级服务,不同的分配方案有 种?(用数字作答)【答案】将人分成,,,人数的四组,则分配方案有:种.故答案为:.【知识点】分组分配法;排列【备注】【教师指导】本题考查的是部分平均分组,并且要考虑排列问题.巩固练习A. B. C. D.20.【解析】若有本不同的书,分给三位同学,每人至少一本,则不同的分法数是( ).【答案】B根据题意,分步进行分析:①将本不同的书分成组,若分成、、的三组,有种分组方法;若分成、、的三组,有种分组方法;则有种分组方法;②将分好的三组全排列,对应三人,有种情况,则有种不同的分法.【标注】故选.【知识点】分步乘法计数原理;分组分配法21.【解析】【标注】年月日是第六届世界肾脏日,某社区服务站将位志愿者分成组,其中两组各人,另一组人,分别去三个不同的社区宣传这届肾脏日的主题:“保护肾脏,拯救心脏”,不同的分配方案有 种.(用数字作答)【答案】不同的分配方案有(种).【知识点】分组分配法5. 组合问题模型—相同元素隔板法知识精讲个相同元素,分成组,每组至少一个的分组问题——把个元素排成一排,从个空中选个空,各插一个隔板,有.经典例题22.【解析】【标注】个名额分配到八个班,每班至少一个名额,则有多少种不同的分配方法?【答案】.由挡板法可得,.【知识点】隔板法【备注】【教师指导】本题是对组合问题模型—相同元素隔板法直接考查:10个相同元素形成9个空,再在9个位置放置7个挡板一共有多少种结果.巩固练习23.有个三好学生名额,分配到高三年级的个班里,要求每班至少个名额,共有 种不同的分配方案.【解析】【标注】【答案】把个相同的元素放到个班中,每班至少一个,可以用挡板法来解,把个元素一字排列形成个空,再在个位置放置个挡板共有种结果.【知识点】隔板法24.【解析】【标注】为抗战新冠病毒,社会各界积极捐赠医疗物资.爱心人士向某市捐赠了箱相同规格的医用外科口罩,现需将这箱口罩分配给家医院,每家医院至少箱,则不同的分法共有 种.【答案】将箱相同口罩分配给家医院,采用隔板法,在个空中隔个板即可,∴不同的分法共有种.故答案为.【知识点】隔板法6. “先选后排”解排列组合综合问题知识精讲解决先选后排问题,应遵循三大原则:(1)先特殊后一般;(2)先组合后排列;(3)先分类后分步.经典例题A.B.C.D.25.从名学生中选出名分别参加数学,物理,化学,生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为( ).【答案】D【备注】【教师指导】先特殊再一般,是对特殊元素甲先排,再排其他的元素.【解析】【标注】根据题意,从名学生中选出名分别参加竞赛,分种情况讨论:①选出的人没有甲,即选出其他人即可,有种情况,②选出的人有甲,由于甲不能参加生物竞赛,则甲有种选法,在剩余人中任选人,参加剩下的三科竞赛,有种选法,则此时共有种选法,则有种不同的参赛方案;故选:.【知识点】特殊元素优先法巩固练习26.【解析】【标注】某地奥运火炬接力传递路线共分段,传递活动分别由名火炬手完成.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】从特殊位置入手分类和分步完成,从最后一棒分类.甲为最后一棒,再考虑第一棒,再考虑其余位置,依次有;乙为最后一棒,再考虑第一棒,再考虑其余位置,依次有,则有.故答案为:.【知识点】特殊元素优先法;分类加法计数原理;分步乘法计数原理【素养】逻辑推理;数学运算经典例题A.种B.种C.种D.种27.将甲,乙等位同学分别保送到北京大学,上海交通大学,中山大学这所大学就读,则每所大学至少保送人的不同保送方法数共有( ).【备注】【教师指导】先组合后排列:先将四名同学进行分组,再将这三组同学进行排列,分配到三所学校中.【解析】【标注】将名同学分为组,共有种分法,再将这组分配给所学校,共有种分法,∴总共有种方法.故选.【知识点】分组分配法巩固练习28.【解析】【标注】将位志愿者分成组,其中两个组各人,另两个组各人,分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有 种.(用数字作答).【答案】先分组 ,再排列.【知识点】分组分配法经典例题A.B.C.D.29.【解析】某班上午有五节课,分别安排语文,数学,英语,物理,化学各一节课.要求语文与化学相邻,数学与物理不相邻,且数学课不排第一节,则不同排课法的种数是( ).【答案】B根据题意,分步进行分析:①要求语文与化学相邻,将语文与化学看成一个整体,考虑其顺序,有种情况,②将这个整体与英语全排列,有种顺序,排好后,有个空位,③数学课不排第一节,有个空位可选,在剩下的个空位中任选个,安排物理,有种情况,则数学、物理的安排方法有种,则不同排课法的种数是种.【备注】【教师指导】先分类后分步,是对分类加法原理和分步乘法原理综合考查.【标注】【知识点】分类加法计数原理;分步乘法计数原理;加法原理与乘法原理的综合运用巩固练习A.本B.本C.本D.本30.【解析】【标注】给一些书编号,准备用个字符,其中首字符用,,后两个字符用,,(允许重复),则不同编号的书共有( ).【答案】D 分两步:第一步:选定首字符,有种可能;第二步:选后两个字符,又分两小步:第二字符,有种可能,第三个字符,也有种可能,所以利用乘法原理,最终就有种不同的组合情况,也就是说可以编本书.故选.【知识点】分步乘法计数原理三、思维导图你学会了吗?请你画出本节课的思维导图.【备注】四、出门测A.B.C.D.31.【解析】【标注】( ).【答案】D ,故选:.【知识点】组合数计算A.或B.C.D.32.【解析】【标注】方程的解为( ).【答案】A 当时,解得;当时,解得.故选:.【知识点】组合A.B.C.D.33.【解析】【标注】将个相同名额分给个不同的班级,每班至少得到一个名额的不同分法种数是( ).【答案】D将个相同元素分成组,用隔板法即可,即每班至少得到一个名额的不同分法种数是,故选:.【知识点】隔板法(1)(2)34.(1)(2)【解析】【标注】王华同学有课外参考书若干本,其中有本不同的外语书,本不同的数学书,本不同的物理书.若从这些参考书中选本不同学科的参考书带到图书馆,则有多少种不同的带法?将本不同的外语书全部分享给名室友,每人至少一本,有多少种分法?【答案】(1)(2)种.种.带本外语书和本数学书时有种带法;同样地,带外语书,物理书各本,有种带法;带数学书,物理书各本,有种带法,故有种带法.先把本外语书分组分三组:①三组本数分别为,,,种方法,②三组本数分别为,,,种方法,再分配给三个人,共种分法.【知识点】加法原理与乘法原理的综合运用;分步乘法计数原理;排列;分组分配法。
小学排列组合教案教案标题:小学排列组合教案教学目标:1. 了解排列组合的基本概念和应用;2. 掌握小学阶段常见的排列组合问题的解决方法;3. 培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
教学准备:1. 教师准备:- 排列组合的教学素材,如小球、积木等;- 教学投影仪或黑板;- 教学PPT或写有相关问题的卡片。
2. 学生准备:- 笔记本和铅笔;- 教师提前布置的预习任务。
教学过程:步骤一:导入新知识(5分钟)1. 教师出示一些小球或积木,并问学生有多少种不同的排列方式。
2. 引导学生思考和讨论,然后解释排列的概念和意义。
步骤二:讲解排列的基本概念(10分钟)1. 教师通过示例向学生解释排列的概念,如从5个不同的球中选择3个排列的方式有多少种。
2. 引导学生理解排列的计算公式:P(n, r) = n! / (n-r)!,其中n为可选元素的数量,r为要选择的元素的数量。
步骤三:练习排列问题(15分钟)1. 教师出示一些排列问题,并与学生一起解决。
2. 学生个别或小组合作解决一些排列问题,并相互交流解题思路。
步骤四:讲解组合的基本概念(10分钟)1. 教师通过示例向学生解释组合的概念,如从5个不同的球中选择3个组合的方式有多少种。
2. 引导学生理解组合的计算公式:C(n, r) = n! / (r!(n-r)!),其中n为可选元素的数量,r为要选择的元素的数量。
步骤五:练习组合问题(15分钟)1. 教师出示一些组合问题,并与学生一起解决。
2. 学生个别或小组合作解决一些组合问题,并相互交流解题思路。
步骤六:综合练习(10分钟)1. 教师出示一些综合性的排列组合问题,并与学生一起解决。
2. 学生个别或小组合作解决一些综合性的排列组合问题,并相互交流解题思路。
步骤七:总结与拓展(5分钟)1. 教师与学生一起总结排列组合的基本概念和计算方法。
2. 鼓励学生思考和解决更复杂的排列组合问题。
教学延伸:1. 鼓励学生在日常生活中寻找排列组合的应用,如选择衣服搭配、安排座位等。
第十九讲排列组合一、排列问题在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,就是排列问题.在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.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.根据排列的定义,两个排列相同,指的是两个排列的元素完全相同,并且元素的排列顺序也相同.如果两个排列中,元素不完全相同,它们是不同的排列;如果两个排列中,虽然元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列.排列的基本问题是计算排列的总个数.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P.的排列中取出m个元素的排列数,我们把它记做mn根据排列的定义,做一个m元素的排列由m个步骤完成:步骤1:从n个不同的元素中任取一个元素排在第一位,有n种方法;步骤2:从剩下的(1n-)种方法;n-)个元素中任取一个元素排在第二位,有(1……步骤m :从剩下的[(1)]n m --个元素中任取一个元素排在第m 个位置,有11n m n m --=-+()(种)方法;由乘法原理,从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数是121n n n n m ⋅-⋅-⋅⋅-+()()(),即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.二、排列数一般地,对于m n =的情况,排列数公式变为12321n n P 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 =⋅-⋅-⋅⋅⋅⋅()() .在排列问题中,有时候会要求某些物体或元素必须相邻;求某些物体必须相邻的方法数量,可以将这些物体当作一个整体捆绑在一起进行计算.三、组合问题日常生活中有很多“分组”问题.如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等.这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题.一般地,从n 个不同元素中取出m 个(m n ≤)元素组成一组不计较组内各元素的次序,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.从排列和组合的定义可以知道,排列与元素的顺序有关,而组合与顺序无关.如果两个组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合.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m n C .一般地,求从n 个不同元素中取出的m 个元素的排列数m n P 可分成以下两步:第一步:从n 个不同元素中取出m 个元素组成一组,共有m n C 种方法;第二步:将每一个组合中的m 个元素进行全排列,共有m m P 种排法.根据乘法原理,得到m m m n n m P C P =⨯.因此,组合数12)112321mm n n m m P n n n n m C m m m P ⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⨯⨯()(()()(). 这个公式就是组合数公式.四、组合数的重要性质一般地,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 m n 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 个元素剩下的(n m -)个元素的分组方法.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 =.规定1n nC =,01n C =. 五、插板法一般用来解决求分解一定数量的无差别物体的方法的总数,使用插板法一般有三个要求:①所要分解的物体一般是相同的:②所要分解的物体必须全部分完:③参与分物体的组至少都分到1个物体,不能有没分到物体的组出现.在有些题目中,已知条件与上面的三个要求并不一定完全相符,对此应当对已知条件进行适当的变形,使得它与一般的要求相符,再适用插板法.六、使用插板法一般有如下三种类型:⑴ m 个人分n 个东西,要求每个人至少有一个.这个时候我们只需要把所有的东西排成一排,在其中的(1)n -个空隙中放上(1)m -个插板,所以分法的数目为11m n C --.⑵ m 个人分n 个东西,要求每个人至少有a 个.这个时候,我们先发给每个人(1)a -个,还剩下[(1)]n m a -- 个东西,这个时候,我们把剩下的东西按照类型⑴来处理就可以了.所以分法的数目为1(1)1m n m a C ----.⑶ m 个人分n 个东西,允许有人没有分到.这个时候,我们不妨先借来m 个东西,每个人多发1个,这样就和类型⑴一样了,不过这时候物品总数变成了()n m +个,因此分法的数目为11m n m C -+-.1.使学生正确理解排列、组合的意义;正确区分排列、组合问题;2.了解排列、排列数和组合数的意义,能根据具体的问题,写出符合要求的排列或组合;3.掌握排列组合的计算公式以及组合数与排列数之间的关系;4.会、分析与数字有关的计数问题,以及与其他专题的综合运用,培养学生的抽象能力和逻辑思维能力;通过本讲的学习,对排列组合的一些计数问题进行归纳总结,重点掌握排列与组合的联系和区别,并掌握一些排列组合技巧,如捆绑法、挡板法等。
六年级上册排列组合在六年级上册的数学学习中,排列组合是一个重要且有趣的知识点。
它不仅能锻炼我们的逻辑思维能力,还能帮助我们解决生活中许多实际的问题。
排列组合听起来好像很复杂,但其实它就在我们的日常生活中。
比如说,从你的衣柜里挑选出今天要穿的衣服,这就是一个简单的组合问题。
或者在班级里选班长和副班长,这就是一个排列问题。
先来说说排列。
排列就是从给定的元素中,按照一定的顺序选取若干个元素进行排列。
打个比方,假设我们有三个字母 A、B、C,要从中选取两个进行排列,那么会有多少种不同的排列方式呢?我们可以先选 A 开头,后面可以是 B 或者 C,也就是 AB 和 AC 两种;再选 B开头,后面可以是 A 或者 C,就是 BA 和 BC;最后选 C 开头,后面可以是 A 或者 B,即 CA 和 CB。
这样算下来,一共有 6 种不同的排列方式。
在实际解题的时候,我们可以用排列数的公式来计算。
比如从 n 个不同元素中取出 m 个元素的排列数,记作 A(n,m) ,它的计算公式是:A(n,m) = n! /(n m)!。
这里的“!”表示阶乘,比如 5! = 5 × 4 × 3 × 2 × 1 。
再说说组合。
组合就是从给定的元素中,选取若干个元素组成一组,不考虑它们的顺序。
还是用刚才那三个字母 A、B、C 举例,要从中选取两个组成一组,不管顺序,那就有 AB、AC、BC 这 3 种组合方式。
组合数的计算公式是:C(n,m) = n! / m! ×(n m)!。
那排列和组合在实际生活中有什么用呢?比如说,学校要组织一场篮球比赛,需要从 10 个同学中选出 5 个同学作为参赛队员,这就是一个组合问题,因为选出的 5 个同学的顺序不重要。
但如果要从这 5 个同学中选出一个队长和一个副队长,这就是排列问题了,因为队长和副队长的顺序是有区别的。
学习排列组合的时候,我们要特别注意区分这两个概念,不要弄混了。
湖南郴州小学数学教案排列与组合(五篇范文)第一篇:湖南郴州小学数学教案排列与组合《排列与组合》教学设计一、设计思想根据学生认知特点和规律,在本节课的设计中,我活用教材,利用“观看乒乓球赛”这一情境为线索,对教材进行了灵活的处理,重新组合了教材,将各部分知识有机的渗透在球赛中。
并着眼于学生的发展,注重发挥多媒体教学的作用,通过课件演示、动手操作、游戏活动等方式组织教学.二、教材分析排列与组合的思想方法不仅应用广泛,而且是后面学习概率统计知识的基础,同时也是发展学生抽象能力和逻辑思维能力的好素材。
《标准》中指出:在解决问题的过程中,使学生能进行简单的、有条理的思考。
本套实验教材试图在渗透数学思想方法方面做一些努力和探索,把重要的数学思想方法通过学生日常生活中最简单的事例呈现出来,并运用操作、实验、猜测等直观手段解决这些问题。
重在向学生渗透这些数学思想方法,并初步培养学生有顺序地、全面地思考问题的意识。
本节课的教学内容是人教版义务教育小学数学第三册第99页和练习二十三的第1、2题有关排列与组合知识,例1属于排列知识,要让学生体会不重复不遗漏的排列方法,“做一做”属于组合知识,要让学生明白选定的一组事物与顺序无关。
练习中的题目属于组合知识。
三、学情分析本班学生思维比较活跃,遇到问题反映敏捷,但缺乏成熟的思考。
大部分的学生已经能够进行简单的排列组合,能解决一些简单的排列组合的实际问题,但他们是想到怎么排就怎么排,还处于一种无序思考的状态。
但只要教师稍加引导,学生就能在活动中体会有顺序地排列组合的好处,掌握排列组合的方法。
四、教学目标1、知识技能:在尝试用3个一位数组成不同的两位数和3个人的打球活动中体验最简单的排一排、组一组,掌握排列组合的方法。
2、数学思考:引导学生经历探索、发现、交流等活动过程,培养学生初步的观察、分析及推理能力。
3、问题解决:引导学生从数学的角度认识世界、解释生活,并在这一过程中初步培养学生有顺序的、全面的思考问题的意识和数学交流能力,逐步形成“数学的思维”的习惯。
六年级数学上册第6单元教案:从数字中学习排列组合在数学的世界里,排列组合是一种十分重要的概念。
许多数学问题都涉及到排列组合,学好排列组合是非常重要的。
在六年级数学上册的第6单元中,我们将学习从数字中学习排列组合的相关知识。
让我们一起来看一看这个单元的教学内容吧!一、知识点概述本单元的主要知识点包括:排列、组合、四边形、三角形等。
我们将以数字为例来学习这些知识点。
二、教学重点难点1.掌握排列组合的定义及其计算方法在学习排列组合的过程中,我们要掌握排列组合的定义以及计算方法。
排列指的是一组事物中任意取出若干个进行排列,从而得到不同的次序。
组合指的是一组事物中任意取出若干个,从而得到不同的组合方式。
学生需要通过练习掌握这些概念,并能够熟练地计算出各种不同的排列组合方式。
2.理四边形和三角形的性质在学习数字的排列组合的过程中,我们还需要了解一些形状的性质,比如四边形和三角形的性质。
学生需要通过学习课本上的知识,掌握这些形状的基本概念和性质,并能够应用到实际问题中。
三、教学内容与方法本单元的教学内容主要分为以下几个方面:1.排列组合的基本概念通过讲解排列组合的基本概念,让学生对其有初步了解,并能够熟练地用数字进行排列组合的计算。
2.四边形的性质通过讲解四边形的性质,让学生能够熟练地计算四边形的周长和面积,并能够应用到实际问题中。
3.三角形的性质通过讲解三角形的性质,让学生能够熟练地计算三角形的周长和面积,并能够应用到实际问题中。
本单元的教学方法主要采用讲解、演示和练习相结合的方式。
在讲解过程中,我们将通过举例演示来帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
在练习过程中,我们将提供大量的练习题,让学生进行练习和巩固。
四、教学评价本单元的教学评价主要体现在以下几个方面:1.能够熟练地掌握排列组合的定义及其计算方法,并能够应用到实际问题中。
2.能够理解四边形和三角形的性质,并能够熟练地计算它们的周长和面积。
3.能够熟练地解决相应的练习题,并能够在实际问题中应用所学知识。
第六讲排列组合问题第一节加法原理基础与综合练习1、用2、4、6三个数字,可以组成多少个不同的三位数?2、有1元、2元、5元人民币各一张,可以从中组成多少种币值的人民币?3、玩具商店有玩具枪5种,玩具飞机3种,玩具汽车6种。
小明的爸爸只许他买一样,小明有多少种选择方法?4、数2400共有多少个不同约数?720呢?5、从0、4、5、6、7中任取3个数字组成三位数,在这些三位数字中有多少个是4的倍数?6、小华有10个1角币,5个5角币,2个1元币,要拿出2元钱买一本日记本,可以有几种拿法?7、在两位整数中,十位数字比各位数字大1,这样的两位数有多少个?8、5把钥匙分别开5把锁,但现已搞乱了,分不清哪把钥匙开哪把锁,问最多试多少次就可将钥匙与锁正确搭配起来?创新选做题1、把37拆分成若干个不同的质数之和,有多少种不同的拆法?将每一种拆法中所拆出的那些质数相乘,得到的乘积中,哪个最小?2、在一次读书活动中,一人要从5本不同的科技书,7本不同的文艺书里任意选取一本书,那么不同的选法有多少种?3、1995的数字和是1+9+9+5=24.问小于2000的四位数字和等于24的数共有多少个?4、有三个工厂共订了300份楚天都市报,每个工厂订了至少99份,至多101份,问:一共有多少种不同的订法?第二节乘法原理基础与综合练习1、有红色、黄色、蓝色、绿色的小旗各若干面,一面小旗一种颜色,从中取三面排成一列,有多少种不同排法?2、幼儿园里有6名小朋友去坐3把不同的椅子(每人只能坐一把),有多少种不同坐法?3、从1、2、3、4中任取2个数字组成一个两位数,共有多少个不同的两位数?4、把7本不同的书借给5个同学,每人一本,有多少种不同的借法?5、在11-50这40个数中,数字2出现多少次?6、用0、1、2、3这四个数字组成三位数,其中:(1)有多少个没有重复数字的三位数?(2)有多少个不相等的三位数?(3)有多少个没有重复数字的三位偶数?7、一个口袋里装有三种不同颜色的小球若干个,有一个人来摸球,每次摸2个,问:至少摸多少次才能保证有2次摸的球一样?8、5个同学在一起练习投篮,共投进41个球,那么最多的一个同学至少投进了多少个球?创新选做题1、4名甲队队员,3名乙队队员站成一排,任何2名乙队队员不靠在一起,有多少种排法?2、如下图有6个点,9条线段,一只甲虫从A点出发,要沿几条线段爬到F点。
第十九讲排列组合一、排列问题在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,就是排列问题.在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.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.根据排列的定义,两个排列相同,指的是两个排列的元素完全相同,并且元素的排列顺序也相同.如果两个排列中,元素不完全相同,它们是不同的排列;如果两个排列中,虽然元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列.排列的基本问题是计算排列的总个数.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P.的排列中取出m个元素的排列数,我们把它记做mn根据排列的定义,做一个m元素的排列由m个步骤完成:步骤1:从n个不同的元素中任取一个元素排在第一位,有n种方法;步骤2:从剩下的(1n-)种方法;n-)个元素中任取一个元素排在第二位,有(1……步骤m :从剩下的[(1)]n m --个元素中任取一个元素排在第m 个位置,有11n m n m --=-+()(种)方法;由乘法原理,从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数是121n n n n m ⋅-⋅-⋅⋅-+()()(),即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.二、排列数一般地,对于m n =的情况,排列数公式变为12321n n P 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 =⋅-⋅-⋅⋅⋅⋅()() .在排列问题中,有时候会要求某些物体或元素必须相邻;求某些物体必须相邻的方法数量,可以将这些物体当作一个整体捆绑在一起进行计算.三、组合问题日常生活中有很多“分组”问题.如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等.这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题.一般地,从n 个不同元素中取出m 个(m n ≤)元素组成一组不计较组内各元素的次序,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.从排列和组合的定义可以知道,排列与元素的顺序有关,而组合与顺序无关.如果两个组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合.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m n C .一般地,求从n 个不同元素中取出的m 个元素的排列数m n P 可分成以下两步:第一步:从n 个不同元素中取出m 个元素组成一组,共有m n C 种方法;第二步:将每一个组合中的m 个元素进行全排列,共有m m P 种排法.根据乘法原理,得到m m m n n m P C P =⨯.因此,组合数12)112321mm n n m m P n n n n m C m m m P ⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⨯⨯()(()()(). 这个公式就是组合数公式.四、组合数的重要性质一般地,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 m n 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 个元素剩下的(n m -)个元素的分组方法.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 =.规定1n nC =,01n C =. 五、插板法一般用来解决求分解一定数量的无差别物体的方法的总数,使用插板法一般有三个要求:①所要分解的物体一般是相同的:②所要分解的物体必须全部分完:③参与分物体的组至少都分到1个物体,不能有没分到物体的组出现.在有些题目中,已知条件与上面的三个要求并不一定完全相符,对此应当对已知条件进行适当的变形,使得它与一般的要求相符,再适用插板法.六、使用插板法一般有如下三种类型:⑴ m 个人分n 个东西,要求每个人至少有一个.这个时候我们只需要把所有的东西排成一排,在其中的(1)n -个空隙中放上(1)m -个插板,所以分法的数目为11m n C --.⑵ m 个人分n 个东西,要求每个人至少有a 个.这个时候,我们先发给每个人(1)a -个,还剩下[(1)]n m a -- 个东西,这个时候,我们把剩下的东西按照类型⑴来处理就可以了.所以分法的数目为1(1)1m n m a C ----.⑶ m 个人分n 个东西,允许有人没有分到.这个时候,我们不妨先借来m 个东西,每个人多发1个,这样就和类型⑴一样了,不过这时候物品总数变成了()n m +个,因此分法的数目为11m n m C -+-.1.使学生正确理解排列、组合的意义;正确区分排列、组合问题;2.了解排列、排列数和组合数的意义,能根据具体的问题,写出符合要求的排列或组合;3.掌握排列组合的计算公式以及组合数与排列数之间的关系;4.会、分析与数字有关的计数问题,以及与其他专题的综合运用,培养学生的抽象能力和逻辑思维能力;通过本讲的学习,对排列组合的一些计数问题进行归纳总结,重点掌握排列与组合的联系和区别,并掌握一些排列组合技巧,如捆绑法、挡板法等。
5.根据不同题目灵活运用计数方法进行计数。
例1:小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法?(1)七个人排成一排;(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.(3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间.(4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边.(5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上.(6)七个人战成两排,前排三人,后排四人.(7)七个人战成两排,前排三人,后排四人. 小新、阿呆不在同一排。
【解析】 (1)775040P =(种)。
(2)只需排其余6个人站剩下的6个位置.66720P =(种).(3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的6个位置.2×66P =1440(种).(4)先排两边,再排剩下的5个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位置.552240P ⨯= (种).(5)先排两边,从除小新、阿呆之外的5个人中选2人,再排剩下的5个人,25552400P P ⨯=(种). (6)七个人排成一排时,7个位置就是各不相同的.现在排成两排,不管前后排各有几个人,7个位置还是各不相同的,所以本题实质就是7个元素的全排列.775040P =(种).(7)可以分为两类情况:“小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后”,两种情况是对等的,所以只要求出其中一种的排法数,再乘以2即可.4×3×55P×2=2880(种).排队问题,一般先考虑特殊情况再去全排列。
例2:用1、2、3、4、5、6可以组成多少个没有重复数字的个位是5的三位数?【解析】个位数字已知,问题变成从从5个元素中取2个元素的排列问题,已知5n=,2m=,根据排列数公式,一共可以组成255420P=⨯=(个)符合题意的三位数。
例3:用1、2、3、4、5这五个数字,不许重复,位数不限,能写出多少个3的倍数?【解析】按位数来分类考虑:⑴一位数只有1个3;⑵两位数:由1与2,1与5,2与4,4与5四组数字组成,每一组可以组成2 2212P=⨯=(个)不同的两位数,共可组成248⨯=(个)不同的两位数;⑶三位数:由1,2与3;1,3与5;2,3与4;3,4与5四组数字组成,每一组可以组成333216P=⨯⨯=(个)不同的三位数,共可组成6424⨯=(个)不同的三位数;⑷四位数:可由1,2,4,5这四个数字组成,有44432124P=⨯⨯⨯=(个)不同的四位数;⑸五位数:可由1,2,3,4,5组成,共有5554321120P=⨯⨯⨯⨯=(个)不同的五位数.由加法原理,一共有182424120177++++=(个)能被3整除的数,即3的倍数.例4:某管理员忘记了自己小保险柜的密码数字,只记得是由四个非0数码组成,且四个数码之和是9,那么确保打开保险柜至少要试几次?【解析】四个非0数码之和等于9的组合有1,1,1,6;1,1,2,5;1,1,3,4;1,2,2,4;1,2,3,3;2,2,2,3六种。
第一种中,可以组成多少个密码呢?只要考虑6的位置就可以了,6可以任意选择4个位置中的一个,其余位置放1,共有4种选择;第二种中,先考虑放2,有4种选择,再考虑5的位置,可以有3种选择,剩下的位置放1,共有4312⨯=(种)选择同样的方法,可以得出第三、四、五种都各有12种选择.最后一种,与第一种的情形相似,3的位置有4种选择,其余位置放2,共有4种选择.综上所述,由加法原理,一共可以组成412121212456+++++=(个)不同的四位数,即确保能打开保险柜至少要试56次.例5:两对三胞胎喜相逢,他们围坐在桌子旁,要求每个人都不与自己的同胞兄妹相邻,(同一位置上坐不同的人算不同的坐法),那么共有多少种不同的坐法?【解析】第一个位置在6个人中任选一个,有166C=(种)选法,第二个位置在另一胞胎的3人中任选一个,有133C=(种)选法.同理,第3,4,5,6个位置依次有2,2,1,1种选法.由乘法原理,不同的坐法有111111 63221163221172P P P P P P⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=(种)。
例6:一种电子表在6时24分30秒时的显示为6:24:30,那么从8时到9时这段时间里,此表的5个数字都不相同的时刻一共有多少个?【解析】 设A :BC DE 是满足题意的时刻,有A 为8,B 、D 应从0,1,2,3,4,5这6个数字中选择两个不同的数字,所以有26P 种选法,而C 、E 应从剩下的7个数字中选择两个不同的数字,所以有27P 种选法,所以共有26P ×27P =1260种选法。
从8时到9时这段时间里,此表的5个数字都不相同的时刻一共有1260个。
例7:一个六位数能被11整除,它的各位数字非零且互不相同的.将这个六位数的6个数字重新排列,最少还能排出多少个能被11整除的六位数?【解析】 设这个六位数为abcdef ,则有()a c e ++、()b d f ++的差为0或11的倍数.且a 、b 、c 、d 、e 、f 均不为0,任何一个数作为首位都是一个六位数。