1.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理(教师版)
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分类加法计数原理与分步乘法计数原理教案一、教学目标1. 理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念。
2. 学会运用分类加法计数原理和分步乘法计法原理解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 分类加法计数原理:定义:如果一个事件可以分成几个互斥的部分,这个事件发生的总次数就等于各部分事件发生次数的和。
公式:P(A) = P(A1) + P(A2) + + P(An)2. 分步乘法计数原理:定义:如果一个事件可以分成几个相互独立的步骤,这个事件发生的总次数等于各步骤事件发生次数的乘积。
公式:P(A) = P(A1) ×P(A2) ××P(An)三、教学重点与难点1. 教学重点:分类加法计数原理的概念和公式。
分步乘法计数原理的概念和公式。
2. 教学难点:如何运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决实际问题。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念和公式。
2. 运用案例分析法引导学生运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决实际问题。
3. 开展小组讨论法,让学生分组讨论和解决问题,培养学生的团队协作能力。
五、教学步骤1. 导入新课,介绍分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念。
2. 讲解分类加法计数原理的公式和应用示例。
3. 讲解分步乘法计数原理的公式和应用示例。
4. 开展案例分析,让学生运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决实际问题。
5. 进行小组讨论,让学生分组讨论和解决问题,分享解题心得。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解学生对分类加法计数原理和分步乘法计数原理的理解程度。
2. 案例分析报告:评估学生在案例分析中的表现,包括问题解决能力和逻辑思维能力。
3. 小组讨论评价:评价学生在小组讨论中的参与程度、团队合作能力和问题解决能力。
七、教学反思1. 反思教学内容:检查教学内容是否全面、清晰,是否需要调整或补充。
人教A 版,高中数学,选修2-31.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理课本第6页,练习1.填空:(1)一件工作可以用2种方法完成,有5人只会用第1种方法完成,另有4人只会用第2种方法完成,从中选出1人来完成这件工作,不同选法的种数是 。
(2)从A 村去B 村的道路有3条,从B 村去C 村的道路有2条,从A 村经B 村去C 村,不同路线的条数是 。
【解析】(1)分类加法计数原理要完成的“一件事情”是“选出1人完成工作”,不同的选法种数是5+4=9;(2)分步乘法计数原理要完成的“一件事情”是“从A 村经B 村到C 村去”,不同路线条数是3×2=6。
2.现有高一年级的学生3名,高二年级的学生5名,高三年级的学生4名,问:(1)从中任选1人参加接待外宾的活动,有多少种不同的选法?(2)从3个年级的学生中各选1人参加接待外宾的活动,有多少种不同的选法?【解析】(1)分类加法计数原理要完成的“一件事情”是“选出1人参加活动”,不同的选法种数是3+5+4=12;(2)分步乘法计数原理要完成的“一件事情”是“从3个年级的学生中各选1人参加活动”,不同选法种数是3×5×4=60。
3.在例1中,如果数学也是A 大学的强项专业,则A 大学共有6个专业可以选择,B 大学共有4个专业可以选择,那么用分类加法计数原理,得到这名同学可能的专业选择种数为6410+=。
这种算法有什么问题?【解析】因为要确定的是这名同学的专业选择,并不要考虑学校的差异,所以应当是6+4-1=9(种)可能的专业选择。
课本第10页,练习1.乘积12312312345()()()a a a b b b c c c c c ++++++++展开后共有多少项?【解析】分步乘法计数原理要完成的“一件事情”是“得到展开式的一项”。
由于每一项都是i j k a b c 的形式,所以可以分三步完成:第一步,取i a ,有3种方法;第二步,取j b ,有3种方法;第三步,取k c ,有5种方法。
公开课教案】分类加法计数原理与分步乘法计数原理教学设计二是要注重培养学生的思维能力,引导学生在解决问题时能够灵活运用两个计数原理,并能将其应用于实际问题中,这是提高学生数学素养的关键.3.教学目标1)知识目标:①掌握分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念和应用方法;②初步掌握运用两个计数原理解决实际问题的方法;③了解两个计数原理在排列、组合和二项式定理中的应用.2)能力目标:①培养学生的分类思维和分步思维;②提高学生的问题解决能力;③提高学生的数学抽象概括能力.3)情感目标:①激发学生研究数学的兴趣和热情;②培养学生的数学思维和创新精神;③提高学生的自信心和自主研究能力.二、教学过程设计1.教学方法本课程采用讲授、示范、演练和讨论相结合的教学方法.2.教学内容及时间安排1)引入(5分钟):通过引入一道简单的计数问题,让学生对两个计数原理有一个初步的认识.2)概念讲解(10分钟):通过PPT展示,讲解分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念和应用方法.3)实例讲解(20分钟):通过多个实例,讲解如何运用两个计数原理解决实际问题.4)练(15分钟):提供一些简单的计数问题,让学生在小组内讨论解决方法,并在班内汇报.5)拓展(10分钟):介绍两个计数原理在排列、组合和二项式定理中的应用.6)总结(5分钟):对本节课的研究内容进行总结,强调掌握两个计数原理对于数学研究的重要性.三、教学评价1.评价方式本节课采用自评、互评和教师评价相结合的方式进行评价.2.评价内容1)知识掌握情况;2)解决问题的能力;3)数学思维和创新精神;4)自主研究能力.本节课的重点是教授两个计数原理,即弄清“完成一件事”的含义和区分“分步”与“分类”的特征。
教学目标是通过具体实例,让学生体会到从特殊到一般的思维过程,并能正确选择和应用两个计数原理解决一些简单的实际问题。
本节课采用“情景引入—问题诱导—实例探究—抽象概括—原理应用—归纳总结—拓展铺垫”的探究发现式教学方法,让学生在不断思考中获取两个计数原理的发现过程。
必修1第一章计数原理1.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理探究与发现子集的个数有多少1.2 排列与组合探究与发现组合数的两个性质1.3 二项式定理探究与发现“杨辉三角”中的一些秘密小结复习参考题第二章随机变量及其分布2.1 离散型随机变量及其分布列2.2 二项分布及其应用阅读与思考这样的买彩票方式可行吗探究与发现服从二项分布的随机变量取何值时概率最大2.3 离散型随机变量的均值与方差2.4 正态分布信息技术应用μ,σ对正态分布的影响小结复习参考题第三章统计案例3.1 回归分析的基本思想及其初步应用3.2 独立性检验的基本思想及其初步应用实习作业小结复习参考题必修2第一章空间几何体1.1 空间几何体的结构1.2 空间几何体的三视图和直观图1.3 空间几何体的表面积与体积实习作业小结复习参考题第二章点、直线、平面之间的位置关系2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系2.2 直线、平面平行的判定及其性质2.3 直线、平面垂直的判定及其性质小结复习参考题第三章直线与方程3.1 直线的倾斜角与斜率3.2 直线的方程3.3 直线的交点坐标与距离公式小结复习参考题必修3第一章算法初步1.1 算法与程序框图1.2 基本算法语句1.3 算法案例阅读与思考割圆术小结复习参考题第二章统计2.1 随机抽样阅读与思考一个著名的案例阅读与思考广告中数据的可靠性阅读与思考如何得到敏感性问题的诚实反应2.2 用样本估计总体阅读与思考生产过程中的质量控制图2.3 变量间的相关关系阅读与思考相关关系的强与弱实习作业小结复习参考题第三章概率3.1 随机事件的概率阅读与思考天气变化的认识过程3.2 古典概型3.3 几何概型阅读与思考概率与密码小结复习参考题必修4第一章三角函数1.1 任意角和弧度制1.2 任意角的三角函数1.3 三角函数的诱导公式1.4 三角函数的图象与性质1.5 函数y=Asin(ωx+ψ)1.6 三角函数模型的简单应用小结复习参考题第二章平面向量2.1 平面向量的实际背景及基本概念2.2 平面向量的线性运算2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.4 平面向量的数量积2.5 平面向量应用举例小结复习参考题第三章三角恒等变换3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式3.2 简单的三角恒等变换小结复习参考题必修5第一章解三角形1.1 正弦定理和余弦定理探究与发现解三角形的进一步讨论1.2 应用举例阅读与思考海伦和秦九韶1.3 实习作业小结复习参考题第二章数列2.1 数列的概念与简单表示法阅读与思考斐波那契数列阅读与思考估计根号下2的值2.2 等差数列2.3 等差数列的前n项和2.4 等比数列2.5 等比数列前n项和阅读与思考九连环探究与发现购房中的数学小结复习参考题第三章不等式3.1 不等关系与不等式3.2 一元二次不等式及其解法3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题阅读与思考错在哪儿信息技术应用用Excel解线性规划问题举例3.4 基本不等式小结复习参考题。
1.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理(第1课时)一、教学目标1.核心素养通过学习分类加法计数原理和分步乘法计数原理,初步区分“分类”和“分步”,为拥有良好的计数能力打下基础,从而提高了学生的数学运算能力和逻辑推理能力.2.学习目标(1)通过实例,总结出分步乘法计数原理;(2)通过实例,总结出分步乘法计数原理;(3)能根据具体问题特征,选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理解决一些简单的实际问题.3.学习重点归纳地得出分类加法计数原理和分步乘法计数原理,能应用它们解决简单的实际问题..4.学习难点正确的理解“完成一件事情”的含义;根据实际问题的特征,正确地区分“分类”或“分步”.二、教学设计(一)课前设计1.预习任务任务1阅读教材P2-P6,思考:分类加法计数原理内容是什么?分步乘法计数原理是什么?他们的区别是什么?2.预习自测1.教室书架上,上层有4本不同的语文书,下层有7本不同的数学书,从书架上任取一本书,不同的取法种数为( )A.4B.7C.11D.28解:C2.教室书架上,上层有4本不同的语文书,下层有7本不同的数学书,从书架上取一本语文书和一本数学书,不同的取法种数为( )A.4B.7C.11D.28解:D(二)课堂设计问题探究问题探究一 分类加法计数原理 重点、难点知识★▲如上图,从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,一天中火车有3班,汽车有2班,那么一天中,乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有几种方法.分类加法原理:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m 种不同的方法,在第2类方案中有n 种不同的方法.那么完成这件事共有N=m+n 种不同的方法注:两类不同方案中的方法互不相同推广:完成一件事有n 类不同方案,在第一类方案中有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 +m 2+…+m n 种不同方法.完成这件事情的N 类方法中,只需用一种方法就能完成这件事.问题探究二 分步乘法计数原理 重点、难点知识★▲如上图,从甲地到乙地,要从甲地先乘火车到丙地,再于次日从丙地乘汽车到乙地,一天中,火车有3班,汽车有2班,那么两天中,从甲地到乙地共有多少种不同的走法?并罗列出所有的走法.分步乘法原理: 完成一件事需要两个步骤,做第1步有m 种不同的方法,做第2步有n 种不同的方法.那么完成这件事共有n m N ⨯=种不同的方法注:无论第一步采用哪种方法,都不影响第2步方法的选取推广:完成一件事有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 类办法中有n m 种不同的方法.那么完成这件事共有N = 种不同方法.完成这件事情的n 个步骤中,每个步骤都完成才能完成这件事.问题探究三 分类加法与分步乘法的应用 重点、难点知识★▲例1.若x,y∈N,且x+y≤6,试求有序自然数对(x,y)的个数.+【知识点:分类加法计数原理;数学思想:分类讨论】详解:按x的取值进行分类:x=1时,y=1,2,3,4,5,共构成5个有序自然数对;x=2时,y=1,2,3,4,共构成4个有序自然数对;x=3时,y=1,2,3,共构成3个有序自然数对;x=4时,y=1,2,共构成2个有序自然数对;x=5时,y=1,共构成1个有序自然数对.根据分类加法计数原理,共有N=5+4+3+2+1=15个有序自然数对.点拨:解答本题可按x(或y)的取值分类解决. 利用分类加法计数原理时要注意:(1)要准确理解题意,确定分类的标准.(2)分类时要做到“不重不漏”,即类与类之间要保证相互间的独立性.例2.现有5件不同样式的上衣和4条不同颜色的长裤,如果选一条长裤与一件上衣配成一套,则不同的配法种数为种【知识点:分步乘法计数原理;】解析:要完成配套需分两步,第一步,选上衣,从5件上衣中任选一件,有5种不同选法;第二步,选长裤,从4条长裤中任选一条,有4种不同选法.故共有5×4=20种不同的配法.点拨:利用分步乘法计数原理时要注意:(1)仔细审题,抓住关键点确立分步标准,有特殊要求的先行安排;(2)分步要保证各步之间的连续性和相对独立性.例3.书架的第一层放有3本不同的艺术书,第二层放有2本不同的计算机书,第三层放有5本不同的体育书,从书架上任取2本不同学科的书,共有多少种不同的取法?【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】详解:根据取书的学科不同,可以分为三类:1.计算机与艺术:3×2=62. 计算机与体育: 2×5=103. 艺术与体育: 3×5=15共有6+10+15=31种不同的取法点拨:首先将问题分类,可分为四类,然后每一类再分步完成.即解答本题可“先分类,后分步3.课堂总结【知识梳理】分类加法计数原理; 分步乘法计数原理;【重难点突破】正确的理解完成一件事情的含义;合理分类与分步,先分类后分步.4.随堂检测1. 一个三层书架,分别放置语文书12本,数学书14本,英语书11本,从中取出一本,则不同的取法共有()A. 37种B.1848种C.3种D. 6种【知识点:分类加法原理;数学思想:分类讨论】答案:A2.一个三层书架,分别放置语文书12本,数学书14本,英语书11本,从中取出语文、数学、英语各一本,则不同的取法共有()A.37种B.1848种C.3种D.6种【知识点:分步乘法原理】答案:B3.某商业大厦有东南西3个大门,楼内东西两侧各有2个楼梯,从楼外到二楼的不同走法种数是()A.5B.7C.10D.12【知识点:分步乘法原理】答案:D4.用1、2、3、4四个数字可以排成不含重复数字的四位数有()A.265个B.232个C.128个D.24个【知识点:分步乘法原理】答案:D5.用1、2、3、4四个数字可排成必须含有重复数字的四位数有()A. 265个B.232个C.128个D.24个【知识点:分步乘法原理,间接法】答案:B(三)课后作业基础型自主突破1.一项工作可以用2种方法完成,有3人会用第1种方法完成,另外5人会用第2种方法完成.从中选出1人来完成这项工作,不同选法的种数是()A.8B.15C.16D.30【知识点:分类加法原理;数学思想:分类讨论】答案:A2.如图所示,一条电路从A处到B处接通时,可构成的通路有()A.8条B.6条C.5条D.3条【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:B 解析:依题意,可构成的通路有2×3=6(条).3.已知集合A是{1,2,3}的真子集,且A中至少有一个奇数,则这样的集合A有()A.2个B.3个C.4个D.5个【知识点:分类加法原理;数学思想:分类讨论】答案:D 解析:满足题意的集合A分两类:第一类有一个奇数有{1},{3},{1,2},{3,2}共4个;第二类有两个奇数有{1,3},所以共有4+1=5(个).4.4名同学分别报名参加学校的足球队,篮球队,乒乓球队,每人限报其中一个运动队,不同的报法种数为()A.16B.6C.81D.64【知识点:分步乘法原理】答案:C 解析:4名同学报名参加体育队这个事件,分为四个步骤,第一个同学有3个选择,第二个同学有3个选择,第三个同学有3个选择,第四个同学有3个选择,总共有3×3×3×3=81种.5.3个班分别从5个风景点中选择一处游览,不同选法的种数为()A.15B.25C.243D.125【知识点:分步乘法原理】答案:D6. 在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有多少个?【知识点:分类加法原理;数学思想:分类讨论】解:法一:按十位上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成八类,在每一类中满足题目条件的两位数分别有8个,7个,6个,5个,4个,3个,2个,1个.由分类加法计数原理知,符合题意的两位数共有8+7+6+5+4+3+2+1=36个.法二:按个位上的数字是2,3,4,5,6,7,8,9分成八类,在每一类中满足条件的两位数分别有1个,2个,3个,4个,5个,6个,7个,8个.所以按分类加法计数原理知,满足条件的两位数共有1+2+3+4+5+6+7+8=36个.能力型师生共研1.教学大楼共有五层,每层均有两个楼梯,由一层到五层的走法有()A.10种B.52种C.25种D.42种【知识点:分步乘法原理】答案:D2. 三边长均为整数,且最大边为11的三角形的个数为()A.25B.36C.26D.37【知识点:分类加法原理,三角形边角关系;数学思想:分类讨论】答案:B3. 某校学生会由高一年级5人,高二年级6人,高三年级4人组成.(1)选其中1人为学生会主席,有多少种不同的选法?(2)若每年级选1人为校学生会常委,有多少种不同的选法?(3)若要选出不同年级的两人参加市里组织的活动,有多少种不同的选法?【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:解:(1)56415N=++=种;(2)564120N=⨯⨯=种;(3)56644574N=⨯+⨯+⨯=种4.电视台在“欢乐今宵”节目中拿出两个信箱,其中存放着先后两次竞猜中成绩优秀的观众来信,甲信箱中有30封,乙信箱中有20封现由主持人抽奖确定幸运观众,若先确定一名幸运之星,再从两信箱中各确定一名幸运伙伴,有多少种不同的结果?【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:解:分两类:(1)幸运之星在甲箱中抽,再在两箱中各定一名幸运伙伴,有30×29×20=17400种结果;(2)幸运之星在乙箱中抽,同理有20×19×30=11400种结果因此共有17400+11400=28800种不同结果探究型多维突破1.甲、乙、丙、丁四个人各写一张贺卡,放在一起,再各取一张不是自己所写的贺卡,共有多少种不同的取法?【知识点:分步乘法原理】⨯⨯⨯=种.甲先拿有三种选择,甲拿到的贺卡主人答案:解:列表排出所有的分配方案,共有33119继续拿有3个选择,剩下两人均只有1种选择.2.从集合{1,2,3,…,10}中,选出由5个数组成的子集,使得这5个数中的任何两个数的和不等于11,这样的子集共有多少个?【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:解:和为11的数共有5组:1与10,2与9,3与8,4与7,5与6,子集中的元素不能取自同一组中的两数,即子集中的元素取自5个组中的一个数而每个数的取法有2种,所以子集的个数为2×2×2×2×2=25=32自助餐1.从甲地到乙地一天有汽车8班、火车3班、轮船2班,某人从甲地到乙地,他共有不同的方法种数为()A.13B.16C.24D.48答案:A2.一个袋子里放有6个球,另一个袋子里放有8个球,每个球各不相同,从两袋子里各取一个球,不同取法的种数为()A.182B.14C.48D.91答案:C3.从集合{0,1,2,3,4,5,6}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+bi,其中虚数有()A.30个B.42个C.36个D.35个答案:C4.设集合A中有5个元素,集合B中有2个元素,建立A→B的映射,共可建立()A.10个B.20个C.25个D.32个【知识点:映射的定义,分步乘法原理】答案:D 解析:根据映射的定义知,集合A中的每一个元素在集合B中都有唯一的元素与之对应.A中每个元素的像均有两种选择,由分步乘法计数原理知,共可建立25个映射.5.甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有()A.6种B.12种C.24种D.30种【知识点:分步乘法原理】答案:C 解析:分步完成.首先甲、乙两人从4门课程中同选1门,有4种方法,其次甲从剩下的3门课程中任选1门,有3种方法,最后乙从剩下的2门课程中任选1门,有2种方法,于是,甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法共有4×3×2=24(种).6.从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有()A.8种B.12种C.16种D.20种【知识点:分步乘法原理】答案:B 解析:分两步,第1步:先选不相邻的两个面,共有3种选法(都是相对面).第2步,再从余下的四个面中任选一个面,有4种选法,这样前后选出的三个面符合题目要求,所以共有3×4=12(种).7.电子计算机的输入纸带每排有8个穿孔位置,每个穿孔位置可穿孔或不穿孔,则每排可产生种不同的信息.【知识点:分步乘法原理】答案:256 解析:8个位置,每个穿孔或者不穿孔,有两个方法,总共有82个不同的信息.8.5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有一名老队员的选法有种.(用数字作答)【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:9解析:分为两类完成,两名老队员、一名新队员时,有3种选法;两名新队员、一名老队员时,有2×3=6种选法,即共有9种不同选法.9.圆周上有2n个等分点(1n ),以其中三个点为顶点的直角三角形的个数为.【知识点:分步乘法原理】答案为:2n(n-1)解析: 由题意知,只有三角形的一条边过圆心,才能组成直角三角形,∵圆周上有2n个等分点∴共有n条直径,每条直径可以和除去本身的两个定点外的点组成直角三角形,∴可做2n-2个直角三角形,根据分步计数原理知共有n(2n-2)=2n(n-1)个.10.有不同的红球8个,不同的白球7个.(1)从中任意取出一个球,有多少种不同的取法?(2)从中任意取出两个不同颜色的球,有多少种不同的取法?【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】解:(1)由分类加法计数原理得,从中任取一个球共有8+7=15种取法.(2)由分步乘法计数原理得,从中任取两个不同颜色的球共有8×7=56种取法.11.有六名同学报名参加三个智力竞赛项目,在下列情况下各有多少种不同的报名方法?(1)每人恰好参加一项,每项人数不限;(2)每项限报一人,且每人至多参加一项;(3)每项限报一人,但每人参加的项目不限.【知识点:分类加法原理,分步乘法原理数学思想:分类讨论】答案:解:(1)每人都可以从这三个比赛项目中选报一项,各有3种不同选法,由分步计数原理知共有方法36=729种.(2)每项限报一人,且每人至多限报一项,因此可由项目选人,第一个项目有6种选法,第二个项目有5种选法,第三个项目只有4种选法,由分步计数原理得共有报名方法6×5×4=120种.(3)由于每人参加的项目不限,因此每一个项目都可以从这六人中选出一人参赛,由分步乘法计数原理得共有不同的报名方法63=216种.12. 关于正整数2160,求:(1)它有多少个不同的正因数?(2)它的所有正因数的和是多少?【知识点:分步乘法原理】αβγ,解:(1)∵N=2160=24×33×5,∴2160的正因数为P=235其中α=0,1,2,3,4,β=0,1,2,3,γ=0,1∴2160的正因数共有5×4×2=40个(2)式子(20+21+22+23+24)×(30+31+32+33)×(50+51)的展开式就是40个正因数∴正因数之和为31×40×6=7440。
分类加法计数原理与分步乘法计数原理教案第一章:引言1.1 教学目标让学生理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念。
让学生掌握分类加法计数原理和分步乘法计数原理的运用方法。
1.2 教学内容分类加法计数原理:将问题划分为若干个互不重叠的分类,分别计算每个分类的数量,将结果相加得到总数。
分步乘法计数原理:将问题分解为若干个相互依赖的步骤,每个步骤的数量相乘得到最终结果。
1.3 教学方法采用讲解示例、练习题和小组讨论的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念。
通过示例讲解分类加法计数原理的运用方法。
通过示例讲解分步乘法计数原理的运用方法。
学生练习题:让学生运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决问题。
小组讨论:让学生分享解题心得,互相学习和交流。
第二章:分类加法计数原理2.1 教学目标让学生掌握分类加法计数原理的概念和运用方法。
2.2 教学内容分类加法计数原理:将问题划分为若干个互不重叠的分类,分别计算每个分类的数量,将结果相加得到总数。
2.3 教学方法采用讲解示例、练习题和小组讨论的方式进行教学。
2.4 教学步骤复习分类加法计数原理的概念。
通过示例讲解分类加法计数原理的运用方法。
学生练习题:让学生运用分类加法计数原理解决问题。
小组讨论:让学生分享解题心得,互相学习和交流。
第三章:分步乘法计数原理3.1 教学目标让学生掌握分步乘法计数原理的概念和运用方法。
3.2 教学内容分步乘法计数原理:将问题分解为若干个相互依赖的步骤,每个步骤的数量相乘得到最终结果。
3.3 教学方法采用讲解示例、练习题和小组讨论的方式进行教学。
3.4 教学步骤复习分步乘法计数原理的概念。
通过示例讲解分步乘法计数原理的运用方法。
学生练习题:让学生运用分步乘法计数原理解决问题。
小组讨论:让学生分享解题心得,互相学习和交流。
第四章:应用举例4.1 教学目标让学生能够运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决实际问题。
1.1 分类加法和分布乘法计数原理1. 分类加法计数原理【基础梳理】完成一件事有两类不同方案,在第 1 类方案中有 m 种不同的方法,在第 2 类方案中有 n 种不同的方法,那么完成这件事共有 N =m +n 种不同的方法.2. 分步乘法计数原理完成一件事需要两个步骤,做第 1 步有 m 种不同的方法,做第 2 步有 n 种不同的方法,那么完成这件事共有 N =m ×n 种不同的方法.3. 分类加法计数原理和分步乘法计数原理的区别分类加法计数原理针对“分类”问题,其中各种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以做完这件事; 分步乘法计数原理针对“分步”问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事.【典型例题】题型一 分类加法计数原理【例 1-1】(2020·全国高三专题练习)有 4 位教师在同一年级的 4 个班中各教一个班的数学,在数学检测时要求每位教师不能在本班监考,则不同的监考方法有 A .8 种B .9 种C .10 种D .11 种【答案】B【解析】设四位监考教师分别为 A 㴳B 㴳C 㴳翿,所教班分别为 a 㴳b 㴳c 㴳d ,假设 A 监考 b ,则余下三人监考剩下的三个班,共有 3 种不同方法,同理 A 监考 c ,d 时,也分别有 3 种不同方法,由分类加法计数原理,共有 3+3 +3=9(种)不同的监考方法,故选 B .x 2 y 2【例 1-2】 设集合 A ={1,2,3,4},m ,n ∈A ,则方程A .6 个B .8 个C .12 个D .16 个【答案】 A+ =1 表示焦点位于 x 轴上的椭圆的有( )m n【解析】 因为椭圆的焦点在 x 轴上,所以 m >n .当 m =4 时,n =1,2,3;当 m =3 时,n =1,2;当 m =2 时,n =1,即所求的椭圆共有 3+2+1=6(个).【举一反三】1.(2020·重庆高二月考(理))小王有 70 元钱,现有面值分别为 20 元和 30 元的两种 IC 电话卡.若他至少买一张,则不同的买法共有( ) A .7 种B .8 种C .6 种D .9 种【答案】A【解析】要完成的一件事是“至少买一张IC电话卡”,分三类完成:买1张IC卡,买2张IC卡,买3张IC 卡.而每一类都能独立完成“至少买一张 IC 电话卡”这件事.买 1 张IC 卡有2 种方法,即买一张 20 元面值的或买一张30 元面值的;买 2 张IC 卡有3 种方法,即买两张 20 元面值的或买两张 30 元面值的或 20元面值的和 30 元面值的各买一张,买 3 张IC 卡有2 种方法,即买两张 20 元面值的和一张 30 元面值的或 3张20 元面值的,故共有 2+3+2=7(种)不同的买法.2.(2020·全国高三专题练习)从3名女同学和2名男同学中选1人主持主题班会,则不同的选法种数为()A.6 B.5 C.3 D.2【答案】B【解析】选女同学有 3 种选法,选男同学有 2 种选法,所以共有 5 种选法.故选:B.3.(2020·全国高三专题练习)从甲地到乙地有三种方式可以到达.每天有8班汽车、2班火车和2班飞机.一天一人从甲地去乙地,共有种不同的方法.【答案】12【解析】(1)分三类:一类是乘汽车有 8 种方法;一类是乘火车有 2 种方法;一类是乘飞机有 2 种方法,由分类加法计数原理知,共有 8+2+2=12(种)方法.故答案为:12.题型二分步乘法计数原理【例2-1】(2019·辽宁实验中学高三月考(理))高二年级的三个班去甲、乙、丙、丁四个工厂参观学习,去哪个工厂可以自由选择,甲工厂必须有班级要去,则不同的参观方案有()A.16 种B.18 种C.37 种D.48 种【答案】C【解析】根据题意,若不考虑限制条件,每个班级都有 4 种选择,共有4 ×4 ×4 t h4 种情况,其中工厂甲没有班级去,即每个班都选择了其他三个工厂,此时每个班级都有 3 种选择,共有3 ×3 ×3 t h7 种方案;则符合条件的有h4 — h7 t 37 种,故选:C.【例 2-2】(2020·全国高三专题练习)如图,用 4 种不同的颜色涂入图中的矩形A,B,C,D中,要求相邻的矩形涂色不同,则不同的涂法有()A.72 种B.48 种C.24 种D.12 种【答案】A【解析】先涂 A 的话,有 4 种选择,若选择了一种,则 B 有3 种,而为了让 C 与AB 都不一样,则 C 有2 种,再涂D 的话,只要与 C 涂不一样的就可以,也就是 D 有3 种,所以一共有 4x3x2x3=72 种,故选 A。
【举一反三】1.现有4 件不同款式的上衣和3 条不同颜色的长裤,如果一条长裤与一件上衣配成一套,则不同的配法种数为( )A.7 B.12 C.64 D.81【答案】 B【解析】要完成配套,分两步:第1 步,选上衣,从4 件上衣中任选一件,有4 种不同的选法;第2 步,选长裤,从 3 条长裤中任选一条,有 3 种不同的选法.故共有4×3=12(种)不同的配法.2.已知a∈{3,4,6},b∈{1,2},r∈{1,4,9,16},则方程(x-a)2+(y-b)2=r2可表示的不同圆的个数是( )A.6 B.9 C.16 D.24【答案】 D【解析】确定一个圆的方程可分为三个步骤:第一步,确定a,有3 种选法;第二步,确定b,有2 种选法;第三步,确定r,有4 种选法.由分步乘法计数原理得,不同圆的个数为3×2×4=24.3.某运动会上,8 名男运动员参加 100 米决赛,其中甲、乙、丙三人必须在 1,2,3,4,5,6,7,8 八条跑道的奇数号跑道上,则安排这8 名运动员比赛的方式共有种.【答案】 2 880【解析】分两步安排这8 名运动员.第一步,安排甲、乙、丙三人,共有 1,3,5,7 四条跑道可安排,所以共有4×3×2=24(种)方法;第二步,安排另外 5 人,可在 2,4,6,8 及余下的一条奇数号跑道安排,共有5×4×3×2×1=120(种).所以安排这 8 人的方式共有24×120=2 880(种).题型三两个原理的综合运用【例3-1】用 0,1,2,3,4 五个数字,(1)可以排成多少个三位数字的电话号码?(2)可以排成多少个三位数?(3)可以排成多少个能被 2 整除的无重复数字的三位数?【答案】见解析【解析】(1)三位数字的电话号码,首位可以是 0,数字也可以重复,每个位置都有 5 种排法,共有5×5× 5=53=125(种).(2)三位数的首位不能为 0,但可以有重复数字,首先考虑首位的排法,除 0 外共有 4 种方法,第二、三位利用两个计数原理解决应用问题的一般思路(1) 弄清完成一件事是做什么.(2) 确定是先分类后分步,还是先分步后分类. (3)弄清分步、分类的标准是什么. (4)利用两个计数原理求解.可以排 0,因此,共有 4×5×5=100(种).(3) 被 2 整除的数即偶数,末位数字可取 0,2,4,因此,可以分两类,一类是末位数字是 0,则有 4×3=12(种)排法;一类是末位数字不是 0,则末位有 2 种排法,即 2 或 4,再排首位,因 0 不能在首位,所以有 3 种排法,十位有 3 种排法,因此有 2×3×3=18(种)排法.因而有 12+18=30(种)排法.即可以排成 30 个能被2 整除的无重复数字的三位数.【例 3-2】(1)将 3 种作物全部种植在如图所示的 5 块试验田中,每块种植一种作物,且相邻的试验田不能种同一种作物,则不同的种植方法共有种.【答案】 42【解析】 分别用 a ,b ,c 代表 3 种作物,先安排第一块田,有 3 种方法,不妨设放入 a ,再安排第二块田, 有两种方法 b 或 c ,不妨设放入 b ,第三块也有 2 种方法 a 或 c. (1)若第三块田放 c :第四、五块田分别有 2 种方法,共有 2×2=4(种)方法. (2)若第三块田放 a :第四块有 b 或 c 两种方法, ①若第四块放 c :第五块有 2 种方法; ②若第四块放 b :第五块只能种作物 c ,共 1 种方法.综上,共有 3×2×(2×2+2+1)=42(种)方法.【举一反三】1.(2019·上海市奉贤中学高二期中)现某学校共有34人自愿组成数学建模社团,其中高一年级13人,高二年级 12 人,高三年级 9 人.(1)选其中一人为负责人,共有多少种不同的选法?(2)每个年级选一名组长,有多少种不同的选法?(3)选两人作为社团发言人,这两人需要来自不同的年级,有多少种不同的选法?【答案】(1)34;(2)1404;(3)381.【解析】(1)根据题意,选其中一人为负责人,有 3 种情况,若选出的是高一学生,有 13 种情况,若选出的是高二学生,有 12 种情况,若选出的是高三学生,有 9 种情况,由分类计数原理可得,共有 12+13+9=34 种选法.(2)根据题意,从高一学生中选出 1 人,有 13 种情况;从高二学生中选出 1 人,有 12 种情况;从高三学生中选出 1 人,有 9 种情况;由分步计数原理,可得共有12×13×9=1404 种选法.(3)根据题意,分三种情况讨论:若选出的是高一、高二学生,有12×13=156 种情况,若选出的是高一、高三学生,有13×9=117 种情况,若选出的是高二、高三学生,有12×9=108 种情况,由分类计数原理可得,共有 156+117+108=381 种选法.【强化训练】1.(2020·浙江高三专题练习)空间中不共面的4点A,B,C,D,若其中3点到平面α的距离相等且为第四个点到平面α的2 倍,这样的平面α的个数为()A.8 B.16 C.32 D.48【答案】C【解析】第一种情况,A,B,C,D点在平面α的同侧.当平面α∥平面BCD时,A与平面α的距离是α与平面BCD的距离的 2 倍.这种情况下有 4 个平面.第二种情况,A,B,C,D中有 3 个点在平面α的一侧,第 4 个点在平面α的另一侧,这时又有两种情形:一种情形是平面α与平面B C D平行,且A与平面α的距离是平面α与平面B C D距离的 2 倍.这时有 4 个平面.5 4 45 4 3 3 4另一种情形如图 a 所示,图中 E ,F 分别是 AB ,AC 的中点,K 是 AD 的三等分点中靠近 A 的分点,A ,B ,C 到平面 EFK (即平面α)的距离是 D 到平面 EFK 距离的一半.∵EF 可以是 AB ,AC 的中点的连线,又可以是 AB ,BC 的中点的连线,或 AC ,BC 的中点的连线, ∴这种情形下的平面α有 3×4=12(个).第三种情况,如图 b 所示,在 A ,B ,C ,D 四点中,平面α两侧各种有两点. 容易看出:点 A 到平面 E F M N (平面α)的距离是 B ,C ,D 到该平面距离的 2 倍。