人教b版高中数学课件_高二选修2-3:1《分类加法计数原理与分步乘法计数原理》课时1
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分类加法计数原理与分步乘法计数原理知识集结知识元分类加法计数原理知识讲解1.分类加法计数原理【知识点的认识】1.定义:完成一件事有两类不同方案:在第1类办法中有m种不同的方法,在第2类办法中有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.推广:完成一件事有n类不同方案:在第1类办法中有m1种不同的方法,在第2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+…+m n种不同的方法.3.特点:(1)完成一件事的n类方案相互独立;(2)同一类方案中的各种方法相对独立.(3)用任何一类方案中的任何一种方法均可独立完成这件事;4.注意:与分步乘法计数原理区别分类加法计数原理分步乘法计数原理相同点计算“完成一件事”的方法种数不同点分类完成,类类相加分步完成,步步相乘每类方案中的每一种方法都能独立完成这件事每步依次完成才算完成这件事情(每步中的每一种方法不能独立完成这件事)注意点类类独立,不重不漏步步相依,步骤完整【解题步骤】如果完成一件事情有n类方案,且每一类方案中的任何一种方法均能独立完成这件事,则可使用分类加法计数原理.实现步骤:(1)分类;(2)对每一类方法进行计数;(3)用分类加法计数原理求和;【命题方向】与实际生活相联系,以选择题、填空题的形式出现,并综合排列组合知识成为能力型题目,主要考查学生分析问题和解决问题的能力及分类讨论思想.例:某校开设A类选修课3门,B类选择课4门,一位同学从中共选3门,若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有()A.30种B.35种C.42种D.48种分析:两类课程中各至少选一门,包含两种情况:A类选修课选1门,B类选修课选2门;A 类选修课选2门,B类选修课选1门,写出组合数,根据分类计数原理得到结果.解答:可分以下2种情况:①A类选修课选1门,B类选修课选2门,有C31C42种不同的选法;②A类选修课选2门,B类选修课选1门,有C32C41种不同的选法.∴根据分类计数原理知不同的选法共有C31C42+C32C41=18+12=30种.故选A.点评:本小题主要考查分类计数原理、组合知识,以及分类讨论的数学思想.本题也可以从排列的对立面来考虑,写出所有的减去不合题意的,可以这样解:C73﹣C33﹣C43=30.例题精讲分类加法计数原理例1.把10个苹果分成三堆,要求每堆至少1个,至多5个,则不同的分法共有()A.4种B.5种C.6种D.7种例2.袋中有大小相同的5个球,分别标有1,2,3,4,5五个号码,现在有放回抽取的条件下依次取出两个球,设两个球号码之和为随机变量ξ,则ξ所有可能取值的个数是()A.5 B.9 C.10 D.25例3.李芳有4件不同颜色的衬衣,3件不同花样的裙子,另有两套不同样式的连衣裙.“五一”节需选择一套服装参加歌舞演出,则李芳有几种不同的选择方式()A.24 B.14 C.10 D.9分步乘法计数原理知识讲解1.分步乘法计数原理【知识点的认识】1.定义:完成一件事需要分成两个步骤: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.2.推广:完成一件事需要分成n个步骤:做第1步有m1种不同的方法,做第2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×…×m n种不同的方法.3.特点:完成一件事的n个步骤相互依存,必须依次完成n个步骤才能完成这件事;4.注意:与分类加法计数原理区别分类加法计数原理分步乘法计数原理相同点计算“完成一件事”的方法种数如果完成一件事情有n个步骤,各个步骤都是不可缺少的,需要依次完成所有的步骤才能完成这件事,则可使用分步乘法计数原理.实现步骤:(1)分步;(2)对每一步的方法进行计数;(3)用分步乘法计数原理求积;【命题方向】与实际生活相联系,以选择题、填空题的形式出现,并综合排列组合知识成为能力型题目,主要考查学生分析问题和解决问题的能力及分类讨论思想.例:从1,2,3,4,5,6,7这七个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数,其中奇数的个数为()A.432B.288C.216D.108分析:本题是一个分步计数原理,先从4个奇数中取2个再从3个偶数中取2个共C42C32,再把4个数排列,其中是奇数的共A21A33种,根据分步计数原理得到结果.解答:∵由题意知本题是一个分步计数原理,第一步先从4个奇数中取2个再从3个偶数中取2个共C42C32=18种,第二步再把4个数排列,其中是奇数的共A21A33=12种,∴所求奇数的个数共有18×12=216种.故选C.点评:本题考查分步计数原理,是一个数字问题,数字问题是排列中的一大类问题,把排列问题包含在数字问题中,解题的关键是看清题目的实质,很多题目要分类讨论,要做到不重不漏.例题精讲分步乘法计数原理例1.用1,3,5,7,9五个数字中的三个替换直线方程Ax+By+C=0中的A、B、C,若A、B、C的值互不相同,则不同的直线共有()A.25条B.60条C.80条D.181条例2.直角坐标xOy平面上,平行直线x=n(n=0,1,2,…,5)与平行直线y=n(n=0,1,2,…,5)组成的图形中,矩形共有()A.25个B.36个C.100个D.225个例3.对某种产品的6件不同正品和4件不同次品一一进行测试,到区分出所有次品为止若所有次品恰好在第五次测试被全部发现,则这样的测试方法有()A.24种B.96种C.576种D.720种计数原理的应用知识讲解1.计数原理的应用【知识点的认识】1.两个计数原理(1)分类加法计数原理:N=m1+m2+…+m n(2)分步乘法计数原理:N=m1×m2×…×m n2.两个计数原理的比较1.计数原理的应用(1)如果完成一件事的各种方法是相互独立的,那么计算完成这件事的方法数时,使用分类加法计数原理;(2)如果完成一件事的各个步骤是相互联系的,即各个步骤都必须完成,这件事才告完成,那么计算完成这件事的方法数时,使用分步乘法计数原理.2.解题步骤(1)指明要完成一件什么事,并依事件特点确定是“分n类”还是“分n步”;(2)求每“类”或每“步”中不同方法的种数;(3)利用“相加”或“相乘”得到完成事件的方法总数;(4)作答.【命题方向】分类计数原理、分步计数原理是推导排列数、组合数公式的理论基础,也是求解排列、组合问题的基本思想方法.常见考题类型:(1)映射问题(2)涂色问题(①区域涂色②点的涂色③线段涂色④面的涂色)(3)排数问题(①允许有重复数字②不允许有重复数字)例题精讲计数原理的应用例1.艺术节期间,秘书处派甲、乙、丙、丁四名工作人员分别到A,B,C三个不同的演出场馆工作,每个演出场至少派一人.若要求甲、乙两人不能到同一演出场馆工作,则不同的分派方案有____种.例2.甲、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中参加某项志愿者活动,要求每人参加一天且每天至多安排一人,并要求甲安排在另外两位前面.不同的安排方法共有____种.例3.现用五种不同的颜色,要对如图中的四个部分进行着色,要求公共边的两块不能用同一种颜色,共有____种不同着色方法当堂练习单选题练习1.将5名同学分配到A、B、C三个宿舍中,每个宿舍至少安排1名学生,其中甲同学不能分配到A宿舍,那么不同的分配方案有()A.76种B.100种C.132种D.150种练习2.来自中国、英国、瑞典的乒乓球裁判各两名,执行北京奥运会的一号、二号和三号场地的乒乓球裁判工作,每个场地由两名来自不同国家的裁判组成,则不同的安排方案总数有()练习3.2010年的自主招生工作,部分高校实施校长实名推荐制.某中学获得推荐4名学生的资格,可以选择的大学有三所,而每所大学至多接受该校的2名推荐生,那么校长推荐的方案有()练习4.某省示范高中将6名教师分配至3所农村学校支教,每所学校至少分配一名教师,其中甲必去A校,乙、丙两名教师不能分配在同一所学校的不同分配方法数为()练习5.已知某超市为顾客提供四种结账方式:现金、支付宝、微信、银联卡.若顾客甲没有银联卡,顾客乙只带了现金,顾客丙、丁用哪种方式结账都可以,这四名顾客购物后,恰好用了其中的三种结账方式,那么他们结账方式的可能情况有()种练习1.将5名学生分配到3个社区参加社会实践活动,每个社区至少分配一人,则不同的分配方案有_____种(用数字填写答案)练习2.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_____个.解答题练习1.'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。