高考知识点分章复习之排列组合与二项式定理
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排列、组合与二项式定理1.两个计数原理(1)分类计数定理(加法原理):如果完成一件事,有n 类方式,在第1类方式中有1m 种不同的方法,在第2类方式中有2m 种不同的方法,......,在第n 类方式中有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有n m m m N +++=...21种不同的方法.(2)分步计数定理(乘法原理):如果完成一件事,需要完成n 个步骤,做第1步有1m 种不同的方法,做第2步有2m 种不同的方法,......,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有n m m m N ⨯⨯⨯= 21种不同的方法.(3)两个计数原理的区别分类计数原理与分步计数原理的区别关键在于看事件能否完成,事件完成了就是分类,分类后要将种数相加;事件必须要连续若干步才能完成的则是分步,分步后要将种数相乘.2.排列(1)排列的定义:一般地,从n 个不同元素中取出)(n m m ≤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.(2)排列数的定义:一般地,从n 个不同元素中取出)(n m m ≤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m n A 表示.(3)排列数公式:)1()2)(1()!(!+---=-=m n n n n m n n A m n .特别地:①(全排列).123)2)(1(!⋅⋅--== n n n n A n n ②.1!0=3.组合(1)组合的定义:一般地,从n 个不同元素中取出)(n m m ≤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.(2)组合数的定义:一般地,从n 个不同元素中取出)(n m m ≤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 n C 表示.(3)组合数公式:()()()()121!!!!m m n n m m n n n n m A n C A m m n m ---+===- .特别地:01n C =.(4)组合数的性质:①m n n m n C C -=;②11-++=m n m n m n C C C ;③11--=kn k n nC kC .4.解决排列与组合问题的常用方法通法:先特殊后一般(有限制条件问题),先组合后排列(分组问题),先分类后分步(综合问题).例:某校开设9门课程供学生选修,其中A 、B 、C 三门由于上课时问相同,至多选一门,学校规定,每位同学选修4门,共有多少种不同的选修方案?答:.75461336=+C C C (1)特殊元素、位置优先安排法:对问题中的特殊元素或位置优先考虑排列,然后排列其他一般元素或位置.例4-1:0、2、3、4、5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有几个?答:.3013131224=+C C C A (2)限制条件排除法:先求出不考虑限制条件的个数,然后减去不符合条件的个数.也适用于解决“至多”“至少”的排列组合问题.例4-2:从7名男同学和5名女同学中选出5人,若至少有2名女同学当选,问有多少种情况?答:.596)(471557512=+-C C C C(3)相邻问题“捆绑法”:将必须相邻的元素“捆绑”在一起,当作一个元素进行排列,待整个问题排好之后再考虑它们内部的排列数,它主要用于解决相邻问题.例4-3:5个男生3个女生排成一列,要求女生排一起,共有几种排法?答:6363A A =4320(4)不相邻问题“插空法”:先把无位置要求的元素进行排列,再把规定不相邻的元素插入已排列好的元素形成的“空档”中(注意两端).例4-4:5个男生3个女生排成一列,要求女生不相邻且不可排两头,共有几种排法?答:5354A A (5)元素相同“隔板法”:若把n 个不加区分的相同元素分成m 组,可通过n 个相同元素排成一排,在元素之间插入1-m 块隔板来完成分组,共11--+m m n C 种方法.例4-5:10张参观公园的门票分给5个班,每班至少1张,有几种选法?答:.49C (6)元素不多“列举法”:即把符合条件的一一列举出来.例4-6:将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格内,每个方格填一个,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填法种数有种。
排列组合和二项式定理一、排列组合1.1 排列排列是指从一组元素中选取一部分进行操作,按照一定的顺序进行排列。
在排列中,每个元素只能使用一次。
例如,从1、2、3这三个元素中选出两个进行排列,可以得到以下6个排列: 12、13、21、23、31、32。
排列的数目可以用符号P表示,表示从n个元素中选取r 个进行排列。
排列数的计算公式如下所示: P(n, r) = n! / (n - r)!其中,!表示阶乘,例如4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24。
1.2 组合组合是指从一组元素中选取一部分进行操作,不考虑元素的顺序。
与排列不同,组合中的元素只有选择与不选择两种情况。
例如,从1、2、3这三个元素中选出两个进行组合,可以得到以下三个组合: 12、13、23。
组合的数目可以用符号C表示,表示从n个元素中选取r 个进行组合。
组合数的计算公式如下所示: C(n, r) = n! / (r! × (n - r)!)二、二项式定理二项式定理是代数学中的一个重要定理,用于展开任意幂的二项式。
二项式定理公式如下所示: (a + b)^n = C(n, 0) × a^n × b^0 + C(n, 1) × a^(n-1) × b^1 + C(n, 2) × a^(n-2) × b^2 + … + C(n, n) × a^0 × b^n其中,C(n, r)表示组合数,表示从n个元素中选取r个进行组合。
a和b表示两个变量,n表示幂。
在二项式定理中,展开后的式子包含了各个组合数和变量的乘积,这些乘积的和即为二项式定理的展开结果。
二项式定理在代数学中有着广泛的应用,它可以用于计算各种复杂的代数表达式的展开结果。
二项式定理也是高中数学课程中常见的内容,通过学习二项式定理,可以帮助学生更好地理解代数学中的概念。
排列组合与二项式定理一、排列与组合简介在概率论和组合数学中,排列和组合是两个重要的概念。
排列和组合通常被用来描述从给定的有限集合中选择若干元素的方式。
排列指的是从一组元素中选择若干不同的元素并按照一定的顺序排列的方式。
对于一个有n个元素的集合,从中选择r个元素进行排列的方式数目记作P(n, r)。
排列主要有两种情况:1.重复元素情况下的排列,即元素可重复使用。
此时,P(n, r) = n^r.2.不重复元素情况下的排列,即元素不可重复使用。
此时,P(n, r) = n(n-1)(n-2)…(n-r+1) = n!/(n-r)!.组合指的是从一组元素中选择若干不同的元素,而不考虑元素的顺序的方式。
对于一个有n个元素的集合,从中选择r个元素进行组合的方式数目记作C(n, r)。
组合的计算公式为:C(n, r) = n!/[(n-r)!*r!].二、二项式定理的概念与展开二项式定理是高中数学中非常重要的一个定理,也是排列组合理论的重要应用。
它用于展开一个二项式的幂。
二项式定理的公式为:(x+y)^n = C(n,0)x ny^0 + C(n,1)x(n-1)y^1 + C(n,2)x(n-2)y^2 + … + C(n,n-1)x1y^(n-1) +C(n,n)x^0y^n.其中,C(n,r)表示从n个元素中选择r个元素进行组合的方式数目。
三、二项式定理的解读与应用二项式定理可以用来求解(x+y)^n的展开式中的各项系数。
在展开式中,每一项的系数就是对应的组合数。
举例说明,当n=3时,展开式为:(x+y)^3 = C(3,0)x3y^0 + C(3,1)x2y^1 + C(3,2)x1y^2 + C(3,3)x0y^3.展开后,得到:(x+y)^3 = x^3 + 3x^2y + 3x y^2 + y^3.可以看出,展开式中的每一项系数正好是对应的组合数。
二项式定理在概率论、组合数学、代数等领域具有广泛的应用。
可编辑修改精选全文完整版排列与组合一、两个根本计数原理:〔排列与组合的根底〕1、分类加法计数原理:做一件事,完成它可以有类方法,在第一类方法中有种不同的方法,在第二类方法中有种不同的方法,……,在第类方法中有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同方法.2、分步乘法计数原理:做一件事,完成它需要分成个步骤,做第一步有种不同的方法,做第二步有种不同的方法,……,做第步有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法.二、排列与组合〔1〕排列定义:一般地,从个不同元素中取出个元素,按照一定顺序排成一列。
排列数公式:我们把正整数由1到的连乘积,叫做的阶乘,用表示,即,并规定。
全排列数公式可写成.〔主要用于化简、证明等〕(二)组合定义: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;组合数用符号表示组合数公式:变式:组合数的两个性质:1、三、二项式定理1、二项式定理:n n n r r n r n n n n n n b a C b a C b a C b a C b a 01100)(+++++=+-- .展开式具有以下特点:① 项数:共有1+n 项;② 系数:依次为组合数;,,,,,,210n n r n n n n C C C C C③ 每一项的次数是一样的,即为n 次,展开式依a 的降幕排列,b 的升幕排列展开.2、二项展开式的通项.n b a )+(展开式中的第1+r 项为:),0(1Z r n r b a C T r r n r n r ∈≤≤=-+.3、二项式系数的性质.①在二项展开式中与首未两项“等距离”的两项的二项式系数相等;②二项展开式的中间项二项式系数最大.I. 当n 是偶数时,中间项是第12+n 项,它的二项式系数2n n C 最大; II. 当n是奇数时,中间项为两项,即第21+n 项和第121++n 项,它们的二项式系数2121+-=n nn n C C 最大.③系数和: 1314201022-=++=+++=+++n n n n n n n n nn n C C C C C C C C。
专题04排列组合与二项式定理--高二数学专题解析知识点一:排列1:排列≤)个元素,并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不(1)定义:一般地,从n个不同元素中取出m(m n同元素中取出m个元素的一个排列.(2)相同排列:两个排列的元素完全相同,且元素的排列顺序也相同.2:排列数与排列数公式1:组合(1)定义:一般地:从n个不同的元素中取出m(m n≤)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m 个元素的一个组合.(2)相同组合:只要两个组合的元素相同,无论元素的顺序如何,都是相同的组合.(3)组合与排列的异同≤)个元素”.相同点:组合与排列都是“从n个不同的元素中取出m(m n不同点:组合要求元素“不管元素的顺序合成一组”,而排列要求元素“按照一定的顺序排成一列”因此区分某一问题是组合问题还是排列问题,关键是看选出的元素是否与顺序有关,即交换某两个元素的位置对结果有没有影响,若有影响,则是排列问题,若无影响,则是组合问题.2:组合数与组合数公式(1)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m n≤)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元3:组合数的性质b一、单选题1.在()5232x x ++的展开式中x 的系数是()A .160B .180C .240D .210【答案】C【分析】根据二项式的定义可知有4个因式中取2,1个因式中取3x 项,即可得解.【详解】在()5232x x ++的展开式中,要得到含x 的项,则有4个因式中取2,1个因式中取3x 项,故x 的系数为445C 32240⨯⨯=.故选:C7.高三(一)班学生要安排毕业晚会的4个音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求2个舞蹈节目不连排,则共有________种不同的排法.【答案】3600【答案】20【分析】根据题意,先对【详解】对于6盏不同的花灯进行取下,可先对因为取花灯每次只能取一盏,且只能从下往上取,又因为每串花灯先后顺序已经固定,所以除去重复的排列顺序,所以共有663333A20 A A=故答案为:20.13.按照下列要求,分别求有多少种不同的方法?(1)6个不同的小球放入4个不同的盒子;(2)6个不同的小球放入4个不同的盒子,每个盒子至少一个小球;(3)6个相同的小球放入4个不同的盒子,每个盒子至少一个小球;(4)6个不同的小球放入4个不同的盒子,恰有1个空盒.x16.(多选题)若()32+n x(=20.(多选题)有甲、乙、丙、丁、戊五位同学,下列说法正确的是()A .若丙在甲、乙的中间(可不相邻)排队,则不同的排法有20种B .若五位同学排队甲不在最左端,乙不在最右端,则不同的排法共有78种C .若五位同学排队要求甲、乙必须相邻且甲、丙不能相邻,则不同的排法有36种D .若甲、乙、丙、丁、戊五位同学被分配到三个社区参加志愿活动,每位同学只去一个社区,每个社区至少一位同学,则不同的分配方案有150种【答案】BCD【分析】对于A :讨论甲、乙之间有几位同学,分析运算即可;对于B :讨论甲、乙所在位置,分析运算即可;对于C :先求甲、乙相邻的安排方法,再排除甲、乙相邻且甲、丙相邻的安排方法;对于D :先将学生安排出去,再排除有小区没有人去的可能.【详解】对于选项A :可知有三种可能:甲、乙之间只有一位同学,则不同的排法有2323A A 12=种;甲、乙之间有两位同学,则不同的排法有12222222C A A A 16=种;甲、乙之间有三位同学,则不同的排法有2323A A 12=种;不同的排法共有12161240++=种,故A 错误;对于选项B :可知有四种可能:甲在最右端,乙在最左端,则不同的排法有33A 6=种;甲在最右端,乙不在最左端,则不同的排法有1333C A 18=种;甲不在最右端,乙在最左端,则不同的排法有1333C A 18=种;甲不在最右端,乙不在最左端,则不同的排法有2333A A 36=种;不同的排法共有618183678+++=种,故B 正确;对于选项C :若甲、乙相邻,则不同的排法有2424A A 48=种;若甲、乙必须相邻且甲、丙相邻,则不同的排法有2323A A 12=种;不同的排法共有481236-=种,故C 正确;对于选项D :若每位同学只去一个社区,则不同的排法有53243=种;若有小区没有人去,则有两种可能:所有人去了一个小区,则不同的排法有13C 3=种;所有人去了两个小区,则不同的排法有()25132C 2C 90-=种;不同的排法共有()243390150-+=种,故D 正确;故选:BCD.21.将5名学生分到A ,B ,C 三个宿舍,每个宿舍至少1人至多2人,其中学生甲不到A 宿舍的不同分法有__________.原理即可得出答案.【详解】首位是1,第二位是0,则后三位可以用剩下的数字全排列,共有33A 6=个,前两位是12,第三位是0,后两位可以用余下的两个数字进行全排列,共有22A 2=种结果.前三位是123,第四位是0,最后一位是4,只有1种结果,∴数字12340前面有6+2+1=9个数字,数字本身就是第十个数字.故答案为:10.27.重新排列1,2,3,4,5,6,7,8.(1)使得偶数在原来的位置上,而奇数不在原来的位置上,有多少种不同排法?(2)使得偶数在奇数的位置上,而奇数在偶数的位置上,有多少种不同的排法?(3)使得偶数在偶数位置上,但都不在原来的位置上;奇数在奇数位置上,但也都不在原来的位置上,有多少种不同的排法?(4)如果要有数在原来的位置上,有多少种不同的排法?(5)如果只有4个数在原来的位置上,有多少种不同的排法?(6)如果至少有4个数在原来的位置上,有多少种不同的排法?(7)偶数在偶数位置上;但恰有两个数不在原来位置上,奇数在奇数位置上,但恰有两个数不在原来位置上,有多少种不同排法?(8)偶数在偶数位置上,且至少有两个数不在原来位置上;奇数在奇数位置上,也至少有两个数不在原来位置上,有多少种不同排法?【答案】(1)9;(2)576;(3)81;(4)25487;(5)630;(6)771;(7)36;(8)225.【分析】(1)利用匹配问题错排公式求解;(2)利用乘法分步原理求解;(3)利用匹配问题求解;(4)用排除法.对8个数进行全排列,再减去没有数在原来的位置上的排法,即得解;(5)利用乘法分步原理求解;(6)用排除法.先对8个数进行全排列,再去掉恰有i 个数在原来位置上的排法()0123i =,,,,即得解;(7)利用匹配问题和分步乘法原理得解;。
精品学案:排列,组合和二项式定理高考大纲对排列,组合和二项式定理这一章的考试内容及考试要求为: 1.分类计数和分步计数原理; 2.排列组合公式3.组合组合数公式和组合数的两个性质 4.二项式定理和二项式展开式 考试要求掌握分类计数和分步计数原理,并能用他们解决一些简单的应用问题。
理解排列的意义,掌握排列的计数公式,并能用他解决一些简单的应用问题。
理解组合的意义,掌握组合的计数公式,并能用他解决一些简单的应用问题。
掌握二项式定理和他的展开式的性质,并能用他计算和证明一些简单的应用问题。
要点一计数原理1分类计数原理:做一件事情,完成它可以有n 类办法,在第一类办法中有1m 种不同的方法,在第二类办法中有2m 种不同的方法,……,在第n 类办法中有n m 种不同的方法那么完成这件事共有 12n N m m m =+++种不同的方法2.分步计数原理:做一件事情,完成它需要分成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 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法 要点二排列1.排列的概念:从n 个不同元素中,任取m (m n ≤)个元素(这里的被取元素各不相同)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....2.排列数的定义:从n 个不同元素中,任取m (m n ≤)个元素的所有排列的个数叫做从n 个元素中取出m 元素的排列数,用符号mn A 表示3.排列数公式:(1)(2)(1)mn A n n n n m =---+(,,m n N m n *∈≤)和m n A =!()!n n m -4阶乘:!n 表示正整数1到n 的连乘积,叫做n 的阶乘规定0!1=.要点三组合1组合的概念:一般地,从n 个不同元素中取出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2.组合数的概念: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mn C 表示. 3.组合数公式:(1)(2)(1)!m m n nm m A n n n n m C A m ---+==或)!(!!m n m n C mn -=,,(n m N m n ≤∈*且4组合数的性质1:m n n m n C C -=.规定:10=n C ;2:m n C 1+=m n C +1-m n C要点四二项式定理1.正确理解二项式展开式中的第r +1项,第r +1项的二项式系数,第r +1项的系数之间的差别.2.二项系数的性质问题求二项式系数最大的项,可直接根据二项式系数的增减性与最大值性质,当为n 奇数时,中间两项的二项式系数最大;当n 为偶数时,中间一项的二项式系数最大,若求系数最大的项,则要根据各项系数的正、负变化情况并采用列不等式组、比较系数法求解.3.二项式的某项系数问题该问题解法多样,既可化归为二项式问题求解,又可从组合角度求解,一般地,三项式(a +b+c)n的展开式中,a p b q c r的系数为4.赋值法在二项展开式中的运用赋值法的模式是:对任意的x∈A,某式子恒成立,那么对A中的特殊值,该式子一定成立.特殊值如何选取?视具体问题而定,没有一成不变的规律,它的灵活性较强,一般x0=0, 1,-1取较多.一般地,多项式f(x)的各项系数和为f(1),奇次项系数和为1[(1)(1)]2f f--,偶次项系数和为1[(1)(1)]2f f+-.如二项式系数性质。
高中数学知识点总结第十章排列组合和二项式定理高中数学知识点总结:第十章——排列组合和二项式定理排列组合和二项式定理是高中数学中重要的概念和工具,它们在各个领域都有广泛的应用。
本文将对这两个知识点进行总结和说明。
1. 排列与组合排列是指从一组元素中按照一定顺序取出一部分元素的方式。
组合是指从一组元素中不考虑顺序地取出一部分元素的方式。
排列和组合都涉及到元素的选择和顺序,但它们在选择的要求上有所不同。
1.1 排列排列的计算公式为:P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n表示元素总数,m表示需要选择的元素个数,n!表示n的阶乘。
1.2 组合组合的计算公式为:C(n, m) = n! / (m!(n-m)!),其中n表示元素总数,m表示需要选择的元素个数,n!表示n的阶乘。
2. 二项式定理二项式定理是数学中一个非常重要的定理,它描述了一个二项式的幂展开式。
二项式是一个形如(a+b)^n的表达式,而二项式定理则给出了(a+b)^n的展开形式。
二项式定理的表达式为:(a+b)^n = C(n, 0)a^n b^0 + C(n, 1)a^(n-1)b^1 + ... + C(n, n-1)a^1 b^(n-1) + C(n, n)a^0 b^n。
其中C(n, k)表示从n个元素中选择k个元素的组合数。
二项式定理的展开形式中包含了n+1个项,每一项的系数是组合数C(n, k),指数是a和b的幂。
二项式定理的应用非常广泛,在数值计算、概率统计、组合数学等领域中都得到了广泛的运用。
它可以用来快速计算幂次方的结果,也可以用来求解概率问题或者排列组合问题。
3. 相关例题在学习排列组合和二项式定理的过程中,我们可以通过解决一些典型的例题来加深对这两个知识点的理解。
例题1:某班有10名学生,要从中选择3名学生组成一个小组,问有多少种不同的选择方式?解析:根据排列的计算公式,可以得到答案:P(10, 3) = 10! / 7! = 720。
高中数学知识点归纳排列组合与二项式定理在高中数学中,排列组合是一种重要的概念与工具,它涉及到对对象的选取和排列的方式。
而在排列组合的基础上,我们还能引出二项式定理,进一步探讨多项式的展开与计算。
本文将对这些数学知识点进行归纳总结和讨论。
一、排列组合的基本概念1.1 排列排列是从给定的一组对象中,按照一定的顺序选择若干个对象进行排列。
假设有n个不同的对象,要从中选择r个对象进行排列,可以得到的排列数记为P(n,r)。
P(n,r) = n!/(n-r)!1.2 组合组合是指从给定的一组对象中,无视其顺序,选择若干个对象。
同样假设有n个不同的对象,要从中选择r个对象进行组合,可以得到的组合数记为C(n,r)。
C(n,r) = n!/(r!(n-r)!)1.3 重复排列与重复组合当给定的一组对象中存在重复的元素时,我们可以计算可能的重复排列与重复组合。
计算公式如下:重复排列:P(n1,n2,...,nk) = n!/(n1!n2!...nk!)重复组合:C(n+r-1,r) = (n+r-1)!/(r!(n-1)!)二、排列组合的应用2.1 生日问题生日问题是指在一个房间里,至少有两个人生日相同的概率有多大。
利用排列组合的思想可以很方便地解决这个问题。
在一个房间里,有n 个人,假设有365天可以选作生日。
我们可以计算至少有两个人生日相同的概率,即为1减去没有人生日相同的概率。
P(at least two people have the same birthday) = 1 - P(no two people have the same birthday)= 1 - C(365,n)/365^n2.2 二项式定理与展开二项式定理是代数中的重要定理之一,它描述了两个数之和的幂展开后的表达式。
假设有实数a和b以及正整数n,根据二项式定理可以将(a+b)^n展开为:(a+b)^n = C(n,0)a^n*b^0 + C(n,1)a^(n-1)*b^1 + C(n,2)a^(n-2)*b^2 + ... + C(n,n-1)a^1*b^(n-1) + C(n,n)a^0*b^n2.3 二项式系数与组合恒等式二项式系数指的是二项式展开中各项的系数。
高中数学排列组合及二项式定理知识点高中数学之排列组合二项式定理一、分类计数原理和分步计数原理:分类计数原理:完成某事有多种不同的方法,这些方法间是彼此独立的,任选其中一种方法都能达到完成此事的目的,那么完成此事的方法总数就是这些方法种数的和。
分步计数原理:完成某事必须分成几个步骤,每个步骤都有不同的方法,而每个步骤中的任何一种方法与下一步骤中的每一个方法都可以连接,只有依次完成所有各步,才能达到完成此事的目的,那么完成此事的方法总数就是这些方法种数的积。
区别:如果任何一类办法中的任何一种方法都能完成这件事,则选用分类计数原理,即类与类之间是相互独立的,即“分类完成”;如果只有当n个步骤都做完,这件事才能完成,则选用分步计数原理,即步与步之间是相互依存的,连续的,即“分步完成”。
二、排列与组合:1)排列与组合的区别和联系:都是研究从一些不同的元素中取出n个元素的问题;区别:前者有顺序,后者无顺序。
2)排列数、组合数:排列数的公式:Ann(n-1)(n-2)。
(n-m+1)=n。
注意:①全排列:Ann。
②记住下列几个阶乘数,1!=1,2!=2,3!=6,4!=24,5!=120,6!=720;排列数的性质:①AnnAn-1将从n个不同的元素中取出m(m≤n)个元素,分两步完成:第一步从n个元素中选出1个排在指定的一个位置上;第二步从余下n-1个元素中选出m-1个排在余下的m-1个位置上)②AnmAn-1An-1将从n个不同的元素中取出m(m≤n)个元素,分两类完成:第一类:m个元素中含有a,分两步完成:第一步将a排在某一位置上,有m不同的方法。
第二步从余下n-1个元素中选出m-1个排在余下的m-1个位置上)即有mAn-1种不同的方法。
第二类:m个元素中不含有a,从n-1个元素中取出m个元素排在m个位置上,有An-1种方法。
组合数的公式:Cmnmm!(n-m)!/m!组合数的性质:CnCn从n个不同的元素中取出m个元素后,剩下n-m个元素,也就是说。
高中数学高考总复习---排列组合、二项式定理知识讲解及考点梳理【高考展望】命题角度:该部分的命题就是围绕两个点展开.第一个点是围绕排列,组合展开,设计利用排列组合和两个基本原理求解的实际计数问题的试题,目的是考查对排列组合基本方法的掌握程度,考查分类与整合的思想方法,试题都是选择题或者填空题,难度中等或者偏易;第二点是围绕二项式定理展开,涉及利用二项式的通项公式计算二项式中特定项的系数、常数项、系数和等试题,目的是考查对二项式定理的掌握程度和基本的运算求解能力,试题也都是选择题或者填空题,难度中等.预计高考对该部分的考查基本方向不变,即考查简单的计数问题、二项式定理的简单应用,但由于排列,组合试题的特点,也不排除出现难度稍大的试题的可能.复习建议:该部分的复习以基本问题为主,要点有两个:一个是引导学生掌握解决排列,组合问题的基本思想,即分类与分步的思想,使学生在解题时有正确的思维方向;一个是掌握好二项展开式的通项公式的应用,这是二项式定理的考查核心.【知识升华】一、排列与组合1、分类计数原理与分步计数原理是关于计数的两个基本原理,两者的区别在于分步计数原理和分步有关,分类计数原理与分类有关.2、排列与组合主要研究从一些不同元素中,任取部分或全部元素进行排列或组合,求共有多少种方法的问题.区别排列问题与组合问题要看是否与顺序有关,与顺序有关的属于排列问题,与顺序无关的属于组合问题.3、排列与组合的主要公式①排列数公式:)1()1()!(!+-⋅⋅⋅-=-=mnnnmnnA mn(m≤n)A nn=n! =n(n―1)(n―2) ·…·2·1.②组合数公式:12)1()1()1()!(!!⨯⨯⋅⋅⋅⨯-⨯+-⋅⋅⋅-=-=mmmnnnmnmnC mn(m≤n).③组合数性质:①mnnmnCC-=(m≤n). ②nnnnnnCCCC2210=+⋅⋅⋅+++③1314202-=⋅⋅⋅++=⋅⋅⋅++nnnnnnCCCCC4、分类应在同一标准下进行,确保“不漏”、“不重”,分步要做到“步骤连续”和“步骤独立”,并能完成事项.5、界定“元素与位置”要辩证地看待,“特殊元素”、“特殊位置”可直接优先安排,也可间接处理.6、解排列组合综合问题注意先选后排的原则,复杂的排列、组合问题利用分类思想转化为简单问题求解.7、常见的解题策略有以下几种:(1)特殊元素优先安排的策略;(2)合理分类与准确分步的策略;(3)排列、组合混合问题先选后排的策略;(4)正难则反、等价转化的策略;(5)相邻问题捆绑处理的策略;(6)不相邻问题插空处理的策略;(7)定序问题除法处理的策略;(8)分排问题直排处理的策略;(9)“小集团”排列问题中先整体后局部的策略;(10)构造模型的策略.二、二项式定理1、二项式定理(a +b)n =C 0n an +C1n an-1b+…+Crn an-rbr +…+Cnn bn,其中各项系数就是组合数Crn,展开式共有n+1项,第r+1项是Tr+1 =C rn an-rbr.2、二项展开式的通项公式二项展开式的第r+1项Tr+1=C rn an-rbr(r=0,1,…n)叫做二项展开式的通项公式。
第十一章 排列组合与二项式定理一、排列组合问题经典题型与通用方法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,则不同的排法有( ) 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. 名额分配问题隔板法:将n 个相同的元素分成m 份(n ,m 为正整数),每份至少一个元素,可以用m-1块隔板,插入n 个元素排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为11--m n C .例3.10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.例4. 高二年级8个班,组织一个12个人的年级学生分会,每班要求至少1人,名额分配方案有多少种? 解:此题可以转化为:将12个相同的白球分成8份,有多少种不同的分法问题,因此须把这12个白球排成一排,在11个空档中放上7个相同的黑球,每个空档最多放一个,即可将白球分成8份,显然有711C种不同的放法,所以名额分配方案有711C 种.说明:解决无差异元素放置在不同位置的问题可以利用隔板法转化思想,将其化归为简单的、具体的问题来求解;使用隔板法一定要注意保证“每个人或物至少分得一份”才可用。
4. 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5. 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)那么不同的排法有( ) 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 . 例6. 期中安排考试科目9门,语文要在数学之前考,有多少种不同的安排顺序?解:不加任何限制条件,整个排法有99A 种,“语文安排在数学之前考”,与“数学安排在语文之前考”的排法是相等的,所以语文安排在数学之前考的排法共有2199A 种. 例7. 7人并排站成一排,其中甲、乙、丙三人顺序一定,那么有多少种不同的排法?解析:(倍缩法——对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一起进行排列,然后用总排列数除以这几个元素之间的全排列数),则共有不同排法种数是:即3377A A 种.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8.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 . 例9.12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( )答案:A . A 、4441284C C C种 B 、44412843C C C 种 C 、4431283C C A种 D 、444128433C C C A 种 6. 全员分配问题分组法:例10. 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,共234336C A =种.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.例11. 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种解析:把5本书分成4份有种3311121325A C C C C 方法,再把4份书分给4个学生有44A 种,故共有3311121325A C C C C 44A =240种方法. 答案:B . 变题:5本相同的书分给4个人,每人至少一本,有多少种不同的分法?解析:无差异元素放置在不同位置利用隔板法414341415===--C C C7. 限制条件的分配问题分类法:例12.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.8.可重复的排列问题求幂法:允许重复排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可逐一安排元素的位置,一般地n 个不同元素排在m 个不同位置的排列数有 nm 种方法. 例13.把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?解析:完成此事共分6步,第一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有67种不同方案. 例14.把9封不同内容的信投到4个邮筒,共有多少种不同的投法?解析(可重复的排列求幂法 ):完成此事共分9步,第一步,将第一封信投到邮筒有4种不同方案;第二步,将将第二封信投到邮筒也有4种不同方案;依次类推,由分步计数原理知共有94种 9. “至少”“至多”问题用间接排除法或分类法:抽取两类混合元素不能分步抽.例13.从4台甲型和5台乙型电视机中任取3台,其中至少要甲型和乙型电视机各一台,则不同的取法共有 A 、140种 B 、80种 C 、70种 D 、35种解析1(排除法):逆向思考,至少各一台的反面就是分别只取一种型号,不取另一种型号的电视机,故不同的取法共有33394570C C C --=种,选.C解析2(分类法):至少要甲型和乙 型电视机各一台可分两种情况:甲型1台乙型2台;甲型2台乙型1台;故不同的取法有2112545470C C C C +=台,选C .10. 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15.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 . 二、排列组合真题汇编1. 2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 A. 36种 B. 12种 C. 18种 D. 48种【解析】分两类:若小张或小赵入选,则有选法24331212=A C C ;若小张、小赵都入选,则有选法122322=A A ,共有选法36种,选A.2.现安排甲、乙、丙、丁、戌5名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加。
甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙丁戌都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是 A .152 B.126 C.90 D.54【解析】分类讨论:若有2人从事司机工作,则方案有233318C A ⨯=;若有1人从事司机工作,则方案有123343108C C A ⨯⨯=种,所以共有18+108=126种,故B 正确3.用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的四位偶数的个数为 ( )A .8B .24C .48D .120【解析】本题主要考查排列组合知识以及分步计数原理知识. 属于基础知识、基本运算的考查.2和4排在末位时,共有122A =种排法,其余三位数从余下的四个数中任取三个有3443224A =⨯⨯=种排法,于是由分步计数原理,符合题意的偶数共有22448⨯=(个).4.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 答案:C (A )6种 (B )12种 (C )24种 (D )30种解析:本题考查分类与分步原理及组合公式的运用,可先求出所有两人各选修2门的种数2424C C =36,再求出两人所选两门都相同和都不同的种数均为24C =6,故只恰好有1门相同的选法有24种。
5.甲组有5名男同学,3名女同学;乙组有6名男同学、2名女同学。
若从甲、乙两组中各选出2名同学,则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有( D )(A )150种(B )180种(C )300种 (D)345种 解: 分两类(1) 甲组中选出一名女生有112536225C C C ⋅⋅=种选法;(2) 乙组中选出一名女生有211562120C C C ⋅⋅=种选法.故共有345种选法.选D6.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为 .18A .24B .30C .36D【解析】用间接法解答:四名学生中有两名学生分在一个班的种数是24C ,顺序有33A 种,而甲乙被分在同一个班的有33A 种,所以种数是23343330C A A -=,【答案】C7.甲、乙两人从4门课程中各选修2门。