步步高高中数学 步步高选修2-3 第一章 1.2.2(一)

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1.2.2 组合(一)

学习目标 1.理解组合及组合数的概念.2.能利用计数原理推导组合数公式,并会应用公式解决简单的组合问题

.

知识点一 组合的定义

思考 ①从3,5,7,11中任取两个数相除; ②从3,5,7,11中任取两个数相乘.

以上两个问题中哪个是排列?①与②有何不同特点?

答案 ①是排列,①中选取的两个数是有序的,②中选取的两个数是无需排列.

从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素合成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.

知识点二 组合数与组合数公式 从3,5,7,11中任取两个数相除 思考1 可以得到多少个不同的商? 答案 A 24=4×3=12.

思考2 如何用分步乘法计数原理求商的个数?

答案 第1步,从这四个数中任取两个数,有C 24种方法;第2步,将每个组合中的两个数排

列,有A 22种排法.由分步乘法计数原理,可得商的个数为C 24A 22=12. 思考3 你能得出C 24的计算公式吗?

答案 因为A 24=C 24A 2

2,所以

C 2

4=A 24A 22

=6.

类型一组合概念的理解

例1判断下列问题是组合问题还是排列问题?

(1)设集合A={a,b,c,d},则集合A的含有3个元素的子集有多少个?

(2)某铁路线上有4个车站,则这条铁路线上需准备多少种车票?

(3)从7本不同的书中取出5本给某同学.

(4)3人去做5种不同的工作,每人做一种,有多少种分工方法?

(5)把3本相同的书分给5个学生,每人最多得一本,有多少种分配方法?

解(1)因为集合A的任一个含3个元素的子集与元素顺序无关,故它是组合问题.

(2)一种火车票与起点、终点顺序有关,

例“甲→乙”与“乙→甲”的车票不同,故它是排列问题.

(3)从7本不同的书中取出5本给某同学,在每种取法中取出的5本书并不考虑书的顺序,故它是组合问题.

(4)因为一种分工方法就是从5种不同工作中取出3种,按一定顺序分给3人去干,故它是排列问题.

(5)因为3本书是相同的,把3本书无论分给哪三个人都不需考虑顺序,故它是组合问题.

故(1)(3)(5)是组合问题,(2)(4)是排列问题.

反思与感悟判断一个问题是否是组合问题的流程

跟踪训练1给出下列问题:

(1)从a,b,c,d四名学生中选2名学生完成一件工作,有多少种不同的选法?

(2)从a,b,c,d四名学生中选2名学生完成两件不同的工作,有多少种不同的选法?

(3)a,b,c,d四支足球队之间进行单循环比赛,共需赛多少场?

(4)a,b,c,d四支足球队争夺冠亚军,有多少种不同的结果?

(5)某人射击8枪,命中4枪,且命中的4枪均为2枪连中,不同的结果有多少种?

(6)某人射击8枪,命中4枪,且命中的4枪中恰有3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.

解析(1)2名学生完成的是同一件工作,没有顺序,是组合问题.

(2)2名学生完成两件不同的工作,有顺序,是排列问题.

(3)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. (4)冠亚军是有顺序的,是排列问题.

(5)命中的4枪均为2枪连中,没有顺序,是组合问题.

(6)命中的4枪中恰有3枪连中,即连中3枪和单中1枪,有顺序,是排列问题. 答案 (1)(3)(5) (2)(4)(6) 类型二 组合的列举问题

例2 从5个不同元素a ,b ,c ,d ,e 中取出2个,列出所有组合为________. 答案 ab ,ac ,ad ,ae ,bc ,bd ,be ,cd ,ce ,de .

解析 要想列出所有组合,做到不重不漏,先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个地标示出来.如图所示.

反思与感悟 用树形图来写所有组合时,当前面的元素写完后,后面再不能出现该元素,要避免重复和遗漏.

跟踪训练2 写出从A ,B ,C ,D ,E 5个元素中,依次取3个元素的所有组合. 解 所有组合为ABC 、ABD 、ABE 、ACD 、ACE 、ADE 、BCD 、BCE 、BDE 、CDE . 类型三 组合数公式及应用 角度1 有关组合数的计算与证明

例3 (1)计算C 410-C 3

7·A 33; (2)证明:m C m n =n C m -

1n -1.

解 (1)原式=C 410-A 37=10×9×8×74×3×2×1-7×6×5=210-210=0. (2)m C m n =m ·n !m !(n -m )! =

n ·(n -1)!

(m -1)!(n -m )!

=n ·(n -1)!(m -1)!(n -m )!

=n C m -1

n -1.

反思与感悟 (1)涉及具体数字的可以直接用公式

C m

n =A m n A m m =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m !

计算;

(2)涉及字母的可以用阶乘式C m n

=n !

m !(n -m )!计算: (3)计算时应注意利用组合数的两个性质:

①C m n =C n -

m n ;②C m n +1=C m n +C m -

1

n

. 跟踪训练3 (1)计算C 34+C 35+C 36+…+C 32 015的值为( ) A.C 42 015 B.C 52 015