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文档简介
1、排列组合公式/排列组合计算公式排列 P-和顺序有关 组合 C -不牵涉到顺序的问题排列分顺序,组合不分例如 把5本不同的书分给3个人,有几种分法. "排列" 把5本书分给3个人,有几种分法 "组合"1排列及计算公式 从n个不同元素中,任取m(mn)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;从n个不同元素中取出m(mn)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 p(n,m)表示. p(n,m)=n(n-1)(n-2)(n-m+1)= n!/(n-m)!(规定0!=1)
2、. 2组合及计算公式 从n个不同元素中,任取m(mn)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;从n个不同元素中取出m(mn)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 c(n,m) 表示. c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/(n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m); 3其他排列与组合公式 从n个元素中取出r个元素的循环排列数p(n,r)/r=n!/r(n-r)!. n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,.nk这n个元素的全排列数为 n!/(n1!*n2!*.*nk!). k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组
3、合数为c(m+k-1,m). 排列(Pnm(n为下标,m为上标)) Pnm=n×(n-1).(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是阶乘符号);Pnn(两个n分别为上标和下标) =n!;0!=1;Pn1(n为下标1为上标)=n 组合(Cnm(n为下标,m为上标)) Cnm=Pnm/Pmm ;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(两个n分别为上标和下标) =1 ;Cn1(n为下标1为上标)=n;Cnm=Cnn-m 2008-07-08 13:30公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。N-元素的总个数 R参与选择的元素个数
4、!-阶乘 ,如9!9*8*7*6*5*4*3*2*1从N倒数r个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2).(n-r+1); 因为从n到(n-r+1)个数为n(n-r+1)r举例:Q1: 有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个三位数?A1: 123和213是两个不同的排列数。即对排列顺序有要求的,既属于“排列P”计算范
5、畴。 上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现988,997之类的组合, 我们可以这么看,百位数有9种可能,十位数则应该有9-1种可能,个位数则应该只有9-1-1种可能,最终共有9*8*7个三位数。计算公式P(3,9)9*8*7,(从9倒数3个的乘积)Q2: 有从1到9共计9个号码球,请问,如果三个一组,代表“三国联盟”,可以组合成多少个“三国联盟”?A2: 213组合和312组合,代表同一个组合,只要有三个号码球在一起即可。即不要求
6、顺序的,属于“组合C”计算范畴。 上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重复的个数即为最终组合数C(3,9)=9*8*7/3*2*1排列、组合的概念和公式典型例题分析 例1 设有3名学生和4个课外小组(1)每名学生都只参加一个课外小组;(2)每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加各有多少种不同方法? 解(1)由于每名学生都可以参加4个课外小组中的任何一个,而不限制每个课外小组的人数,因此共有 种不同方法
7、60; (2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加,因此共有 种不同方法 点评 由于要让3名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进行计算 例2 排成一行,其中 不排第一, 不排第二, 不排第三, 不排第四的不同排法共有多少种? 解 依题意,符合要求的排法可分为第一个排 、 、 中的某一个,共3类,每一类中不同排法可采用画“树图”的方式逐一排出: 符合题意的不同排法共有9种 点评 按照分“类”的思路,本题应用了加法原理为把握不同排法的
8、规律,“树图”是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计数问题的一种数学模型 例判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出结果 (1)高三年级学生会有11人:每两人互通一封信,共通了多少封信?每两人互握了一次手,共握了多少次手? (2)高二年级数学课外小组共10人:从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法?从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法? (3)有2,3,5,7,11,13,17,19八个质数:从中任取两个数求它们的商可以有多少种不同的商?从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积? (4)有8盆花:从中选出2盆分别给甲乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?从中选出2盆
9、放在教室有多少种不同的选法? 分析(1)由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关是排列;由于每两人互握一次手,甲与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题其他类似分析 (1)是排列问题,共用了 封信;是组合问题,共需握手 (次) (2)是排列问题,共有 (种)不同的选法;是组合问题,共有 种不同的选法 (3)是排列问题,共有 种不同的商;是组合问题,共有 种不同的积 (4)是排列问题,共有 种不同的选法;是组合问题,共有 种不同的选法 例证明 证明 左式 右式 等式成立 点评这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质 ,
10、可使变形过程得以简化 例5化简 解法一原式 解法二原式 点评 解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化 例6解方程:(1) ;(2) 解 (1)原方程 解得 (2)原方程可变为 , , 原方程可化为 即 ,解得 第六章 排列组合、二项式定理 一、考纲要求 1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单的问题.2.理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合数的性质,并能用它们解决一些简单的问题.3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一些简单问
11、题.二、知识结构 三、知识点、能力点提示 (一)加法原理乘法原理说明 加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原理为处理排 列、组合中有关问题提供了理论根据.例1 5位高中毕业生,准备报考3所高等院校,每人报且只报一所,不同的报名方法共有多少种?解:5个学生中每人都可以在3所高等院校中任选一所报名,因而每个学生都有3种不同的 报名方法,根据乘法原理,得到不同报名方法总共有3×3×3×3×3=35(种)(二)排列、排列数公
12、式说明 排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为独特,它研 究的对象以及研 究问题的方法都和前面掌握的知识不同,内容抽象,解题方法比较灵活,历届高考主要考查排列的应用题,都是选择题或填空题考查.例2 由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中小于50 000的 偶数共有( )A.60个 B.48个
13、C.36个 D.24个解 因为要求是偶数,个位数只能是2或4的排法有P12;小于50 000的五位数,万位只能是1、3或2、4中剩下的一个的排法有P13;在首末两位数排定后,中间3个位数的排法有P33,得P13P33P1236(个)由此可知此题应选C.例3 将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格里,每格填一个数字,则每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有多少种?解: 将数字1填入第2方格,则每个方格的标号与所填的数字均
14、不相同的填法有3种,即214 3,3142,4123;同样将数字1填入第3方格,也对应着3种填法;将数字1填入第4方格,也对应3种填法,因此共有填法为3P13=9(种).例四例五可能有问题,等思考三)组合、组合数公式、组合数的两个性质说明 历届高考均有这方面的题目出现,主要考查排列组合的应用题,且基本上都是由选择题或填空题考查.例4 从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型与乙型电视机各1台,则不同的取法共有( )A.140种
15、160;B.84种 C.70种 D.35种解: 抽出的3台电视机中甲型1台乙型2台的取法有C14·C25种;甲型2台乙型1台的取法有C24·C15种根据加法原理可得总的取法有C14·C25+C24·C15=40+30=70(种)可知此题应选C.例5 甲、乙、丙、丁四个公司承包8项工程,甲公司承包3项,乙公司承包1 项,丙、丁公司各承包2项,问共有多少种承包方式?
16、解: 甲公司从8项工程中选出3项工程的方式 C38种;乙公司从甲公司挑选后余下的5项工程中选出1项工程的方式有C15种;丙公司从甲乙两公司挑选后余下的4项工程中选出2项工程的方式有C24种;丁公司从甲、乙、丙三个公司挑选后余下的2项工程中选出2项工程的方式有C22种.根据乘法原理可得承包方式的种数有C3 8×C15×C24×C22= ×1=1680(种).(四)二项式定理、二项展开式的性质说明 二项式定理揭示了二项式的正整数次幂的展开法则,在数学中它是常用的基础知识 ,从1985年至1998年历届高考均有这方面
17、的题目出现,主要考查二项展开式中通项公式等,题型主要为选择题或填空题.例6 在(x- )10的展开式中,x6的系数是( ) A.-27C610 B.27C410 C.-9C610 D.9C410解 设(x- )10的展开式中第+
18、1项含x6,因T+1=C10x10-(- ),10-=6,=4于是展开式中第5项含x 6,第5项系数是C410(- )4=9C410故此题应选D.例7 (x-1)-(x-1)2(x-1)3-(x-1)+(x-1)的展开式中的x的系数等于 解:此题可视为首项为x-1,公比为-(x-1)的等比数列的前5项的和,则其和为在(x-1)6中含x3的项是C36x3(-1)3
19、=-20x3,因此展开式中x2的系数是-2 0.(五)综合例题赏析例8 若(2x+ )4=a0+a1x+a2x 2+a3x3+a4x4,则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值为( )A.1 B.-1
20、160; C.0 D.2解:A. 例9 2名医生和4名护士被分配到2所学校为学生体检,每校分配1名医生和2 名护士,不同的分配方法共有( )A.6种 B.
21、12种 C.18种 D.24种解 分医生的方法有P222种,分护士方法有C24=6种,所以共有6×212种不同的分配方法。应选B.例10 从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其 中至少要有甲型与乙型电视机各1台,则不同取法共有( ).
22、A.140种 B.84种 C.70种 D.35种解:取出的3台电视机中,甲型电视机分为恰有一台和恰有二台两种情形.C24·+C25·C14=5×6+10×4=70.应选C.例11
23、160;某小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2 名代表,至少有1名女生当选的不同选法有( )A.27种 B.48种 C.21种 D.24种解:分恰有1名女生和恰有2名女生代表两类:C13·C17+C23=3×7+3=24,应选D.例12 由数学0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的
24、六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( ).A.210个 B.300个C.464个 D.600个解:先考虑可组成无限制条件的
25、六位数有多少个?应有P15·P55=600个.由对称性,个位数小于十位数的六位数和个位数大于十位数的六位数各占一半.有 ×600=300个符合题设的六位数.应选B.例13 以一个正方体的顶点为顶点的 四面体共有( ).A.70个 B.64个C.58个
26、 D.52个解:如图,正方体有8个顶点,任取4个的组合数为C48=70个.其中共面四点分3类:构成侧面的有6组;构成垂直底面的对角面的有2组;形如(ADB1C1 )的有4组.能形成四面体的有70-6-2-4=58(组)应选C.例14 如果把两条异面直线看成“一对”,那么六棱 锥的棱所在的12条直线中,异面直线共有( ).A.12对
27、; B.24对C.36对 D.48对解:设正六棱锥为OABCDEF.任取一侧棱OA(C1
28、6)则OA与BC、CD、DE、EF均形成异面直线对.共有C16×4=24对异面直线.应选B.例15 正六边形的中心和顶点共7个点,以其中三个点 为顶点的三角形共 个(以数字作答).解:7点中任取3个则有C37=35组.其中三点共线的有3组(正六边形有3条直径).三角形个数为35-3=32个.例16 设含有10个元素的集合的全部子集数为S,其中由3个元素组成的子集数为T,则 的值为
29、; 。解 10个元素的集合的全部子集数有:SC010+C110+C210+C310+C410+C510+C610+C710+C810+C910+C1010=2 10=1024其中,含3个元素的子集数有T=C310=120故 = 例17 例17 在50件产品 n 中有4件是次品,从中任意抽了5件 ,至少有3件是次品的抽法
30、共 种(用数字作答).解:“至少3件次品”即“有3件次品”或“有4件次品”.C34·C246+C44·C146=4186(种)例18 有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、 丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法共有( ).A.1260种 B.2025种C.2520种
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