2023-2024学年北师大版选择性必修第一册 基本计数原理的简单应用 课件（29张）

新知初探·课前预习[教材要点]要点一两个原理的关系分类加法计数原理和分步乘法计数原理，回答的都是有关做一件事的不同方法的种数问题．区别在于：分类加法计数原理针对的是“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的是“分步”问题，各个步骤中的方法互相依存，只有各个步骤都完成才算做完这件事.状元随笔

加法原理乘法原理区别一完成一件事，共有n类办法，关键词是“分类”完成一件事，共分n个步骤，关键词是“分步”区别二每类办法中每种方法都能独立地完成这件事，它是独立的、一次的且每次得到的是最后结果每一步得到的只是中间结果，任何一步都不能独立完成这件事，缺少任何一步也不能完成这件事，只有各个步骤都完成了，才能完成这件事区别三各种方法之间是互斥的、并列的、独立的各步之间是关联的、独立的，“关联”确保不遗漏，“独立”确保不重复要点二两个计数原理在解决计数问题中的用法在利用两个计数原理解决计数问题时，最重要的是在开始计算之前要进行仔细分析，分清是分类还是分步.状元随笔分类加法计数原理、分步乘法计数原理的选择分类加法计数原理的各类方法是相互独立的，用任何一种方法都可以完成这件事．而分步乘法计数原理的各个步骤是相互依存的，必须完成每个步骤，才能完成这件事.根据具体问题的特征，正确认识分类和分步的特征，才能正确选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理来解决问题.[基础自测]1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)如果完成一件事情有n个不同步骤，在每一步中都有若干种不同的方法mi(i＝1，2，3，…，n)，那么完成这件事共有m1m2m3…mn种方法．(

)(2)所有两位数中，个位数字比十位数字大的两位数共有72个．(

)(3)应用分类加法计数原理时为了避免漏掉某种情况，可以适当的重复．(

)√××2．某小组有8名男生、6名女生，从中任选男生、女生各一名去参加座谈会，则不同的选法有(

)A．48种

B．24种C.14种

D．12种解析：从8名男生中任意挑选一名参加座谈会，有8种不同的选法；从6名女生中任意挑选一名参加座谈会，有6种不同的选法．由分步乘法计数原理知，不同选法共有8×6＝48(种)．答案：A3．一项工作可以用两种方法完成，有3人会用第1种方法完成，有5人会用第2种方法完成，从中选出1人来完成这项工作，不同的选法种数是(

)A.8

B．15C.16

D．30解析：第1类，从会第1种方法的3人中选1人，有3种不同的选法；第2类，从会第2种方法的5人中选1人，有5种不同的选法，共有5＋3＝8(种)不同的选法．答案：A4．一个科技小组中有4名女同学，5名男同学，从中任选一名同学参加学科竞赛，共有不同的选派方法________种；若从中任选一名女同学和一名男同学参加学科竞赛，共有不同的选派方法__________种．解析：由分类加法计数原理得从中任选一名同学参加学科竞赛共5＋4＝9种选派方法，由分步乘法计数原理得从中任选一名女同学和一名男同学参加学科竞赛共5×4＝20种选派方法．答案：9

20题型探究·课堂解透题型一抽取与分配问题例1

在7名学生中，有3名会下象棋但不会下围棋，有2名会下围棋但不会下象棋，另2名既会下象棋又会下围棋．现在从这7人中选2人分别同时参加象棋比赛和围棋比赛，共有多少种不同的选法？解析：方法一分四类：第1类，从3名只会下象棋的学生中选1名参加象棋比赛，同时从2名只会下围棋的学生中选1名参加围棋比赛，有选法3×2＝6(种)；第2类，从3名只会下象棋的学生中选1名参加象棋比赛，同时从2名既会下象棋又会下围棋的学生中选1名参加围棋比赛，有选法3×2＝6(种)；第3类，从2名只会下围棋的学生中选1名参加围棋比赛，同时从2名既会下象棋又会下围棋的学生中选1名参加象棋比赛，有选法2×2＝4(种)；第4类，从2名既会下象棋又会下围棋的学生中各选1名分别参加象棋比赛和围棋比赛，有选法2×1＝2(种)．故不同的选法共有6＋6＋4＋2＝18(种)．方法二分两类：第1类，从3名只会下象棋的学生中选1名参加象棋比赛，这时7人中还有4人会下围棋，从中选1名参加围棋比赛．有选法3×4＝12(种)．第2类，从2名既会下象棋又会下围棋的学生中选一名参加象棋比赛，这时7人中还有3人会下围棋，从中选1名参加围棋比赛．有选法2×3＝6(种)．故不同的选法共有12＋6＝18(种)．方法归纳求解抽取(分配)问题的方法(1)当涉及对象数目不大时，一般选用枚举法、树形图法、框图法或者图表法．(2)当涉及对象数目很大时，一般有两种方法：①直接使用分类加法计数原理或分步乘法计数原理．②间接法：去掉限制条件，计算所有的抽取方法数，然后减去所有不符合条件的抽取方法数即可．跟踪训练1

5个工程队承包某项工程的5个不同的子项目，每个工程队承建1项，其中甲工程队不能承建1号子项目，则不同的承建方案有多少种？

解析：方法一完成承建任务可分五步：第一步安排1号子项目有4种；第二步安排2号也有4种；第三步安排3号有3种；第四步安排4号有2种；第五步，安排5号有1种．由分步乘法计数原理知共有4×4×3×2×1＝96(种)．方法二完成承建任务可分步安排各工程队，第一步，安排甲队有4种，第二步安排乙队有4种，第三、四、五步安排其余工程队共有3×2×1，由分步乘法计数原理知共有4×4×3×2×1＝96(种)．题型二组数问题例2

用0，1，2，3，4这五个数字可以组成多少个无重复数字的：(1)四位密码？(2)四位数？(3)四位奇数？解析：(1)完成“组成无重复数字的四位密码”这件事，可以分为四步：第一步，选取左边第一个位置上的数字，有5种选取方法；第二步，选取左边第二个位置上的数字，有4种选取方法；第三步，选取左边第三个位置上的数字，有3种选取方法；第四步，选取左边第四个位置上的数字，有2种选取方法．由分步乘法计数原理，可以组成不同的四位密码共有N＝5×4×3×2＝120个．(2)直接法：完成“组成无重复数字的四位数”这件事，可以分四步：第一步，从1，2，3，4中选取一个数字作千位数字，有4种不同的选取方法；第二步，从1，2，3，4中剩余的三个数字和0共四个数字中选取一个数字作百位数字，有4种不同的选取方法；第三步，从剩余的三个数字中选取一个数字作十位数字，有3种不同的选取方法；第四步，从剩余的两个数字中选取一个数字作个位数字，有2种不同的选取方法．由分步乘法计数原理，可以组成不同的四位数共有N＝4×4×3×2＝96个．间接法：将5个数字不重复排在4个位置上有5×4×3×2＝120种排法，其中不合要求的有4×3×2＝24种排法．所以排成无重复数字的四位数为120－24＝96个．(3)完成“组成无重复数字的四位奇数”这件事，可以分四步：第一步，定个位，只能从1，3中任取一个有2种方法；第二步，定首位，把1，2，3，4中除去用过的一个还有3个可任取一个有3种方法；第三步，第四步把剩下的包括0在内的还有3个数字先排百位有3种方法，再排十位有2种方法．由分步乘法计数原理共有2×3×3×2＝36个．方法归纳1．对于组数问题，一般按特殊位置(一般是末位和首位)由谁占领分类，分类中再按特殊位置(或者特殊元素)优先的方法分步完成；如果正面分类较多，可采用间接法从反面求解．2．解决组数问题，应特别注意其限制条件，有些条件是隐藏的，要善于挖掘．排数时，要注意特殊元素、特殊位置优先的原则．跟踪训练2

8张卡片上写着0，1，2，…，7共8个数字，取其中的三张卡片排放在一起．(1)可组成多少个不同的三位数？(2)可组成多少个不同的三位偶数？解析：(1)先排放百位，从1，2，…，7共7个数中选一个有7种选法；再排十位，从除去百位的数外，剩余的7个数(包括0)中选一个，有7种取法；最后排个位，从除前两步选出的数外，剩余的6个数中选一个，有6种选法．由分步乘法计数原理．共可以组成7×7×6＝294(个)不同的三位数．(2)首先分两类，第一类是0排个位，由分步乘法计数原理得1×7×6＝42个．第二类是2，4，6排个位，由分步乘法计数原理得3×6×6＝108个，所以由分类加法计数原理为42＋108＝150个．题型三涂色(或种植)问题例3

如图，要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种，允许同一种颜色使用多次，但相邻区域必须涂不同的颜色，不同的涂色方案有多少种？解析：按地图A、B、C、D四个区域依次分四步完成，第一步，m1

＝3种，第二步，m2＝

2种，第三步，m3＝1种，第四步，m4＝1种，所以根据乘法原理，

得到不同的涂色方案种数共有N＝3×2×1×1＝6种．变式探究本例中的“3种不同颜色”改为“4种不同颜色”，结果又怎么样呢？解析：涂色方案种数是4×3×2×2＝48.方法归纳解决涂色(种植)问题的一般思路(1)按涂色(种植)的顺序分步进行，用分步乘法计数原理计数．(2)按颜色(种植品种)恰当选取情况分类，用分类加法计数原理计数．(3)几何体的涂色问题转化为平面的涂色问题处理．(4)如果正面情况较多，可用间接法计算．跟踪训练3

将3种作物种植在如下图所示的5块试验田里，每块种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一种作物，不同的种植方法共有多少种？

解析：从左往右5块试验田分别有3，2，2，2，2种种植方法，共有3×2×2×2×2＝48种方法，其中5块试验田只种植2种作物共有3×2×1×1×1＝6种方法，所以有48－6＝42种不同的种植方法．易错辨析分类标准不清致误例4

甲、乙、丙、丁4名同学争夺数学、物理、化学3门学科知识竞赛的冠军，且每门学科只有1名冠军产生，问有多少种不同的冠军获得情况？解析：可先举例说出其中的1种情况，如数学、物理、化学3门学科知识竞赛的冠军分别是甲、甲、丙，可见研究的对象是“3门学科”，只有3门学科各产生1名冠军，才算完成了这件事，而4名同学不一定每人都能获得冠军，故完成这件事分三步．第1步，产生数学学科冠军，它一定被其中1名同学获得，有4种不同的获得情况；第2步，产生物理学科冠军，因为夺得数学学科冠军的同学还可以去争夺物理学科冠军，所以物理学科冠军也是由4名同学去争夺，有4种不同的获得情况；第3步，产生化学学科冠军，同理，也有4种不同的获得情况．由分步乘法计数原理知，不同的冠军获得情况共有4×4×4＝43＝64(种)．【易错警示】易错原因纠错心得错解：分四步完成这件事．第1步，甲同学去夺3门学科的冠军，有3种不同情况；同理，第2，3，4步分别由其他3名同学去夺这3门学科的冠军，都各自有3种不同情况．由分步乘法计数原理知，不同的冠军获得情况共有3×3×3×3＝34＝81(种)．要完成的“一件事”是“争夺3门学科知识竞赛的冠军，且每门学科只有1名冠军产生”．但错解一、二中都有可能出现某一学科冠军被2人、3人，甚至4人获得的情形，另外还可能出现某一学科没有冠军产生