1.3-第一课时--组合与组合数公式-课件(北师大选修2-3)

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返回返回返回返回观察下列两个问题:(1)从甲、乙、丙3名同学中选出2名,其中1名同学参加上午的活动,另一名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?(2)从甲、乙、丙3名同学中选出2名参加一项活动,有多少种不同的选法?问题1:(1)与(2)相同吗?为什么?提示:不相同,(1)中选法是有顺序的,是排列问题;返回(2)中选法没有顺序,不是排列问题.问题2:请写出(2)中所有可能的结果.提示:甲乙,甲丙,乙丙.问题3:从你班56名同学选7名同学组成班委,有顺序吗?提示:没有.返回1.组合一般地,从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素为一组,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.2.组合数从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的,叫作从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号表示.所有不同组合的个数Cmn返回从甲、乙、丙、丁4名同学中选3名同学.问题1:3名同学参加某项知识竞赛,试用列举法求出组合数.提示:甲乙丙,甲乙丁,乙丙丁,乙丙丁共4种,即C34=4.问题2:3名同学分别参加语文、数学、英语竞赛,有多少种选法?提示:A34.返回问题3:如何用分步乘法计数原理解决问题2?提示:第一步,从这4人中任选3人有C34种选法;第二步,将选出的3人作全排列,有A33种选法.由分步乘法计数原理知,共有C34A33种选法.问题4:你能得出什么结论?提示:A34=C34A34即C34=A34A33.返回问题5:可把问题4的结论推广吗?提示:可以,把从n个不同元素中取出m个元素的排列数,可看作由以下两个步骤得到:第一步,从这n个不同元素中取出m个元素,共有Cmn种不同的取法;第二步,将取出的m个元素做全排列,共有Amm种不同的排法.由分步乘法计数原理,知Amn=CmnAmm,故Cmn=AmnAmm.返回1nn-1n-2…n-m+1m!n!m!n-m!乘积形式Cmn=AmnAmm=组合数公式阶乘形式Cmn=备注①n,m∈N+且m≤n.②规定C0n=返回从5名学生和1名教师中选出2人参加某项活动.问题1:选出2人参加某项活动与选出4人不参加此项活动的方法数有什么关系?提示:相等,即C26=C46.返回问题2:选出的2人中含教师有多少种选法?选出的2人中不含教师有多少种选法?提示:C15C25.问题3:我们知道问题1中选出2人就是问题2中的两种情况,由此你得出何结论?提示:C26=C15+C25.返回组合数的性质1.Cmn=;2.Cmn+1=+.Cn-mnCmnCm-1n返回1.组合的特点:只取不排.组合要求n个元素是各不相同的,被取出的m个元素也是不相同的,且m≤n.2.组合的特性:元素的无序性,即取出的m个元素不讲究顺序,亦即元素没有位置的要求.3.相同的组合:根据组合的定义,只要两个组合中的元素完全相同,不管顺序如何,就是相同的组合.返回返回[例1]给出下列问题:(1)从a,b,c,d四名学生中选两名学生完成一件工作,有多少种不同的安排方法?(2)从a,b,c,d四名学生中选两名学生完成两件不同的工作,有多少种不同的安排方法?(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?在上述问题中,哪些是组合问题,哪些是排列问题?返回[思路点拨]要分清是组合还是排列问题,只要确定取出的这些元素是否与顺序有关.[精解详析](1)两名学生完成的是同一件工作,没有顺序,是组合问题;(2)两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.返回[一点通]区分一个问题是排列问题还是组合问题,关键是看它有无“顺序”,有顺序就是排列问题,无顺序就是组合问题.要判定它是否有顺序的方法是先将元素取出来,看交换元素的顺序对结果有无影响,有影响就是“有序”,也就是排列问题;没有影响就是“无序”,也就是组合问题.返回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)从1,2,3,4四个数字中,任选两个做加法,其结果有多少种不同的可能?(3)从1,2,3,4四个数字中,任选两个做除法,其结果有多少种不同的可能?返回(4)会场有50个座位,要求选出3个座位有多少种方法?若选出3个座位安排3个客人入座,又有多少种方法?(5)把4本相同的数学书分给5个学生,每人至多得一本,有多少种分配方法?(6)4个人去干5种不同的工作,每人干一种,有多少种分工方法?返回解:(1)组合问题,因为集合中取出元素具有“无序性”.(2)组合问题,由于加法运算满足交换律,所以选出的两个元素做加法时,与两个元素的位置无关.(3)排列问题,两个元素做除法时,谁作除数,谁作被除数不一样,此时与位置有关.返回(4)第一问是组合问题,第二问是排列问题,“入座”问题同“排队”,与顺序有关.(5)组合问题,由于4本数学书是相同的,不同的分配方法取决于从5个学生中选择哪4个人,这和顺序无关.(6)排列问题,因为5种工作是不同的,一种分工方法就是从5种不同的工作中选出4种,按一定的顺序分配给4个人,它与顺序有关.返回[例2]求值:(1)C410-C37A33;(2)C98100+C199200;(3)C38-n3n+C3n21+n.[思路点拨]用组合数公式和组合数的性质解决.[精解详析](1)原式=C410-A37=10×9×8×74×3×2×1-7×6×5=210-210=0.返回(2)C98100+C199200=C2100+C1200=100×992+200=4950+200=5150.(3)∵38-n≤3n,3n≤21+n,∴9.5≤n≤10.5.∵n∈N+,∴n=10.∴C38-n3n+C3n21+n=C2830+C3031=C230+C131=30×292×1+31=466.返回[一点通](1)对于组合数的有关运算,除了利用组合数公式外,还要注意利用组合数的两个性质,对式子进行适当的变形,选择最恰当的公式计算.(2)有关组合数的证明问题,一般先依据组合数的性质化简,再用组合数的阶乘形式证明.返回2.计算:①C68=________;②3C25-2C24=________.解析:①C68=C28=28.②3C25-2C24=3×10-2×6=18.答案:①28②18返回3.已知C4n,C5n,C6n成等差数列,求C12n的值.解:由已知,得2C5n=C4n+C6n,所以2·n!5!n-5!=n!4!n-4!+n!6!n-6!,整理,得n2-21n+98=0,解得n=7或n=14.要求C12n的值,故n≥12,所以n=14,于是C1214=C214=14×132×1=91.返回4.证明:Cmn=nmCm-1n-1.证明:∵nm·Cm-1n-1=nm·n-1!m-1![n-1-m-1]!=n![m·m-1!]n-m!=n!m!n-m!=Cmn,∴Cmn=nmCm-1n-1成立.返回[例3](12分)一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?(2)从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?[思路点拨]先判断是不是组合问题,再用组合数公式写出结果,最后求值.返回[精解详析](1)从口袋内的8个球中取出3个球,取法种数是C38=8×7×63×2×1=(4分)(2)从口袋内取出3个球有1个是黑球,于是还要从7个白球中再取出2个,取法种数是C11C27=7×62×1=(8分)(3)由于所取出的3个球中不含黑球,也就是要从7个白球中取出3个球,取法种数是C37=7×6×53×2×1=(12分)返回[一点通]解简单的组合应用题,要首先判断它是不是组合问题,即取出的元素是“合成一组”还是“排成一列”,其次要看这件事是分类完成还是分步完成.返回5.某施工小组有男工7名,女工3名,现要选1名女工和2名男工去支援另一施工队,不同的选法有()A.C310种B.A310种C.A27A13种D.C27C13种解析:每个被选的人员无角色差异,是组合问题.分两步完成:第一步,选女工,有C13种选法;第二步,选男工,有C27种选法.故有C13C27种不同选法.答案:D返回6.10个人分成甲、乙两组,甲组4人,乙组6人,则不同的分组种数为________.(用数字作答)解析:从10个人中选4人作为甲组,剩下的6人为乙组,共有C=210种分组方法.答案:210410返回7.现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?解:(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法有C210=45种.(2)从6名男教师中选2名有C26种选法,从4名女教师中选2名有C24种选法.根据分步乘法计数原理,共有选法C26C24=90种.返回1.“组合”与“组合数”是两个不同的概念,组合是m个元素形成的一个整体,不是数,组合数是形成的不同组合的个数,是数量.2.对于有关组合数的计算、证明、解方程或不等式时,一是要注意组合数本身的有意义的未知数的取值范围.二是掌握组合数性质,在计算Cmn时,若m>n2,通常使用Cmn=Cn-mn转化;求多个组合数的和时,要注意观察上、下标的特征,灵活运用Cmn+1=Cmn+Cm-1n.

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