高中数学选修2-3第一章课件1.1--基本计数原理---人教版

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1.1基本计数原理问题1.某旅游团从南京到上海,可以乘汽车,也可以乘火车,假定汽车每日有3班,火车每日有2班,那么一天中从南京到上海共有多少种不同的走法?上海宁波上海5=3+2分类加法计数原理幻灯片4做一件事,完成它有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法……在第n类办法中有mn种不同的方法。那么完成这件事共有N=m1+m2+…+mn种不同的方法。做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一个步骤有m1种不同的方法,做第第二个步骤有m2种不同的方法……做第n个步骤有mn种不同的方法。那么完成这件事共有种不同的方法。N=m1×m2×…×mn分步乘法计数原理幻灯片5问题2.后来该旅游团改变行程,增加杭州两日游,先乘汽车从南京至杭州,两天后再乘汽车从杭州至上海,假定南京至杭州的汽车每天有3班,杭州至上海的汽车每天有2班,那么该团从南京经杭州到上海有多少种不同的方法?上海宁波杭州=3×2幻灯片36两个基本计数原理理的联系和区别:完成一件事,共有n类办法,方式是“分类”完成一件事,共分n个步骤,方式是“分步”各类办法相互独立;各类办法中的任何一种方法都能独立地完成这件事。各步骤相互依存,缺一不可;只有把各个步骤全部完成,才能完成这件事(每个步骤中的任何一种方法都不能独立地完成这件事)。都是研究完成一件事的不同方法种数的计数方法合作探究一:一个三层书架的上层放有5本不同的数学书,中间放有3本不同的语文书,下层放有2本不同的英语书:(1)从书架上任取一本书,有多少种不同的取法?(2)从书架上任取三本书,其中数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?解:(1)从书架上任取一本书,有三类办法:第一类办法从书架上层任取一本数学书,有5种不同的方法;第二类办法从书架中层任取一本语文书,有3种不同的方法;第三类办法从书架下层任取一本英语书,有2种不同的方法。只要从书架上任意取出一本书,任务即完成,由分类加法计数原理,可得不同的取法共有N=5+3+2=10(种)。(2)从书架上任取三本书,其中数学书、语文书、英语书各一本,可以分三个步骤完成:第一步从书架上层任取一本数学书,有5种不同的方法;第二步从书架中层任取一本语文书,有3种不同的方法;第三步从书架下层任取一本英语书,有2种不同的方法。由分步乘法计数原理,可得不同的取法共有N=5×3×2=30(种)。所以从书架上任取三本书,其中数学书、语文书、英语书各一本,共有30种不同的取法。探究成果:1.应用两个基本计数原理解题时,要明确是“分类”?还是“分步”?“分类”完成用加法计数原理;“分步”完成用乘法计数原理;2.注意解题步骤的规范。解:(1)完成“组成无重复数字的四位密码”这件事,可以分四个步骤: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,可组成不同的四位密码共有N=5×4×3×2=120(个)合作探究二: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)银行存折的四位密码?(2)四位数?幻灯片9(3)四位奇数?幻灯片10探究成果(2)完成“组成无重复数字的四位数”这件事,可以分四个步骤:第一步从1,2,3,4中选取一个数字做千位数字,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做百位数字,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做十位数字,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做个位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,可组成不同的四位数共有N=4×4×3×2=96(个)幻灯片8(3)解法一:完成“组成无重复数字的四位奇数”这件事,有两类办法:第一类办法四位奇数的个位数字为1,这件事分三个步骤完成:第一步从2,3,4中选取一个数字做千位数字,有3种不同的选取方法;第二步从2,3,4中剩余的两个数字和0共三个数字中选取一个数字做百位数字,有3种不同的选取方法;第三步从剩余的两个数字中,选取一个数字做十位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,第一类的四位奇数共有N1=3×3×2=18(个)第二类办法四位奇数的个位数字为3,这件事分三个步骤完成:第一步从1,2,4中选取一个数字做千位数字,有3种不同的选取方法;第二步从1,2,4中剩余的两个数字和0共三个数字中选取一个数字做百位数字,有3种不同的选取方法;第三步从剩余的两个数字中,选取一个数字做十位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,第二类的四位奇数共有N2=3×3×2=18(个)最后,由分类加法计数原理,符合条件的四位奇数共有N=N1+N2=18+18=36(个)(3)解法二:完成“组成无重复数字的四位奇数”这件事,可以分四个步骤:第一步确定个位数字:从1,3中选取一个数字做个位数字,有2种不同的选取方法;第二步确定千位数字:从1,2,3,4剩余的三个数字中选取一个数字做千位数字,有3种不同的选取方法;第三步确定百位数字:从1,2,3,4剩余的两个数字和0共三个数字中,选取一个数字做百位数字,有3种不同的选取方法;第四步确定十位数字:从剩余的两个数字中,选取一个数字做十位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,符合条件的四位奇数共有N=2×3×3×2=36(个).幻灯片8探究成果2.对于有特殊元素或特殊位置的问题,可优先安排。3.对于同一个事件的处理,可以采用不同的解法,但结果肯定是相同的,用这种方法可以起到很好的检验效果。1.应用两个基本计数原理解题时,首先必须弄明白怎样就能“完成这件事”?其次要做到合理分类,准确分步,按元素的性质分类,按事件发生的过程分步是计数问题的基本方法。变式练习:用0,1,2,3,4这五个数字可以组成多少个无重复数字的四位偶数?解:完成“组成无重复数字的四位偶数”这件事,有两类办法:第一类办法四位偶数的个位数字为0,这件事分三个步骤完成:第一步从1,2,3,4中选取一个数字做千位数字,有4种不同的选取方法;第二步从1,2,3,4中剩余的三个数字中选取一个数字做百位数字,有3种不同的选取方法;第三步从剩余的两个数字中,选取一个数字做十位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,第一类的四位偶数共有N1=4×3×2=24(个)升华提高:很多实际问题需要综合应用两个基本计数原理方能解决,此时可根据需要先分类再分步,或者先分步再分类。第二类办法四位偶数的个位数字为2或4,这件事分四个步骤完成:第一步从2,4中选取一个数字做个位数字,有2种不同的选取方法;第二步从1,2,3,4中剩余的三个数字中选取一个数字做千位数字,有3种不同的选取方法;第三步从1,2,3,4剩余的两个数字与0共三个数字中,选取一个数字做百位数字,有3种不同的选取方法;第四步从剩余的两个数字中,选取一个数字做十位数字,有2种不同的选取方法;由分步乘法计数原理,第二类的四位偶数共有N2=2×3×3×2=36(个)最后,由分类加法计数原理,符合条件的四位偶数共有N=N1+N2=24+36=60(个)合作探究三:我们把一元硬币有国徽的一面叫正面,有币值的一面叫反面。现依次抛出5枚一元硬币,按照抛出的顺序得到一个由5个“正”或“反”组成的序列,如“正、反、反、反、正”。问一共可以得到多少个不同的这样的序列?解:分5个步骤完成这件事,每个步骤都有“正”或“反”两种不同的情况,有分步乘法计数原理,得N=2×2×2×2×2=25=32.所以一共可以得到32个不同的序列。探究成果:应用两个计数原理解题时,要注意判断是否重复。当堂检测:1.一个科技小组中有3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。8153.3位旅客到4个旅馆住宿,有种不同的住宿方法。幻灯片192.从甲地到乙地有2条路可通,从乙地到丙地有3条路可通;从甲地到丁地有4条路可通,从丁地到丙地有2条路可通。从甲地经过乙地或丁地到丙地共有种不同的走法。幻灯片181464课堂总结甲地乙地丙地丁地解:如图所示,从总体上看,由甲到丙有两类不同的走法,第一类,由甲经乙去丙,又需分两步,所以m1=2×3=6种不同的走法;第二类,由甲经丁去丙,也需分两步,所以m2=4×2=8种不同的走法;所以从甲地到丙地共有N=6+8=14种不同的走法。幻灯片162.从甲地到乙地有2条路可通,从乙地到丙地有3条路可通;从甲地到丁地有4条路可通,从丁地到丙地有2条路可通。从甲地经过乙地或丁地到丙地共有种不同的走法。解:分3个步骤完成这件事,每位乘客都有4种不同的住宿方法,由分步乘法计数原理,得N=4×4×4=64(种).幻灯片163.3位旅客到4个旅馆住宿,有种不同的住宿方法。2.其次分类要不重不漏,分步要步骤完整。两个基本计数原理:1.分类加法计数原理:N=m1+m2+…+mn;2.分步乘法计数原理:N=m1×m2×…×mn。应用两个基本计数原理解题时应注意的问题:1.首先必须明确怎样就“完成这件事”?课堂总结3.还须注意特殊元素(或特殊位置)优先安排以及是否重复等。

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