高中数学《排列组合》教案.doc
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1、. -排列与组合一、教学目标1、知识传授目标:正确理解和掌握加法原理和乘法原理2、能力培养目标:能准确地应用它们分析和解决一些简单的问题3、思想教育目标:开展学生的思维能力,培养学生分析问题和解决问题的能力二、教材分析1.重点:加法原理,乘法原理。解决方法:利用简单的举例得到一般的结论2.难点:加法原理,乘法原理的区分。解决方法:运用比照的方法比拟它们的异同三、活动设计1.活动:思考,讨论,比照,练习2.教具:多媒体课件四、教学过程正1新课导入随着社会开展,先进技术,使得各种问题解决方法多样化,高标准严要求,使得商品生产工序复杂化,解决一件事常常有多种方法完成,或几个过程才能完成。 排列组合这
2、一章都是讨论简单的计数问题,而排列、组合的根底就是根本原理,用好根本原理是排列组合的关键2新课我们先看下面两个问题(l)从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船一天中,火车有4班,汽车有 2班,轮船有 3班,问一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法?因为一天中乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法,每一种走法都可以从甲地到达乙地,因此,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有 4十2十3=9种不同的走法一般地,有如下原理:加法原理:做一件事,完成它可以有n类方法,在第一类方法中有m1种不同的方法,在第二类方法中有m2种不同的方法,在第n类方法中有mn种不
3、同的方法那么完成这件事共有Nm1十m2十十mn种不同的方法(2) 我们再看下面的问题:由A村去B村的道路有3条,由B村去C村的道路有2条从A村经B村去C村,共有多少种不同的走法?这里,从A村到B村有3种不同的走法,按这3种走法中的每一种走法到达B村后,再从B村到C村又有2种不同的走法因此,从A村经B村去C村共有 3X2=6种不同的走法一般地,有如下原理:乘法原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,做第n步有mn种不同的方法那么完成这件事共有Nm1 m2mn种不同的方法例1 书架上层放有6本不同的数学书,下层放有5本不同的语文书 1从中任取
4、一本,有多少种不同的取法? 2从中任取数学书与语文书各一本,有多少的取法?解:1从书架上任取一本书,有两类方法:第一类方法是从上层取数学书,可以从6本书中任取一本,有6种方法;第二类方法是从下层取语文书,可以从5本书中任取一本,有5种方法根据加法原理,得到不同的取法的种数是6十5=11答:从书架L任取一本书,有11种不同的取法2从书架上任取数学书与语文书各一本,可以分成两个步骤完成:第一步取一本数学书,有6种方法;第二步取一本语文书,有5种方法根据乘法原理,得到不同的取法的种数是 N6X530答:从书架上取数学书与语文书各一本,有30种不同的方法练习:一同学有4枚明朝不同古币和6枚清朝不同古币
5、1从中任取一枚,有多少种不同取法? 2从中任取明清古币各一枚,有多少种不同取法?例2:(1)由数字l,2,3,4,5可以组成多少个数字允许重复三位数?(2)由数字l,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?(3)由数字0,l,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?解:要组成一个三位数可以分成三个步骤完成:第一步确定百位上的数字,从5个数字中任选一个数字,共有5种选法;第二步确定十位上的数字,由于数字允许重复,这仍有5种选法,第三步确定个位上的数字,同理,它也有5种选法根据乘法原理,得到可以组成的三位数的个数是N=5X5X5=125答:可以组成125个三位数练习:1、从甲地
6、到乙地有2条陆路可走,从乙地到丙地有3条陆路可走,又从甲地不经过乙地到丙地有2条水路可走1从甲地经乙地到丙地有多少种不同的走法?2从甲地到丙地共有多少种不同的走法?2一名儿童做加法游戏在一个红口袋中装着2O分别标有数1、2、19、20的红卡片,从中任抽一,把上面的数作为被加数;在另一个黄口袋中装着10分别标有数1、2、9、1O的黄卡片,从中任抽一,把上面的数作为加数这名儿童一共可以列出多少个加法式子?3题2的变形4由09这10个数字可以组成多少个没有重复数字的三位数?小结:要解决某个此类问题,首先要判断是分类,还是分步?分类时用加法,分步时用乘法 其次要注意怎样分类和分步,以后会进一步学习练习
7、1口答一件工作可以用两种方法完成有 5人会用第一种方法完成,另有4人会用第二种方法完成选出一个人来完成这件工作,共有多少种选法?2在读书活动中,一个学生要从 2本科技书、 2本政治书、 3本文艺书里任选一本,共有多少种不同的选法?3乘积a1+a2+a3b1+b2+b3+b4c1+c2+c3+c4+c5展开后共有多少项?4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条路可通从甲地到丙地共有多少种不同的走法?5一个口袋装有5个小球,另一个口袋装有4个小球,所有这些小球的颜色互不一样1从两个口袋任取一个小球,有多少种不同的取法?2从两个口袋各取一个小
8、球,有多少种不同的取法?作业:排列【复习根本原理】1.加法原理 做一件事,完成它可以有n类方法,第一类方法中有m1种不同的方法,第二方法中有m2种不同的方法,第n方法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+m3+mn种不同的方法.2.乘法原理 做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一 步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,做第n步有mn种不同的方法,.那么完成这件事共有 N=m1m2m3mn种不同的方法.3.两个原理的区别:【练习1】1.、三个民航站之间的直达航线,需要准备多少种不同的机票?2.由数字1、2、3可以组成多少个无重复数字的二位数?请一一列出.【根本概念
9、】1. 什么叫排列?从n个不同元素中,任取m()个元素这里的被取元素各不一样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2. 什么叫不同的排列?元素和顺序至少有一个不同.3. 什么叫一样的排列?元素和顺序都一样的排列.4. 什么叫一个排列?【例题与练习】1. 由数字1、2、3、4可以组成多少个无重复数字的三位数?2.a、b、c、d四个元素,写出每次取出3个元素的所有排列;写出每次取出4个元素的所有排列.【排列数】1. 定义:从n个不同元素中,任取m()个元素的所有排列的个数叫做从n个元素中取出m元素的排列数,用符号表示.用符号表示上述各题中的排列数.2. 排列数公式:=n
10、(n-1)(n-2)(n-m+1); 计算:=;=;=;【课后检测】1. 写出: 从五个元素a、b、c、d、e中任意取出两个、三个元素的所有排列; 由1、2、3、4组成的无重复数字的所有3位数. 由0、1、2、3组成的无重复数字的所有3位数.2. 计算:排列课题:排列的简单应用(1)目的:进一步掌握排列、排列数的概念以及排列数的两个计算公式,会用排列数公式计算和解决简单的实际问题 过程:一、复习:引导学生对上节课所学知识进展复习整理 1排列的定义,理解排列定义需要注意的几点问题;2排列数的定义,排列数的计算公式 或 其中mn m,nZ 3全排列、阶乘的意义;规定 0!=1 4“分类、“分步思想
11、在排列问题中的应用二、新授:例1: 7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?解:问题可以看作:7个元素的全排列5040 7位同学站成两排前3后4,共有多少种不同的排法? 解:根据分步计数原理:76543217!50407位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法? 解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列=7207位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种? 解:根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有种;第二步 余下的5名同学进展全排列有种 那么共有=240种排列方法7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?解法一直接法:第一步 从除去甲、乙其余的
12、5位同学中选2位同学站在排头和排尾有种方法;第二步 从余下的5位同学中选5位进展排列全排列有种方法 所以一共有2400种排列方法解法二:排除法假设甲站在排头有种方法;假设乙站在排尾有种方法;假设甲站在排头且乙站在排尾那么有种方法所以甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有=2400种小结一:对于“在与“不在的问题,常常使用“直接法或“排除法,对某些特殊元素可以优先考虑例2 : 7位同学站成一排甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?解:先将甲、乙两位同学“捆绑在一起看成一个元素与其余的5个元素同学一起进展全排列有种方法;再将甲、乙两个同学“松绑进展排列有种方法所以这样的排法一共有1440甲、乙和
13、丙三个同学都相邻的排法共有多少种? 解:方法同上,一共有720种甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种? 解法一:将甲、乙两同学“捆绑在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有种方法;将剩下的4个元素进展全排列有种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑进展排列有种方法所以这样的排法一共有960种方法解法二:将甲、乙两同学“捆绑在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,假设丙站在排头或排尾有2种方法,所以丙不能站在排头和排尾的排法有种方法解法三:将甲、乙两同学“捆绑在一起看成一个元素,此时一共有6个元素
14、,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有种方法,再将其余的5个元素进展全排列共有种方法,最后将甲、乙两同学“松绑,所以这样的排法一共有960种方法小结二:对于相邻问题,常用“捆绑法先捆后松例3: 7位同学站成一排甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?解法一:排除法解法二:插空法先将其余五个同学排好有种方法,此时他们留下六个位置就称为“空吧,再将甲、乙同学分别插入这六个位置空有种方法,所以一共有种方法甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种? 解:先将其余四个同学排好有种方法,此时他们留下五个“空,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空有种方法,所以一共有1440种小结
15、三:对于不相邻问题,常用“插空法特殊元素后考虑 三、小结:1对有约束条件的排列问题,应注意如下类型: 某些元素不能在或必须排列在某一位置;某些元素要求连排即必须相邻;某些元素要求别离即不能相邻;2根本的解题方法: 有特殊元素或特殊位置的排列问题,通常是先排特殊元素或特殊位置,称为优先处理特殊元素位置法优限法; 某些元素要求必须相邻时,可以先将这些元素看作一个元素,与其他元素排列后,再考虑相邻元素的部排列,这种方法称为“捆绑法; 某些元素不相邻排列时,可以先排其他元素,再将这些不相邻元素插入空挡,这种方法称为“插空法; 在处理排列问题时,一般可采用直接和间接两种思维形式,从而寻求有效的解题途径,
16、这是学好排列问题的根基四、作业:?课课练?之“排列 课时13课题:排列的简单应用(2)目的:使学生切实学会用排列数公式计算和解决简单的实际问题,进一步培养分析问题、解决问题的能力,同时让学生学会一题多解过程:一、复习: 1排列、排列数的定义,排列数的两个计算公式;2常见的排队的三种题型:某些元素不能在或必须排列在某一位置优限法;某些元素要求连排即必须相邻捆绑法;某些元素要求别离即不能相邻插空法3分类、分布思想的应用二、新授:例如一:从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,那么共有多少种不同的排法? 解法一:从特殊位置考虑 解法二:从特
17、殊元素考虑假设选: 假设不选:那么共有 136080解法三:间接法136080例如二: 八个人排成前后两排,每排四人,其中甲、乙要排在前排,丙要排在后排,那么共有多少种不同的排法?略解:甲、乙排在前排;丙排在后排;其余进展全排列所以一共有5760种方法 不同的五种商品在货架上排成一排,其中a, b两种商品必须排在一起,而c, d两种商品不排在一起, 那么不同的排法共有多少种? 略解:“捆绑法和“插空法的综合应用a, b捆在一起与e进展排列有; 此时留下三个空,将c, d两种商品排进去一共有;最后将a, b“松绑有所以一共有24种方法6同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,假设要求师生相间而
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