【600分考点-700分考法】高考理科数学:专题(11)计数原理ppt课件.pptx
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1、专题十一 计数原理,目 录 CONTENTS,考点二 排列与组合,2,考点三 二项式定理及其应用,3,考点一 两个计数原理,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法例析 成就能力,必备知识 全面把握,考点一 两个计数原理,1分类加法计数原理,完成一件事,有n类不同方案,在第1类方案中有m1种不同的方法,在第2类方案中有m2种不同的方法在第n类方案中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有 种不同的方法,运用分类加法计数原理需注意以下三点: (1)分类加法计数原理的使用关键是分类,分类必须要有明确的标准,要求分类时“不重复”“不遗漏” (2)完成一件事的n类方法是相互独立的,无论哪种方法都可以
2、独立完成这件事,而不必再需要其他的方法,即各类方法之间是互斥的、并列的、独立的 (3)明确题目所指的完成一件事是指什么事,完成这件事可以有哪些办法,怎样才算完成这件事,完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2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 种不同的方法,2分布乘法计数原理,运用分步乘法计数原理需注意以下三点: (1)明确题目中所指的完成一件事是指什么事,单独用题目所给的某种方法是不是能完成这件事,也就是说必须要经过几个步骤才能完成这件事 (2)完成这件事需要分成若干个步骤,只有每个步骤都完成了,才算完成这件事,缺少任何一个步骤,这件事
3、都不可能完成 (3)根据题意正确分步,要求各步之间必须连续,只有按照这几步逐步去做,才能完成这件事,各步之间不能重复也不能遗漏,考点一 两个计数原理,3分类加法计数原理和分步乘法计数原理的联系与区别,考点一 两个计数原理,7,核心方法 重点突破,方法_两个计数原理的应用,掌握分类加法计数原理和分步乘法计数原理是复习好本专题的基础,其应用贯穿本专题正确运用两个原理的关键在于:,考点一 两个计数原理,1首先要搞清完成的是怎样的“一件事”,搞清楚“完成一件事”的含义是应用分类加法计数原理和分步乘法计数原理的前提由此要求我们在解题时,要认认真真审题,真正搞清楚问题的条件和结论,同时还要注意分类、分步,
4、不能重复,不能遗漏,8,【解】(1)要完成的是“4名同学每人从三个项目中选一项报名”这件事,因为每人必报一项,四人都报完才算完成,于是应按人分步,且分为四步又每人可在三项中选一项,选法为3种,所以共有3333 81(种)报名方法 (2)要完成的是“三个项目冠军的获取”这件事,因为每项冠军只能有一人获得,三项冠军都有得主,这件事才算完成,于是应以“确定三项冠军得主”为线索进行分步而每项冠军是四人中的某一人,有4种可能情况,于是共有444 64(种)可能的情况,考点一 两个计数原理,1首先要搞清完成的是怎样的“一件事”,1)(1)4名同学选报跑步、跳高、跳远三个项目,每人报一项,共有多少种报名方法
5、? (2)4名同学争夺跑步、跳高、跳远三项冠军,共有多少种可能的结果?,9,应用分类加法计数原理和分步乘法计数原理都是为了“完成一件事”,完成这件事有若干类不同的方法,用分类加法计数原理;完成这件事要依次完成若干个相互依存的步骤,用分布乘法计数原理;若完成这件事既要分类,又要分步,则综合使用两个计数原理,考点一 两个计数原理,2明确事件需要“分类”还是“分步”,10,2)某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了2个新节目将这2个新节目插入原节目单中,则不同插法的种数为() A42B30C20D12,【解析】方法一:当新增加的2个节目相邻时,有12种方法;当新增加的2个节目不相邻
6、时,有A6230(种)方法应用分类加法计数原理可知共有123042(种)方法 方法二:记新增加的节目分别为甲、乙,要完成这一事件,可分成两步:第一步把甲插入,共有6种方法;第二步把乙插入,共有7种方法应用分步乘法计数原理可知共有6742(种)方法 方法三:当7个节目进行全排列时,共有 种方法,而原有的5个节目全排列时共有 种方法,故不同的插法种数为 42.,【答案】A,考点一 两个计数原理,2明确事件需要“分类”还是“分步”,11,3)3个不同的小球放入5个不同的盒子,每个盒子至多放一个小球,共有多少种放法?,【解】方法一(以小球为研究对象):分三步来完成 第一步:放第一个小球有5种选择;第二
7、步:放第二个小球有4种选择;第三步:放第三个小球有3种选择 根据分步乘法计数原理得,共有放法种数N54360.,2明确事件需要“分类”还是“分步”,考点一 两个计数原理,12,方法二(以盒子为研究对象):盒子标上序号1,2,3,4,5,分成以下10类 第一类:空盒子标号为(1,2),放法有3216(种); 第二类:空盒子标号为(1,3),放法有3216(种); 第三类:空盒子标号为(1,4),放法有3216(种) 分类还有以下几类情况:空盒子标号分别为(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10类,每一类都有6种放法 根据分类加法计数原理得,共有放
8、法数N66660(种),2明确事件需要“分类”还是“分步”,考点一 两个计数原理,13,考法例析 成就能力,考法1 分类加法计数原理的应用,1)四川20156用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有() A144个 B120个 C96个 D72个,【解析】方法一:按末位是0,2,4分为三类 第一类:末位是0时,首位只能从4,5中选一个,有243248(个); 第二类:末位是2时,首位只能从4,5中选一个,有243248(个); 第三类:末位是4时,首位只能是5,有143224(个) 则由分类加法计数原理可知共有484824120(个),考点一 两个计
9、数原理,14,方法二:根据题意,得符合条件的五位数首位数字必须是4,5其中1个,末位数字为0,2,4.分两种情况讨论:首位数字为5时,末位数字有3种情况,在剩余的4个数中任取3个,放在剩余的3个位置上,有 24(种)情况,此时有32472(个);首位数字为4时,末位数字有2种情况,在剩余的4个数中任取3个,放在剩余的3个位置上,有 24(种)情况,此时有22448(个)由分类加法计数原理可知共有7248120(个)故选B.,方法三:用0,1,2,3,4,5可以组成的无重复数字的五位偶数分两类第一类:末位是0的有5432120(个);第二类:末位是2或4的有24432192(个)共有120192
10、312(个) 其中比4 0000小的有:万位是1,3且末位为0,2,4的共有23432144(个),万位是2且末位为0,4的共有1243248(个)所以符合条件的五位偶数共有31214448120(个),考点一 两个计数原理,考法1 分类加法计数原理的应用,【答案】B,15,考法2 分步乘法计数原理的应用,2)课标全国20165如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为() A24 B18 C12 D9,考点一 两个计数原理,16,考法2 分步乘法计数原理的应用,【解析】除已知标记的E,F,G三点外,另记A
11、,B,A1,B1,E1,A2,B2,G1,A3,B3,F1,如图所示 若总体路线最短,则需E到F最短,并且F到G也最短E到F最短,可由EBF或EE1F.显然,由EBF最短有3条(EBAA1F或EBB1A1F或EBB1A2F)由EE1F最短有3条(EE1B1A1F或EE1B1A2F或EE1B2A2F),由分类加法计数原理可知,EF共有6条最短路径而FG有FG1A3G,FB3A3G,FB3F1G共3条最短路径由分步乘法计数原理可知,共有6318条最短路径故选B.,考点一 两个计数原理,【答案】B,17,考法3 两个计数原理的综合应用,3)浙江201716从6男2女共8名学生中选出队长1人,副队长1
12、人,普通队员2人组成4人服务队,要求服务队中至少有1名女生,共有_种不同的选法(用数字作答),考点一 两个计数原理,【解析】方法一:依题意,按照女生的人数分类第一类,含1女3男,有 40(种),从这4人中选2人作为队长和副队长有 12(种),故有4012480(种);第二类,含2女2男,有 15(种),从这4人中选2人作为队长和副队长有 12(种),故有1512180(种)根据分类加法计数原理共有480180660种,方法二:若不考虑至少有1名女生的要求,则不同的选法种数为 840.若选出的服务队中没有女生,则选法种数为 180.所以满足题意的选法种数为840180660.,【答案】660,考
13、点二 排列与组合,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法例析 成就能力,19,考点二 排列与组合,必备知识 全面把握,1排列与排列数,(1)排列: 一般地,从n个不同元素中取出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,对定义的理解,注意以下几点: (1)一定取出m个不同的元素(mn) (2)这m个元素按一定的顺序排成一列,有顺序即与元素的位置有关,不同的顺序为不同的排列 (3)两个排列相同的条件:元素完全相同;元素的排列顺序也相同相同的排列要与相同的集合区分开,相同的集合只是要求元素相同,不要求顺序,20,考点二 排列与组合,1排列与排列数,(
14、2)排列数: 从n个不同元素中取出m(mn)个元素的所有不同排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 表示 n(n1)(n2)(nm1) 这里n,mN*,并且mn,这个公式叫做排列数公式,(1)注意排列和排列数的不同:“一个排列”是指从n个不同的元素中取出m(mn)个元素按照一定的顺序排成一列,不是数;“排列数”是指从n个不同的元素中取出m(mn)个元素的所有不同排列的个数,是一个数,所以符号 只表示排列数,而不表示具体的排列 (2)排列数公式的特征:第一个因数是n,后面每一个因数比它前面一个因数小1,最后一个因数是nm1,共有m个因数,21,考点二 排列与组合,1排列与排
15、列数,(3)排列数的性质 ; 在排列数公式中,当mn时,有 n(n1)(n2)321. 这个公式指出,n个不同元素全部取出的排列数等于正整数1到n的连乘积正整数1到n的连乘积,叫做n的阶乘,用n!表示,所以n个不同元素的全排列数公式可以写成 n!.规定0!1, n(n1)(n2)(nm1) 即,22,考点二 排列与组合,2组合与组合数,(1)组合: 一般地,从n个不同的元素中取出m(mn)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合,(1)如果两个组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合 (2)从排列和组合的
16、定义可以知道,排列与元素的顺序有关,组合与顺序无关,即有序排列,无序组合,23,考点二 排列与组合,2组合与组合数,(2)组合数: 从n个不同元素中取出m(mn)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同的元素中取出m个元素的组合数,用符号 表示 这里n,mN*,并且mn,这个公式叫做组合数公式 因为 ,所以上面的组合数还可以写成 .,应注意“组合”与“组合数”这两个概念的区别组合是从n个不同元素中,任取m(mn)个元素合成一组,是一个具体的事件,而组合数是符合条件的所有不同组合的个数,是一个数,24,考点二 排列与组合,2组合与组合数,(3)组合数的性质 性质1:,这条性质表明:从n个不同元
17、素中取出m个元素的每一个组合,都对应着从n个不同元素中取出nm个元素的唯一的一个组合,反之也是一样的,因此,从n个不同元素中取出m个元素的组合数 ,等于从这n个不同元素中取出nm个元素的组合数 .,据此性质,当m 时,通常不直接计算 ,而是改为计算 ,这样比较简便例如: 为了使这个公式在nm时也成立,我们规定: 1.,25,考点二 排列与组合,2组合与组合数,性质2:,这条性质也可以这样理解:从 , 这n1个不同的元素中取出m个元素的组合数是 ,这些组合可以分成两类,一类含有 ,一类不含有 .含有 的组合是从 , , 这n个元素中取出m1个元素与 组成的,共有 个;不含 的组合是从 , ,,
18、这n个元素中取出m个元素组成的,共有 个根据分类加法计数原理,得 ,26,核心方法 重点突破,考点二 排列与组合,方法1 排列问题的解法,(1)直接法:把符合条件的排列数直接列式计算 (2)优先法:优先安排特殊元素或特殊位置 (3)捆绑法:把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列 (4)插空法:对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中 (5)先整体后局部:“小集团”排列问题中,先整体后局部 (6)定序问题除法处理:对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列 (7)间接法:正难则反,等价转化的方法,27,
19、考点二 排列与组合,方法1 排列问题的解法,1)已知6人中只有1位是女士,这6人站成一排照相留念,若这位女士不站在两端,则不同的排法有_种,【解析】本题利用“优先法”优先排女士,在中间4个位置上选1个,有 种排法;然后将其余5人排在余下的5个位置上,有 种排法则共有 480(种)排法,【答案】480,28,考点二 排列与组合,方法1_排列问题的解法,2)6人站成一排,甲、乙、丙任何2人都不相邻的排法种数是(),【解析】本题利用“插空法”第一步,除甲、乙、丙外,其他3个人的排法有 种;第二步,3个人共形成4个空,让甲、乙、丙3个人在这4个空中任选3个进行排列,其排法有 种由分步乘法计数原理,得共
20、有 种排法,【答案】B,29,考点二 排列与组合,方法1 排列问题的解法,3)甲、乙、丙、丁四个人站成一排 (1)若甲与乙需相邻,有多少种排法? (2)若乙与丙之间必须有一个人,有多少种排法?,【解】(1)先将甲与乙两人进行排列,共有 种排法;再将已经排好的甲与乙作为一个整体,与丙、丁一起进行排列,共有 种排法 故总的排法数为 (2)先将乙与丙两个人进行排列,共有 种排法;再从剩下的甲与丁中选一人放在乙与丙中间,有 种排法;最后将剩下的一人放入前三人组成的队列中,共有2种放法所以总的排法数为,30,考点二 排列与组合,方法1 排列问题的解法,4)5个人并排站成一排,如果甲必须在乙的右边,则不同
21、的排法有_种,【解析】5个人并排站成一排总的排法数为 且甲在乙的左边与右边的排列数相同,甲在乙的右边的排法数为,【答案】60,31,考点二 排列与组合,方法1 排列问题的解法,5)今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有_种不同的方法(用数字作答),【解析】方法一:将这9个球排成一列有 种不同的排法,再除以2个红球,3个黄球,4个白球的顺序就可,因此有 不同的排法,方法二:先在9个位置中选4个位置排白球,有 种排法,再从剩余的5个位置中选2个位置排红球,有 种排法,剩余的3个位置排黄球有 种排法,所以共有 (种)不同的排法,【答案】1 260,32,考点二 排列
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