2022年两个计数原理与排列组合知识点及例题.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载( 2)从书架上任取一本数学书和一本语文书,有多少种不同的取法?两个计数原理与排列组合学问点及例题(1)分析: 1、完成的这件事是什么? 2、如何完成这件事?两个计数原理内容 1、分类计数原理: 3、它们属于分类仍是分步?(是否独立完成) 4、运用哪个计数原理? 5、进行运算;解:属于分类:第一类从上层取一本书有 5 种选择完成一件事,有n 类方法,在第1 类方法中有 m1种不同的方法,在第其次类从下层取一本书有 4 种选择共有 N=5+4=9(种)(2)分析: 1、完成的这件事是什么?2
2、类方法中有 m2种不同的方法 在第n 类方法中有 mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m 1 +m2 + +mn种不同的方法 . 2、如何完成这件事? 3、它们属于分类仍是分步?(是否独立完成)2、分步计数原理 : 4、运用哪个计数原理? 5、进行运算 . 完成一件事,需要分n 个步骤,做第1 步骤有 m1种不同的方法,做第解:属于分步:第一步从上层取一本书有 5 种选择其次步从下层取一本书有 4 种选择2 步骤有 m2种不同的方法 做第n 步骤有 mn 种不同的方法,那么完成这共有 N=5 4=20(种)例 3、 有 1、2、3、4、 5 五个数字 . ( 1)可以组成多少个不同的三位数
3、?件事共有 N=m 1 m2 mn 种不同的方法 . ( 2)可以组成多少个无重复数字的三位数?例题分析( 3)可以组成多少个无重复数字的偶数的三位数?(1)分析: 1 、完成的这件事是什么?例 1某学校食堂备有5 种素菜、 3 种荤菜、 2 种汤;现要配成一荤一素一汤的套餐;问可以配制出多少种不同的品种?分析: 1、完成的这件事是什么? 2、如何完成这件事?(配百位数、配十位数、配个位数) 3、它们属于分类仍是分步?(是否独立完成) 2、如何完成这件事?(配一个荤菜、配一个素菜、配一汤) 4、运用哪个计数原理? 3、它们属于分类仍是分步?(是否独立完成) 5、进行运算 . 4、运用哪个计数原
4、理?略解: N=5 5 5=125(个) 5、进行运算 . 解:属于分步:第一步配一个荤菜有 3 种选择其次步配一个素菜有 5 种选择第三步配一个汤有 2 种选择共有 N=3 5 2=30(种)【例题解析】例 2 有一个书架共有2 层,上层放有5 本不同的数学书,下层放有4 本不同的语文书;1、某人有 4 条不同颜色的领带和6 件不同款式的衬衣,问可以有多少种不同的搭配方法? 第 1 页,共 8 页 (1)从书架上任取一本书,有多少种不同的取法?细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料
5、 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载取出 m 个元素的一个 组合2、有一个班级共有46 名同学,其中男生有21 名. 7组合数的概念 :从 n 个不同元素中取出m mn 个元素的全部组合的个数, 叫做从 n个不同元素中取出m 个元素的 组合数用符号Cm表示n8.组合数公式 :m C nm A nn n1 n2nm1或Cmm .n .m .n,mN,且mn(1)现要选派一名同学代表班级参与学校的学代会,有多少种不同的选派方法?(2)如要选派男、女各一名同学代表班级参与学校的学代会,有多少种不同的选派方法?m A mm .nn9.组合数的性质 1:CmCn
6、m规定:C01;nnn10.组合数的性质 2:Cm1Cm+Cm1 C n 0+Cn1+ +Cnn=2 n nnn3、有 0、 1、2、3、4、5 六个数字 . (1)可以组成多少个不同的三位数?(2)可以组成多少个无重复数字的三位数?(3)可以组成多少个无重复数字的偶数的三位数?题型讲解例 1 分别求出符合以下要求的不同排法的种数( 1)6 名同学排 3 排,前排 1 人,中排 2 人,后排 3 人;( 2)6 名同学排成一排,甲不在排头也不在排尾;排列与组合( 3)从 6 名运动员中选出4 人参与 4 100 米接力赛,甲不跑第一棒,乙不跑第四棒;( 4)6 人排成一排,甲、乙必需相邻;(
7、5)6 人排成一排,甲、乙不相邻;( 6)6 人排成一排,限定甲要排在乙的左边,乙要排在丙的左边(甲、乙、丙可以不相邻)1.排列的概念 :从 n 个不同元素中, 任取 m( mn )个元素(这里的被取元素各不相同)依据肯定的次序排成一列,叫做从 n 个不同元素中取出m 个元素的 一个排列解:(1)分排坐法与直排坐法一一对应,故排法种数为A672062.排列数的定义 :从 n 个不同元素中,任取 m( mn )个元素的全部排列的个数叫做从( 2)甲不能排头尾,让受特别限制的甲先选位置,有1 A 种选法,然后其他5 人选,有A 种选法,5 5n 个元素中取出 m 元素的 排列数 ,用符号m A 表
8、示故排法种数为1 5A 4A 54803.排列数公式 :m A nn n1n2nm1(m nN,mn )( 3)有两棒受限制,以第一棒的人选来分类:乙跑第一棒,其余棒次就不受限制,排法数为A ;5 34.阶乘:n 表示正整数 1 到n的连乘积,叫做n的阶乘 规定0.1乙不跑第一棒,就跑第一棒的人有1 A 种选法,第四棒除了乙和第一棒选定的人外,也有1 A 45.排列数的另一个运算公式 :m A =nn .m .种选法,其余两棒次不受限制,故有A11 A 4A2种排法,426.组合概念 :从 n个不同元素中取出m mn 个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中由分类计数原理,共有3 A 5A11
9、A 42 A 4252种排法4细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备3欢迎下载(4)将甲乙“ 捆绑” 成“ 一个元” 与其他4 人一起作全排列共有A 2A 25 5240种排法例 3 求证:m A n1m mA n1m A n;Cm1Cm12CmCm11nnnn2(5)甲乙不相邻,第一步除甲乙外的其余4 人先排好;其次步,甲、乙选择已排好的4 人的左、右证明:利用排列数公式及之间的空挡插位,共
10、有A4 4A2(或用 6 人的排列数减去问题(2)后排列数为6 A 6240480)左nn1 .mn1 .nmn1 .mn1 .nn.m A n右5(6)三人的次序定,实质是从6 个位置中选出三个位置,然后排按规定的次序放置这三人,其余m1 .nm.nm.m人在 3 个位置上全排列,故有排法C3 6A3120种另一种证法: (利用排列的定义懂得)从n 个元素中取m个元素排列可以分成两类:3第一类不含某特别元素a 的排列有A n m1点评:排队问题是一类典型的排列问题,常见的附加条件是定位与限位、相邻与不相邻其次类含元素a 的排列就先从n1个元素中取出m1个元素排列有m A n1种,然后将 a
11、插入,1共有 m个空档,故有mm A n1种,因此m A n1mAm1Am1n1n利用组合数公式例 2 假设在 100 件产品中有3 件是次品,从中任意抽取5 件,求以下抽取方法各多少种?左m1.n.m1m1n.m1.m2n.nnnm(1)没有次品; (2)恰有两件是次品; (3)至少有两件是次品m1.n.m1.nmnm1mm12m1nm1解:(1)没有次品的抽法就是从97 件正品中抽取5 件的抽法,共有C564446024种n97(2)恰有 2 件是次品的抽法就是从97 件正品中抽取3 件,并从 3 件次品中抽2 件的抽法,共m1.n.m1.n2n1m1nn2.1.Cm1右有C3 97C24
12、42320种n2n.m3(3)至少有 2 件次品的抽法,按次品件数来分有二类:另法:利用公式CmCm1Cm1推得左Cm1CmCmCm1Cm1Cn1Cm1右第一类,从97 件正品中抽取3 件,并从 3 件次品中抽取2 件,有3 2C C 种nnn1nnnnn1nn2点评:证明排列、组合恒等式通常利用排列数、组合数公式及组合数基本性质其次类从 97 件正品中抽取2 件,并将 3 件次品全部抽取,有2 3C C 种例 4 已知 f 是集合Aa,b ,c,d到集合B1,0 2,的映射按分类计数原理有C3C2C2C3446976种(1)不同的映射f 有多少个?973973点评:此题是只选“ 元” 而不排
13、“ 序” 的典型的组合问题,附加的条件是从不同种类的元素中(2)如要求fafbfcfd4就不同的映射f 有多少个?抽取,应当留意:假如第(3)题采纳先从3 件次品抽取2 件(以保证至少有2 件是次品),再从余下的 98 件产品中任意抽取3 件的抽法,那么所得结果是C2 3C3466288种,其结论是错误的,错分析:(1)确定一个映射f ,需要确定a ,b ,c ,d的像98在“ 重复” :假设 3 件次品是 A、B、C,第一步先抽A、B其次步再抽C和其余 2 件正品,与第一步先(2)a ,b ,c ,d的象元之和为4,就加数可能显现多种情形,即4 有多种分析方案,各方案独立且抽 A、 C(或
14、B、C),其次步再抽B(或 A)和其余 2 件正品是同一种抽法,但在算式C2 3C3中算作 3并列需要分类运算98种不同抽法细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -解:( 1)A 中每个元都可选0,1,2三者之一为像,由分步计数原理,共有333334个不同 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 映射欢迎下载故取 4 个点不共面的不同取法有C44C463141(种)(2)依据a ,b ,c ,d对应的像为2 的个数来分类,可分为三类:
15、106点评:由点构成直线、平面、几何体等图形是一类典型的组合问题,附加的条件是点共线与不 共线,点共面与不共面,线共面与不共面等第一类:没有元素的像为2,其和又为4,必定其像均为1,这样的映射只有一个;其次类:一个元素的像是2,其余三个元素的像必为0,1,1 ,这样的映射有C1 14P 312个;小结:个不同的元素必需相邻,有m P m种“ 捆绑” 方法第三类:二个元素的像是2,另两个元素的像必为0,这样的映射有C26个个不同元素互不相邻,分别“ 插入”到个 “ 间隙”中的个位置有m P n种不同的 “ 插4入” 方法由分类计数原理共有1+12+6=19(个)个相同的元素互不相邻,分别“ 插入
16、” 到个“ 间隙” 中的个位置,有Cm种不同n点评:问题( 1)可套用投信模型:n 封不同的信投入m个不同的信箱,有mn种方法;问题的“ 插入” 方法(2)的关键结合映射概念恰当确定分类标准,做到不重、不漏如干个不同的元素“ 等分” 为个组 , 要将选取出每一个组的组合数的乘积除以m P m例 5 四周体的顶点和各棱的中点共10 个点【例题解析】(1)设一个顶点为A,从其他 9 点中取 3 个点,使它们和点A 在同一平面上,不同的取法有多例 1 完成以下选择题与填空题少种?(1)有三个不同的信箱,今有四封不同的信欲投其中,就不同的投法有种;(2)在这 10 点中取 4 个不共面的点,不同的取法
17、有多少种?AA.81 B.64 C.24 D.4 (2)四名同学争夺三项冠军,获得冠军的可能的种数是()EGFA.81 B.64 C.24 D.4 PDN(3)有四位同学参与三项不同的竞赛,每位同学必需参与一项竞赛,就有不同的参赛方法有;BMC每项竞赛只许有一位同学参与,就有不同的参赛方法有;解:(1)如图,含顶点A 的四周体的三个面上,除点A 外都有 5 个点,从中取出3 点必与点 A 每 位 学 生 最 多 参 加 一 项 竞 赛 , 每 项 竞 赛 只 许 有 一 位 学 生 参 加 , 就 不 同 的 参 赛 方 法有;共面,共有3C3种取法解析(1)完成一件事是“ 分步” 进行仍是“
18、 分类” 进行,是选用基本原理的关键;将“ 投四5封信” 这件事分四步完成,每投一封信作为一步,每步都有投入三个不同信箱的三种方法,因此:N=3 3 3 3=3 4=81,故答案选 A;此题也可以这样分类完成,四封信投入一个信箱中,有 C3 1 种投法; 四封信投入两个信箱中,有 C3 2(C4 1A2 2+C4 2C2 2)种投法;四封信投入三个信箱,有两封信在同一信箱中,有 C4 2A3 3 种投含顶点 A 的棱有三条,每条棱上有3 个点,它们与所对棱的中点共面,共有3 种取法依据分类计数原理和点A 共面三点取法共有3 C3333种5(2)取出的4 点不共面比取出的4 点共面的情形要复杂,
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