20.1.1 排列的概念【教学目标】1.了解排列、排列数的定义;掌握排列数公式及推导方法;2. 能用“树形图”写出一个排列问题的所有的排列,并能运用排列数公式进行计算。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
【教学重难点】教学重点:排列的定义、排列数公式及其应用教学难点:排列数公式的推导【教学课时】二课时【教学过程】合作探究一:排列的定义我们看下面的问题(1)从红球、黄球、白球三个小球中任取两个,分别放入甲、乙盒子里(2)从10名学生中选2名学生做正副班长;(3)从10名学生中选2名学生干部;上述问题中哪个是排列问题?为什么?概念形成1、元素:我们把问题中被取的对象叫做元素2、排列:从n个不同元素中,任取m(m n≤)个元素(这里的被取元素各不相同)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....。
说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列(与位置有关)(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同合作探究二排列数的定义及公式3、排列数:从n个不同元素中,任取m(m n≤)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mnA表示议一议:“排列”和“排列数”有什么区别和联系?4、排列数公式推导探究:从n 个不同元素中取出2个元素的排列数2n A 是多少?3n A 呢?mA n 呢? )1()2)(1(+-⋯--=m n n n n A m n (,,m n N m n *∈≤) 说明:公式特征:(1)第一个因数是n ,后面每一个因数比它前面一个少1,最后一个 因数是1n m -+,共有m 个因数;(2),,m n N m n *∈≤ 即学即练:1.计算 (1)410A ;(2)25A ;(3)3355A A ÷2.已知101095m A =⨯⨯⨯,那么m =3.,k N +∈且40,k ≤则(50)(51)(52)(79)k k k k ----用排列数符号表示为( )A .5079k k A --B .2979k A -C .3079k A -D .3050k A - 答案:1、5040、20、20;2、6;3、C典型例题例1. 计算从c b a ,,这三个元素中,取出3个元素的排列数,并写出所有的排列。
解析:(1)利用好树状图,确保不重不漏;(2)注意最后列举。
解:略点评:在写出所要求的排列时,可采用树状图或框图一一列出,一定保证不重不漏。
变式训练:由数字1,2,3,4可以组成多少个没有重复数字的三位数?并写出所有的排列。
5 、全排列:n 个不同元素全部取出的一个排列,叫做n 个不同元素的全排列。
此时在排列数公式中,m =n全排列数:(1)(2)21!n n A n n n n =--⋅=(叫做n 的阶乘).即学即练:口答(用阶乘表示):(1)334A (2)44A (3))!1(-⋅n n想一想:由前面联系中( 2 ) ( 3 )的结果我们看到,25A 和3355A A ÷有怎样的关系?那么,这个结果有没有一般性呢?排列数公式的另一种形式:)!(!m n n A m n -= 另外,我们规定 0! =1 .想一想:排列数公式的两种不同形式,在应用中应该怎样选择?例2.求证:m n m n m n A mA A 11+-=+.解析:计算时,既要考虑排列数公式,又要考虑各排列数之间的关系;先化简,以减少运算量。
解:左边=右边)!)!!)((!)!(!==+-+=+-⋅++=+-⋅+-+m1n A 1()!1(1(n!m n 1m -n )!1m n n m m n n m n n m n 点评:(1)熟记两个公式;(2)掌握两个公式的用途;(3)注意公式的逆用。
思考:你能用计数原理直接解释例2中的等式吗?(提示:可就所取的m 个元素分类,分含某个元素a 和不含元素a 两类)变式训练:已知89557=-nn n A A A ,求n 的值。
(n =15) 归纳总结:1、顺序是排列的特征;2、两个排列数公式的用途:乘积形式多用于计算,阶乘形式多用于化简或证明。
【当堂检测】1.若!3!n x =,则x = ( ) ()A 3n A ()B 3n n A -()C 3n A ()D 33n A -2.若532m m A A =,则m 的值为 ( )()A 5()B 3()C 6()D 73. 已知256n A =,那么n =;4.一个火车站有8股岔道,停放4列不同的火车,有多少种不同的停放方法(假定每股岔道只能停放1列火车)?答案:1、B ;2、A ;3、8;4、1680。
【课外作业】见《同步练习》20.1.2 排列应用题【教学目标】1.进一步理解排列的意义,并能用排列数公式进行运算;2.能用所学的排列知识和具体方法正确解决简单的实际问题。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
【教学重难点】教学重点:排列应用题常用的方法:直接法(包括特殊元素处理法、特殊位置处理法、捆绑法、插空法),间接法教学难点:排列数公式的理解与运用【教学过程】情境设计从1~9这九个数字中选出三个组成一个三位数,则这样的三位数的个数是多少?新知教学排列数公式的应用:例1、(1)某足球联赛共有12支队伍参加,每队都要与其他队在主、客场分别比赛一场,共要进行多少场比赛?解:略变式训练:(1)放假了,某宿舍的四名同学相约互发一封电子邮件,则他们共发了多少封电子邮件?(2) 放假了,某宿舍的四名同学相约互通一次电话,共打了多少次电话?例2、(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人1本,共有多少种不同的送法?(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?解:见书本16页例3例3、用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?解:见书本19页例4点评:解答元素“在”与“不在”某一位置问题的思路是:优先安置受限制的元素,然后再考虑一般对象的安置问题’,常用方法如下:1)从特殊元素出发,事件分类完成,用分类计数原理.2)从特殊位置出发,事件分步完成,用分步计数原理.3)从“对立事件”出发,用减法.4)若要求某n 个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
5)若要求某n 个元素间隔,常采用“插空法”。
所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.变式训练:有四位司机、四个售票员组成四个小组,每组有一位司机和一位售票员,则不同的分组方案共有( )(A )88A 种 (B )48A 种 (C )44A ·44A 种 (D )44A 种答案:D例4、三个女生和五个男生排成一排.(1)如果女生必须全排在一起,有多少种不同的排法?(2)如果女生必须全分开,有多少种不同的排法?(3)如果两端都不能排女生,有多少种不同的排法?(4)如果两端不能都排女生,有多少种不同的排法?(5)如果三个女生站在前排,五个男生站在后排,有多少种不同的排法?答案:(1) 4320;(2) 14400;(3) 14400;(4) 36000;(5) 720点评:1)若要求某n 个元素相邻,可采用“捆绑法”,所谓“捆绑法”就是首先将要求排在相邻位置上的元素看成一个整体同其它元素一同排列,然后再考虑这个整体内部元素的排列。
2)若要求某n 个元素间隔,常采用“插空法”。
所谓插空法就是首先安排一般元素,然后再将受限制元素插人到允许的位置上.变式训练:1、6个人站一排,甲不在排头,共有种不同排法.2.6个人站一排,甲不在排头,乙不在排尾,共有种不同排法.答案:1.600 2.504归纳总结:1、解有关排列的应用题时,先将问题归结为排列问题,然后确定原有元素和取出元素的个数,即n、m的值.2、解决相邻问题通常用捆绑的办法;不相邻问题通常用插入的办法.3、解有条件限制的排列问题思路:①正确选择原理;②处理好特殊元素和特殊位置,先让特殊元素占位,或特殊位置选元素;③再考虑其余元素或其余位置;④数字的排列问题,0不能排在首位4、判断是否是排列问题关键在于取出的元素是否与顺序有关,若与顺序有关则是排列,否则不是.5、由于解排列应用题往往难以验证结果的正确性,所以一般应考虑用一种方法计算结果,用另一种方法检查核对,辨别正误.【当堂检测】1.用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有()(A)24个(B)30个(C)40个(D)60个2.甲、乙、丙、丁四种不同的种子,在三块不同土地上试种,其中种子甲必须试种,那么不同的试种方法共有()(A)12种(B)18种(C)24种(D)96种3.某天上午要排语文、数学、体育、计算机四节课,其中体育不排在第一节,那么这天上午课程表的不同排法共有()(A)6种(B)9种(C)18种(D)24种4.五男二女排成一排,若男生甲必须排在排头或排尾,二女必须排在一起,不同的排法共有种.答案:1、A;2、B;3、C;4、480。
【课外作业】见《对口单招》20.2.1组合【教学目标】:(1)理解组合的定义,掌握组合数的计算公式(2)正确认识组合与排列的区别与联系(3)会利用组合数的性质,解决一些简单的组合问题【教学重难点】:掌握组合定义及与排列的区别,会计算组合数【教学课时】:二课时【教学过程】:情景导入问题一:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?问题二:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?合作探究:探究1:组合的定义?一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.探究2:排列与组合的概念有什么共同点与不同点?不同点: 排列与元素的顺序有关,而组合则与元素的顺序无关.共同点: 都要“从n个不同元素中任取m个元素”问题三: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,e},则集合A的含有3个元素的子集有多少个?(2)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票?组合是选择的结果,排列是选择后再排序的结果.探究3:写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的所有组合abc , abd , acd ,bcd每一个组合又能对应几个排列?交流展示精讲精练例1判断下列问题是排列问题还是组合问题?(1)a 、b 、c 、d 四支足球队之间进行单循环比赛,共需要多少场比赛?(2)a 、b 、c 、d 四支足球队争夺冠亚军,有多少场不同的比赛?变式训练1 已知ABCDE 五个元素,写出取出3个元素的所有组合例2计算下列各式的值(1)97999699C C +(2)n n n nC C 321383+-+变式训练2 (1)解方程247353---=x x x A C(2)已知m 8765C ,10711求m m m C C C =+ 课堂测评: 1、判断下列语句是排列问题还是组合问题(1)某人射击8次,命中4枪,且命中的4枪均为2枪连中,不同的结果有多少种?(2)某人射击8次,命中4枪,且命中的4枪均为3枪连中,不同的结果有多少种?2、计算=++293828C C C ( )A120 B240 C60 D4803、已知2n C =10,则n=( )A10 B5 C3 D24、如果436m m C A =,则m=( )A6 B7 C8 D9【板书设计】:略。