分步计数原理分类计数原理
完成一件事有两类不同方案,在第1 类方案中有m种不同的方法,在第2类方 案中有n种不同的方法. 那么完成这件事 共有N=m+n种不同的方法.
例1 在填写高考志愿表时,一名高中毕业生了解到A、B两 所大学各有一些自己感兴趣的强项专业,具体情况如下:
A大学 B大学 数学
生物学
化学 医学 物理学
会计学
信息技术学 法学
注意:有些较复杂的问题往往不是单纯的“分类”“分步” 可以解决的,而要将“分类”“分步”结合起来运用.一般 是先“分类”,然后再在每一类中“分步”,综合应用分类 计数原理和分步计数原理.
例5、要从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅, 分别挂在左右两边墙上的指定位置,问共有多 少种不同的挂法?
例 6. (a1 + a2)· (b1 + b2 + b3)· (c1 + c2 + c3 + c4) 的展开式中有
4、四个人各写一张贺卡,放在一起,再各取一张不是 自己送出的贺卡,共有多少种不同的方法?
我们可排出所有的分配方案: (1)甲取得乙卡,然后类推,按甲、乙、丙、丁各取得的贺卡列出方案 如下:乙丙丁甲、乙甲丁丙、乙丁甲丙; (2)甲取得丙卡,方案为: 丙甲丁乙,丙丁甲乙,丙丁乙甲; (3)甲取得丁卡,方案为: 丁甲乙丙,丁丙甲乙,丁丙乙甲. 由分类计数原理,共有3+3+3=9种. 另外,此题也可分步解决: 第一步:甲取一张,有3种取法; 第二步:由甲取出的那张贺卡的供卡人取,也有3种取法; 第三步:由剩余两人中任一人取,有一种取法; 第四步:最后一人取,只有一种取法. 由分步计数原理得不同取法有3×3×1×1=9种.
N= m1+m2+… + mn 种不同的方法
注:⑴把完成一件事的所有方法分类. (注意不重不漏 ) ⑵分类── 类类相加. (每类中的每一种方法都独立完成这件事)
例2、在例1中,如果数学也是A大学的强项专业, 则A大学共有6个专业可以选择,B大学共有4个 专业可以选择,那么用分类加法计数原理,得到 这名同学可能的专业选择共有 6+4=10种 这种算法有什么问题?
[例 2]从 1,2,3,…,10 中选出 3 个不同的数,使这三个数构成等差数列,则这样的数列共有 多少个?
[例 3] 三张卡片的正反面分别写有 1 和 2,3 和 4,5 和 6,若将三张卡片并列,可得到几个 同的三位数(6 不能作 9 用).
[例 4]集合 A={1,2,3,4} ,集合 B={-1,-2} ,可建立多少个以 A 为定义域 B 为值域 的不同函数?
这里,因为乘火车有3种走法,乘汽车有2种走法,所以 乘一次火车再接乘一次汽车从甲地到乙地,共有:3×2=6 种不同的走法.
问题2:用前6个大写英文字母和1~9九个阿拉 伯数字,以A1,A2,···,B1,B2,···的 方式给教室里的座位编号,总共能编出多少个 不同的号码?
分步乘法计数原理
完成一件事需要分二个步骤,在第1步中 有m种不同的方法,在第2步中有n种不同 的方法. 那么完成这件事共有 种不同的方法.
在分类加法计数原理中,各类方案中的方法不 能出现相同的。
思考?
问题1:从甲地到乙地,要从甲地选乘火车到丙 地,再于次日从丙地乘汽车到乙地.一天中,火车有 3班,汽车有2班.那么两天中,从甲地到乙地共有多 少种不同的走法 ?
这个问题与前一个问题不同.在前一个问题中,采用 乘火车或汽车中的任何一种方式,都可以从甲地到乙地; 而在这个问题中,必须经过先乘火车、后乘汽车两个步骤, 才能从甲地到乙地.
分步计数原理
分类计数原理
引入课题
一学生从外面进入教室有多少 种走法?若进来再出去,有多少 走法?
2010年6月11日——7月10日在南非举行的第19届世界杯足 球赛共有32个队参赛.它们先分成8个小组进行循环赛, 决出16强,这16个队按确定的程序进行淘汰赛后,最后 决出冠亚军,此外还决出了第三、第四名.问一共安排 了多少场比赛? 要回答上述问题,就要用到计数原理的知识.它是一 个重要的数学方法,粗略地说,计数原理就是研究 按某一规则完成一种事时,一共有多少种不同的做 法. 在运用计数原理经常要用到分类加法计数原理与 分步乘法计数原理。
[例 5] 用 0,1,2,3,4,5 这六个数字, (1)可以组成多少个数字不重复的三位数? (2)可以组成多少个数字允许重复的三位数? (3)可以组成多少个数字不重复的三位奇数? (4)可以组成多少个数字不重复的小于 1000 的自然数? (5)可以组成多少个数字不重复的大于 3000,小于 5421 的四位数?
N= m1×m2×… ×mn种不同的方法
注:分步──步步相乘.
例4:某区的部分电话号码是8776××××,后面
每个数字来自0~9这10个数,问可以产生多少个 不同的电话号码?
练习
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? 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.
问题 1:用一个大写的英文字母或一个阿拉 伯数字给教室里的座位编号,总共能够编 出多少种不同的号码? 问题2:从甲地到乙地,可以乘火车,也可以 乘汽车.如果一天中火车有3班,汽车有2班.那 么一天中,乘坐这些交通工具从甲地到乙地 共有多少种不同的走法? 探究:你能说说以上两个问题的特征吗?
分类加法计数原理
跟踪训练 1
少个:
用0,1,„,9这十个数字,可以组成多
(1)三位整数?
(2)无重复数字的三位整数?
(3)小于500的无重复数字的三位整数?
巩固练习
1.填空: ①一件工作可以用 2 种方法完成,有 5 人会用第 1 种方法完 成,另有 4 人会用第 2种方法完成,从中选出 1 人来完成这件 工作,不同选法的种数是 . ②从A村去B村的道路有3条,从B村去C村的道路有2条,从 A村经B村去C村,不同的路线有 条. 2. 现有高中一年级的学生 3 名,高中二年级的学生 5 名, 高中三年级的学生4名. ①从中任选1人参加接待外宾的活动,有多少种不同的选 法? ②从3个年级的学生中各选1人参加接待外宾的活动,有多 少种不同的选法?
小结: 分类加法计数原理与分步乘法计数原理体现了解
决问题时将其分解的两种常用方法,即分步解决或分类解决, 它不仅是推导我们下面学的排列数与组合数计算公式的依据, 而且其基本思想贯穿于解决本章应用问题的始终.要注意“类” 间互相独立,“步”间互相联系.
分类计数原理
分步计数原理
区别1
完成一件事,共有n类 办法,关键词“分类”
完成一件事,共分n个 步骤,关键词“分步”
每类办法都能独立地完成 这件事情,它是独立的、 区别2 一次的、且每次得到的是 最后结果,只须一种方法 就可完成这件事。 区别3
每一步得到的只是中间结果, 任何一步都不能独立完成这件 事,缺少任何一步也不能完成 这件事,只有各个步骤都完成 了,才能完成这件事。
__ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ_____项.
解析 要得到项数分三步:
第一步,从第一个因式中取一个因子,有两种取法; 第二步,从第二个因式中取一个因子,有3种取法; 第三步,从第三个因式中取一个因子,有4种取法. 由分步乘法计数原理知,共有2×3×4=24(项).
例7.由0,1,2,3,4,5这五个数字,可组成多少个: (1)无重复数字的三位数?其中能被5整除共有几个? (2)可以有重复数字的三位数?
N mn
例3:设某班有男生30名,女生24名. 现要 从中选出男、女生各一名代表班级参加比 赛,共有多少种不同的选法?
探究:如果完成一件事情需要n个步骤,做每 一步中都有若干种不同方法,那么应当如何计 数呢?
一般归纳
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,则完成这件事共有
各步之间是互相关联的。
各类办法是互相独立的。
即:类类独立,步步关联。
例4、 书架上第1层放有4本不同的计算机书,第 2层放有3本不同的文艺书,第3层放有2本不同的 体育杂志. (1)从书架上任取1本书,有多少种不同的取法? (2)从书架的第1、 2、 3层各取1本书,有多少种 不同取法? (3)从书架上任取2种不同类型的书各1本, 有多少种不同的取法?
2、分步乘法计数原理: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 N m1 m2 mn种不同的方法.
分类加法计数原理和分步乘法计数原理的 共同点:回答的都是有关做一件事的不同方法种数的问题 不同点:分类加法计数原理与分类有关, 分步乘法计数原理与分步有关。
1. 在连结正八边形的三个顶点组成的三角形中,与正八边形有公共边的有多少个?
2.某艺术组有 9 人,每人至少会钢琴和小号中的一种乐器,其中 7 人会钢琴,3 人会小号, 从中选出会钢琴与会小号的各 1 人,有多少种不同的选法?
3. 某地提供 A、B、C、D 四个企业供育才中学高三年级 3 个班级进行社会实践活动,其中 A 是明星企业,必须有班级去进行社会实践,每个班级去哪个企业由班级自己在四个企业中 任意选择一个,则不同的安排社会实践的方案共有多少种
3. 从甲地到乙地有 2种走法,从乙地到丙地有 4 种走 法,从甲地不经过乙地到丙地有 3种走法,则从甲地 到丙地的不同的走法共有 种. 4.甲、乙、丙3个班各有三好学生3,5,2名,现准备 推选两名来自不同班的三好学生去参加校三好学生代 表大会,共有 种不同的推选方法.