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高考数学排列组合及组合数性质人jiao版)


证;
(2)组合数公式有乘积形式与阶乘形式两种,乘积形式分母为 m!,分子左边第一个因数为n,后面每个因数都比它前面那个因 数少1,最后一个因数是n-m+1,共m个因数,多用于数字计算.阶 乘形式多用于对含有字母的组合数的式子进行变形和论证.
【例1】(1)组合数 Crn (n>r≥1,n、r∈N*)恒等于(
法,故共有5×A6 =3 600种. 6
方法二:排头与排尾为特殊位置.排头与排尾从非甲的6个人中
2 选2个排列,有A6 种方法,中间5个位置由余下4人和甲进行全排 2 列,有A5 种方法,共有 A6 =3 600种. A5 5 5
(4)(捆绑法)将女生看成一个整体,与3名男生在一起进行全排
4 列,有A 4 种方法,再将 4 名女生进行全排列,也有 种方法,故 A 4 4 4 =576种. 共有 A4 4 A4
)
(A) r 1 Crn11
n 1
1 (C)nrCrn 1 x x 2 则x=______. (2)若 A9 6A9 , 1 2n 3 =______. (3) Cn C 2n 3 n 1
(B) n 1 r 1 C rn11
(D) C rn11
顺序
个数
(2)排列数公式:
n! n(n-1)(n-2)„(n-m+1) (n m)! Am n =______________________=_______.
(3)排列数的性质: 1 n! ②0!=__. ① An =___; n
【即时应用】 (1)思考:排列与排列数有什么区别? 提示:排列与排列数是两个不同的概念,排列是一个具体的排 法,不是数,而排列数是所有排列的个数,是一个正整数 . (2)设x,m∈N*,且m<19<x,则(x-m)(x-m-1)„(x-19)用排列 符号可表示为______.
(2)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)
(3)某工程队有6项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程
甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,工 程丁必须在工程丙完成后才能进行.那么安排这6项工程的不同 排法种数是______.(用数字作答)
答案:8
1 2n 3有意义, (3)若 Cn C 2n 3 n 1
0 n 1 2n 3 则 0 2n 3 n 1 , 解得2≤n≤4. n N* 当n=2时,有 C1 C1 4; 1 3
2 当n=3时,有 C3 C3 4 7; 5 当n=4时,有 C3 5 C5 11.
(2)“至少”、“最多”的问题:解这类题必须十分重视“至少” 与“最多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法或 间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思 维,用间接法处理.
【例3】要从12人中选出5人去参加一项活动. (1)A,B,C三人必须入选有多少种不同选法?
(2)A,B,C三人都不能入选有多少种不同选法?
=36种选法.
(2)由A,B,C三人都不能入选只需从余下9人中选择5人,即有
4 =126种选法. C5 = C 9 9
(3)可分两步,先从A,B,C三人中选出1人,有 C1 种选法,再从 3
4 4 余下的9人中选4人,有C9 种选法,所以共有 C1 =378种选法. C 3 9
5 种,再减去A,B,C三 (4)可考虑间接法,从12人中选5人共有C12 5 人都不入选的情况C5 种,共有 C12 =666种选法. -C5 9 9 5 种,再减去A,B,C三 (5)可考虑间接法,从12人中选5人共有C12 2 5 2 =756种选法. 人都入选的情况有C9 种,所以共有 C12 -C9
3.排列问题与组合问题的区别 区分某一问题是排列问题还是组合问题,关键是看所选的元素 与顺序是否有关,若交换某两个元素的位置对结果产生影响, 排列 问题,否则是______ 组合 问题. 则是______
【即时应用】 (1)由1,2,3,4,5这五个数字组成的没有重复数字的三位数 中,三位数字之和为奇数的共有______个.(用数字作答)
(5)(插空法)男生不相邻,而女生不作要求,所以应先排女生,
有A4 种方法,再在女生之间及首尾空出的5个空位中任选3个空 4
4 3 =1 440种. 位排男生,有A3 种方法,故共有 A A 5 4 5
(6)把甲、乙及中间3人看作一个整体,第一步先排甲、乙两人 有A 2 种方法,再从剩下的5人中选3人排到中间,有A3 种方法, 2 5 最后把甲、乙及中间3人看作一个整体,与剩余2人全排列,有
(4)插空法:不相邻问题插空处理的方法,即先考虑不受限制的
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)分排问题直排处理的方法; (6)“小集团”排列问题中先集体后局部的处理方法; (7)定序问题除法处理的方法,即可以先不考虑顺序限制,排列 后再除以定序元素的全排列.
【例2】有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,求不同的排 列方法总数.
(3)A,B,C三人只有一人入选有多少种不同选法?
(4)A,B,C三人至少一人入选有多少种不同选法?
(5)A,B,C三人至多二人入选有多少种不同选法?
【解题指南】(1)(2)是“在”与“不在”的问题,采用“直接 法”; (3)可分两步;(4)(5)是“至少”、“至多”型问题,
采用“间接法” .
2 【规范解答】(1)只需从A,B,C之外的9人中选择2人,即有C9
答案:(1)24
(2)1 260
(3)20
排列数、组合数公式的应用 【方法点睛】
排列数、组合数公式的特点及适用范围
(1)排列数公式右边第一个因数为n,后面每个因数都比它前面
那个因数少1,最后一个因数是n-m+1,共m个因数.公式
Am n n! 主要用于含有字母的排列数的式子的变形与论 n m !
况,故不同的选派方案种数为
3 2 2 =2×4+1×6=14. C1 ・ C C ・ C 2 4 2 4 4 种选法,4名都是男生的选法 方法二:从4男2女中选4人共有C6 4 有C4 种,故至少有1名女生的选派方案种数为 C6 =15-1=14. C4 4 4
答案:(1)7或9
(2)98
(3)14
m m n m m m1 C ① C0 =__; ② =_____; ③ =_____. C C 1 C C n 1 n n n n n
【即时应用】 (1)若 C2x7 Cx , 则x=______.
20 20
(2)某校开设10门课程供学生选修,其中A、B、C三门课程由于
上课时间相同,所以至多只能选一门.学校规定,每位同学选 修三门,则每位同学不同的选修方案种数是______. (3)某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务, 如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为______.
【解析】由排列数公式的特征,下标是“连乘数”最大数x-m,
上标是“连乘数”的个数,即(x-m)-(x-19)+1=20-m.
m 答案: A20 x m
(3)从4名男生和3名女生中选出3人,分别从事三项不同的工作, 若这3人中至少有1名女生,则选派方案共有______种. 【解析】从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派
(1)选其中5人排成一排;
(2)排成前后两排,前排3人,后排4人;
(3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾;
(4)全体排成一排,女生必须相邻; (5)全体排成一排,男生互不相邻; (6)全体排成一排,甲、乙两人中间恰好有3人.
【解题指南】(1)无限制条件的排列问题直接应用公式; (2)先 排前排再排后排;(3)“在”与“不在”的问题,采用“优先 法”;(4)(5)(6)“邻”与“不邻”的问题,采用“捆绑法”或 “插空法”.
【规范解答】(1)从7个人中选5个人来排列,有
=7×6×5×4×3=2 520种. A5 7
(2)分两步完成,先选3人排在前排,有A3 种方法,余下4人排在 7
3 4 =5 040种.事实上,本小题即 后排,有A 4 种方法,故共有 A A 4 7 4
为7人排成一排的全排列,无任何限制条件.
(3)(优先法) 方法一:甲为特殊元素.先排甲,有5种方法;其余6人有A6 种方 6
【解析】(1)由2x-7=x或2x-7+x=20,得x=7或x=9.
(2)分两类:第一类A、B、C三门课程都不选,有 C3 =35种方 7 案;第二类A、B、C三门课程中选一门,剩余7门课程中选两
2 =63种方案.故共有35+63=98种方案. 门,有 C1 3C7
(3)方法一:4人中至少有1名女生包括1女3男及2女2男两种情
3 =186(种). 方案共有 A3 7 A4
答案:186
(4)一条铁路原有m个车站,为了适应客运需求新增加了2个车
站,则客运车票增加了58种,那么原有车站______个.
2 【解析】根据题意得: =58,即(m+2)(m+1)-m(m-1)=58, A2 m 2 A m
即m=14.
答案:14
n r
【解题指南】(1)(2)利用排列数和组合数的公式及意义求解,
(3)中注意n的取值范围.
【规范解答】(1)选D.Crn
n! r! n r ! n 1! n n 1 Crn 1 . r r 1[ ! n 1 r 1] ! r
答案:4或7或11
【反思・感悟】1.在排列数、组合数计算过程中要注意阶乘的 运算及组合数性质的运用,注意含有排列数或组合数的方程都 是在某个正整数范围内求解.
x y 2.应注意Cn Cn x y或x+y=n两种情况.
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