组合数的两个性质Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】组合数的两个性质 作者:万连飞教学目的:1.使学生掌握组合数的两个性质及其证明方法,培养学生的逻辑思维能力; 2.使学生能利用组合数的性质进行计算,培养学生的计算能力。
教学过程:一、 复习提问:1.组合数公式的两种形式是什么:2.利用组合数的公式的第二种形式计算 ,根据学生的回答,教师板书如下:(1) 组合数公式:)!(!!!)1()1(m n m n m m n n n cpp c m nm mm n m n-=--⋅⋅⋅-==}(n,m ∈N,且m ≤N)二、新课讲授:1.通过具体的实例,丰富学生对性质1的感性认识,并加以证明,再讲它的应用。
(1) 利用组合数的公式,考察: c 911与c 211, c 710与c 310, c 67与c 17的关系,并能发现什么规律(可以逐个叫学生回答,板书)∵!21011!2!9!11911⨯==c ,又!21011211⨯=c , ∴c 911=c211;∵!38910!3!7!10710⨯⨯==c 又!38910310⨯⨯=c∴c c 310710=;∵!1!6!767=c 又!1717=c∴c 67=c17。
由不完全归纳可得:从n 个不同的元素中取出m 个元素的组合数,等于从n 个不同的元素中取出n-m 个元素的组合数。
即定理1:c mn =cmn n -,(n,m ∈N,且m ≤N)(2)定理1的证明。
要证明这个等式成立,即证明两个量相等。
那么,证明两个量相等有声么方法呢(指明学生回答)”。
我们知道,)!(!!m n m n cm n-=,!)!(!)]!([)!(!m m n n m n n m n n cm n n-=---=-显然,!)!(!m m n n -等于!)!(!m m n n -。
于是可得下面的证明。
证明:∵)!(!!m n m n cm n-=,又!)!(!)]!([)!(!m m n n m n n m n n cm n n-=---=-,∴c m n=c mn n-。
(3)性质1的另一种解释:从n 个不同的元素中取出m 个元素,并成一组,那么,剩下的n-m 个元素也成一组;反之,从n 个不同的元素中取出n-m 个元素并组成一组,那么剩下的m 个元素也成一组。
所以,它们的组合是一一对应的,故有从n 个不同的元素中取出m 个的组合数是c mn 等于从 n 个不同的元素中取出n-m 个元素的组合数cm n n-,即c mn=cm n n-。
(4)当2n m >时,利用这个公式,可是c mn 的计算简化。
如:3621892979979=⨯⨯===-c c c ,49502199100210098100=⨯⨯==c c 。
(5) 注意:当m=n 时,公式c m n =c mn n-变形为c c n nn 0=,又cn n=1,所以规定:c n 0=1即 0!=1(6)在这样的一组组合数:cn0,c n 1,c n 2……c n n 2-,c n n 1-,c nn中,性质1还说明了:与两端等距离的两个组合数相等。
如:c n=cn n,c n 1=c n n 1-,c n 2=c n n 2-,……。
2.用计算的方法验证下列各式成立,并加以证明。
(1)(1)用计算的方法考察组合数:c 35与c c 2434+,c58与c c 4757+的关系,你能由此发现什么规律吗(可指明学生回答,板书)∵1021452535=⨯⨯==c c106424142434=+=+=+C C c c∴c 35=c c 2434+∵563216783858=⨯⨯⨯⨯==c c563521321567216737274757=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+=+c c c c∴c58=c c 4757+规律:若n 、,m 是自然数,m ≤n ,则cc c m nm nm n 11-++=,(或cc c m n mn m n111---+=)定理2c c c m nmn mn 11-++= (n,m ∈N,且m ≤N)(2) 定理2的证明。
要证明这个等式,只要根据组合数的公式变形即可。
证明:∵)]!1([)!1(!)!(!!1---+-=+-m n m n m n m n cc m nmn)!1(!)1(!)!1(!!)1(!m n m m m n n m n m m n m n n -++-+=-++-+=c mn m n m n 1)!1(!)!1(+=-++=∴cm n 1+=c c m nm n 1-+(3)对于定理2,还可以这样解释:从1a , 2a ,….,1+n a 这n+1个不同的元素中取出m 个元素的组合数cmn 1+,这些组合可以分成两类:一类含1a ,一类不含1a 。
含1a 的组合是从2a ,….,1+n a 这n 个不同的元素中取出m-1个元素的组合数为cm n1-,不含1a 的组合是从2a ,….,1+n a 这n 个不同的元素中取出m 个元素的组合数为cm n。
再由加法原理,得:c c c m nmn mn 11-++=。
(3)定理2还说明了,把从n+1个不同的元素中取出m 个元素的组合数cmn 1+,等于从n 个不同的元素中取出m 个元素的组合数c mn与从n 个不同的元素中取出m-1个元素的组合数c m n 1-的和。
这体现了组合数的可分解性,或组合数的可加性。
二、 课堂练习: 1.计算c198200与c c299399+;2.求c c 2738-;3.利用定理2证明:c c c cc c m nmm mm m n mn mn 11321...++---=+++++证明:c c cmn m n m n1111-+-++=c c c c c c c m n mn mn mn m n m n m n 133211221+----+---+++=++=……c c c c c mmmm m n mn mn ++++++---=1321...又证:将原式左边的各项写成:c c c m n m n m n 1111+-+--=,c c c m n m n mn 12112+-+---=,c c c m n m n mn 12113+-+---=, ……c c c m m m m mm 11121+++++-=,cc m m m m11++=,将上述的等式两边相加,得:c c c cc c m nm m m m m n m n m n 11321...++---=+++++四、作业:认真阅读课文,重点掌握组合数的两个性质的证明和利用性质计算组合数的方法,并做下列练习: 1.求c c c c c 5545352515222++++2. 证明:c c c c c n m n nm n n n n n n n11121+++++++=+⋅⋅⋅+++3.书上。