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1、人教版 選修 2-3第一章計(jì)數(shù)原理1.11.21.3分類加法計(jì)數(shù)原理與分部乘法計(jì)數(shù)原理 探究與發(fā)現(xiàn) 子集的個(gè)數(shù)有多少 排列與組合探究與發(fā)現(xiàn) 組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì) 二項(xiàng)式定理小結(jié)第二章隨機(jī)變量及其分布2.12.22.32.4離散型隨機(jī)變量及其分布列二項(xiàng)分布及其應(yīng)用閱讀與思考 這樣的買彩票方式可行嗎?探究與發(fā)現(xiàn) 服從二項(xiàng)分布的隨機(jī)變量取何值時(shí)概率最大 離散型隨機(jī)變量的均值與方差正態(tài)分布信息技術(shù)應(yīng)用 ,對(duì)正態(tài)分布的影響小結(jié)第三章統(tǒng)計(jì)案例3.13.2回歸分析的基本思想及其初步應(yīng)用 獨(dú)立性檢驗(yàn)的基本思想及其初步應(yīng)用 實(shí)習(xí)作業(yè)小結(jié)N m n第一章 計(jì)數(shù)原理11 分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理第一課時(shí)1 分
2、類加法計(jì)數(shù)原理(1)提出問(wèn)題問(wèn)題 1.1:用一個(gè)大寫的英文字母或一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字給教室里的座位編號(hào),總共能夠編 出多少種不同的號(hào)碼?問(wèn)題 1.2:從甲地到乙地,可以乘火車,也可以乘汽車.如果一天中火車有 3 班,汽車有 2 班.那么一天中,乘坐這些交通工具從甲地到乙地共有多少種不同的走法?(2)發(fā)現(xiàn)新知分類加法計(jì)數(shù)原理 完成一件事有兩類不同方案,在第 1 類方案中有m種不同的方法,在第 2 類方案中有(3)知識(shí)應(yīng)用n種不同的方法 . 那么完成這件事共有種不同的方法 .例 1.在填寫高考志愿表時(shí),一名高中畢業(yè)生了解到,A,B 兩所大學(xué)各有一些自己感興趣 的強(qiáng)項(xiàng)專業(yè),具體情況如下:A 大學(xué) B 大學(xué)
3、生物學(xué) 數(shù)學(xué)化學(xué) 會(huì)計(jì)學(xué)醫(yī)學(xué) 信息技術(shù)學(xué)物理學(xué) 法學(xué)工程學(xué)如果這名同學(xué)只能選一個(gè)專業(yè),那么他共有多少種選擇呢?分析 :由于這名同學(xué)在 A , B 兩所大學(xué)中只能選擇一所,而且只能選擇一個(gè)專業(yè),又由 于兩所大學(xué)沒(méi)有共同的強(qiáng)項(xiàng)專業(yè),因此符合分類加法計(jì)數(shù)原理的條件解:這名同學(xué)可以選 擇 A , B 兩所大學(xué)中的一所在 A 大學(xué)中有 5 種專業(yè)選擇方法,在 B 大學(xué)中有 4 種專業(yè) 選擇方法又由于沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)專業(yè)是兩所大學(xué)共有的,因此根據(jù)分類加法計(jì)數(shù)原理,這名 同學(xué)可能的專業(yè)選擇共有 5+4=9(種).變式:若還有 C 大學(xué),其中強(qiáng)項(xiàng)專業(yè)為:新聞學(xué)、金融學(xué)、人力資源學(xué).那么,這名同學(xué) 可能的專業(yè)選擇共
4、有多少種?探究:如果完成一件事有三類不同方案,在第 1 類方案中有 m 種不同的方法,在第 2 類1方案中有 m 種不同的方法,在第 3 類方案中有 m 種不同的方法,那么完成這件事共有多少 2 3種不同的方法?如果完成一件事情有 n 類不同方案,在每一類中都有若干種不同方法,那么應(yīng)當(dāng)如何計(jì) 數(shù)呢?一般歸納:完成一件事情,有 n 類辦法,在第 1 類辦法中有 m 種不同的方法,在第 2 類辦法中有 m1種不同的方法在第 n 類辦法中有 m 種不同的方法.那么完成這件事共有nN m m m種不同的方法.1 2 n理解分類加法計(jì)數(shù)原理:2分類加法計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分類”問(wèn)題,完成一件事要分為若干類
5、,各類的方法相互1nN m n獨(dú)立,各類中的各種方法也相對(duì)獨(dú)立,用任何一類中的任何一種方法都可以單獨(dú)完成這件事. 例 2.一螞蟻沿著長(zhǎng)方體的棱,從的一個(gè)頂點(diǎn)爬到相對(duì)的另一個(gè)頂點(diǎn)的最近路線共有多少條?解:從總體上看,如,螞蟻從頂點(diǎn) A 爬到頂點(diǎn) C1 有三類方法,從局部上看每類又需兩步完成, 所以,第一類, m1 = 12 = 2 條 第二類, m2 = 12 = 2 條第三類, m3 = 12 = 2 條所以, 根據(jù)加法原理, 從頂點(diǎn) A 到頂點(diǎn) C1 最近路線共有 N = 2 + 2 + 2 = 6 (條)第二課時(shí)2 分步乘法計(jì)數(shù)原理(1)提出問(wèn)題問(wèn)題 2.1:用前 6 個(gè)大寫英文字母和 1
6、9 九個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字,以 A , A ,, B , B ,的1 2 1 2方式給教室里的座位編號(hào),總共能編出多少個(gè)不同的號(hào)碼?用列舉法可以列出所有可能的號(hào)碼:我們還可以這樣來(lái)思考:由于前 6 個(gè)英文字母中的任意一個(gè)都能與 9 個(gè)數(shù)字中的任何 一個(gè)組成一個(gè)號(hào)碼,而且它們各不相同,因此共有 69 = 54 個(gè)不同的號(hào)碼(2)發(fā)現(xiàn)新知分步乘法計(jì)數(shù)原理 完成一件事有兩類不同方案,在第 1 類方案中有 在第 2 類方案中有 種不同的方法 . 那么完成這件事共有(3)知識(shí)應(yīng)用m種不同的方法, 種不同的方法 .例 1.設(shè)某班有男生 30 名,女生 24 名. 現(xiàn)要從中選出男、女生各一名代表班級(jí)參加比賽, 共有
7、多少種不同的選法?分析 :選出一組參賽代表,可以分兩個(gè)步驟第 l 步選男生第 2 步選女生解:第 1 步,從 30 名男生中選出 1 人,有 30 種不同選擇;第 2 步,從 24 名女生中選出 1 人,有 24 種不同選擇根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,共有 3024 =720 種不同的選法一般歸納:完成一件事情,需要分成 n 個(gè)步驟,做第 1 步有 m 種不同的方法,做第 2 步有 m 種不同1 2的方法做第 n 步有 m 種不同的方法.那么完成這件事共有 N m m m種不同的n 1 2 n方法.理解分步乘法計(jì)數(shù)原理:分步計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分步”問(wèn)題,完成一件事要分為若干步,各個(gè)步驟相互依存, 完
8、成任何其中的一步都不能完成該件事,只有當(dāng)各個(gè)步驟都完成后,才算完成這件事. 3理解分類加法計(jì)數(shù)原理與分步乘法計(jì)數(shù)原理異同點(diǎn)2相同點(diǎn):都是完成一件事的不同方法種數(shù)的問(wèn)題不同點(diǎn):分類加法計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分類”問(wèn)題,完成一件事要分為若干類,各類的方 法相互獨(dú)立,各類中的各種方法也相對(duì)獨(dú)立,用任何一類中的任何一種方法都可以單獨(dú)完成 這件事,是獨(dú)立完成;而分步乘法計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分步”問(wèn)題,完成一件事要分為若干 步,各個(gè)步驟相互依存,完成任何其中的一步都不能完成該件事,只有當(dāng)各個(gè)步驟都完成后, 才算完成這件事,是合作完成.例 2 .如圖,要給地圖 A、B、C、D 四個(gè)區(qū)域分別涂上 3 種不同顏色中的
9、某一種,允許同一種 顏色使用多次,但相鄰區(qū)域必須涂不同的顏色,不同的涂色方案有多少種?解: 按地圖 A、B、C、D 四個(gè)區(qū)域依次分四步完成,第一步, m1 = 3 種, 第三步, m3 = 1 種,第二步, m2 = 2 種, 第四步, m4 = 1 種,所以根據(jù)乘法原理, 得到不同的涂色方案種數(shù)共有 N = 3 2 11 = 6第三課時(shí)3 綜合應(yīng)用例 1. 書架的第 1 層放有 4 本不同的計(jì)算機(jī)書,第 2 層放有 3 本不同的文藝書,第 3 層 放 2 本不同的體育書.從書架上任取 1 本書,有多少種不同的取法?從書架的第 1、2、3 層各取 1 本書,有多少種不同的取法?從書架上任取兩本
10、不同學(xué)科的書,有多少種不同的取法?【分析】要完成的事是“取一本書”,由于不論取書架的哪一層的書都可以完成了這件事,因此是分 類問(wèn)題,應(yīng)用分類計(jì)數(shù)原理.要完成的事是“從書架的第 1、2、3 層中各取一本書”,由于取一層中的一本書都只完成了 這件事的一部分,只有第 1、2、3 層都取后,才能完成這件事,因此是分步問(wèn)題,應(yīng)用分步 計(jì)數(shù)原理.要完成的事是“取 2 本不同學(xué)科的書”,先要考慮的是取哪兩個(gè)學(xué)科的書,如取計(jì)算機(jī) 和文藝書各 1 本,再要考慮取 1 本計(jì)算機(jī)書或取 1 本文藝書都只完成了這件事的一部分,應(yīng)用分步計(jì)數(shù)原理,上述每一種選法都完成后,這件事才能完成,因此這些 選法的種數(shù)之間還應(yīng)運(yùn)用分
11、類計(jì)數(shù)原理.解: (1) 從書架上任取 1 本書,有 3 類方法:第 1 類方法是從第 1 層取 1 本計(jì)算機(jī)書, 有 4 種方法;第 2 類方法是從第 2 層取 1 本文藝書,有 3 種方法;第 3 類方法是從第 3 層 取 1 本體育書,有 2 種方法根據(jù)分類加法計(jì)數(shù)原理,不同取法的種數(shù)是N m m m =4+3+2=9;1 2 3( 2 )從書架的第 1 , 2 , 3 層各取 1 本書,可以分成 3 個(gè)步驟完成:第 1 步從第 1 層 取 1 本計(jì)算機(jī)書,有 4 種方法;第 2 步從第 2 層取 1 本文藝書,有 3 種方法;第 3 步 從第 3 層取 1 本體育書,有 2 種方法根據(jù)
12、分步乘法計(jì)數(shù)原理,不同取法的種數(shù)是N m m m =432=24 .1 2 3(3) N 4 3 4 2 3 2 26 。3例 2. 要從甲、乙、丙 3 幅不同的畫中選出 2 幅,分別掛在左、右兩邊墻上的指定位置, 問(wèn)共有多少種不同的掛法?解:從 3 幅畫中選出 2 幅分別掛在左、右兩邊墻上,可以分兩個(gè)步驟完成:第 1 步, 從 3 幅畫中選 1 幅掛在左邊墻上,有 3 種選法;第 2 步,從剩下的 2 幅畫中選 1 幅掛 在右邊墻上,有 2 種選法根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,不同掛法的種數(shù)是N=32=6 .6 種掛法可以表示如下:分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理,回答的都是有關(guān)做一件事的不同方法
13、的種數(shù)問(wèn) 題區(qū)別在于:分類加法計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分類”問(wèn)題,其中各種方法相互獨(dú)立,用其中 任何一種方法都可以做完這件事,分步乘法計(jì)數(shù)原理針對(duì)的是“分步”問(wèn)題,各個(gè)步驟中的 方法互相依存,只有各個(gè)步驟都完成才算做完這件事例 3.隨著人們生活水平的提高,某城市家庭汽車擁有量迅速增長(zhǎng),汽車牌照號(hào)碼需交通 管理部門出臺(tái)了一種汽車牌照組成辦法,每一個(gè)汽車牌照都必須有 3 個(gè)不重復(fù)的英文字母和 3 個(gè)不重復(fù)的阿拉伯?dāng)?shù)字,并且 3 個(gè)字母必須合成一組出現(xiàn),3 個(gè)數(shù)字也必須合成一組出 現(xiàn)那么這種辦法共能給多少輛汽車上牌照?分析:按照新規(guī)定,牌照可以分為 2 類,即字母組合在左和字母組合在右確定一個(gè)牌照的 字母
14、和數(shù)字可以分 6 個(gè)步驟解:將汽車牌照分為 2 類,一類的字母組合在左,另一類的字母組合在右字母組合在左時(shí), 分 6 個(gè)步驟確定一個(gè)牌照的字母和數(shù)字:第 1 步,從 26 個(gè)字母中選 1 個(gè),放在首位,有 26 種選法;第 2 步,從剩下的 25 個(gè)字母中選 1 個(gè),放在第 2 位,有 25 種選法;第 3 步,從剩下的 24 個(gè)字母中選 1 個(gè),放在第 3 位,有 24 種選法;第 4 步,從 10 個(gè)數(shù)字中選 1 個(gè),放在第 4 位,有 10 種選法;第 5 步,從剩下的 9 個(gè)數(shù)字中選 1 個(gè),放在第 5 位,有 9 種選法;第 6 步,從剩下的 8 個(gè)字母中選 1 個(gè),放在第 6 位,
15、有 8 種選法根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,字母組合在左的牌照共有 26 25241098=11 232 000 (個(gè)) .同理,字母組合在右的牌照也有 11232 000 個(gè)所以,共能給11232 000 + 11232 000 = 22464 000(個(gè)) .輛汽車上牌照用兩個(gè)計(jì)數(shù)原理解決計(jì)數(shù)問(wèn)題時(shí),最重要的是在開(kāi)始計(jì)算之前要進(jìn)行仔細(xì)分析 需要 分類還是需要分步分類要做到“不重不漏”分類后再分別對(duì)每一類進(jìn)行計(jì)數(shù),最后用分類 加法計(jì)數(shù)原理求和,得到總數(shù)分步要做到“步驟完整” 完成了所有步驟,恰好完成任 務(wù),當(dāng)然步與步之間要相互獨(dú)立分步后再計(jì)算每一步的方法數(shù),最后根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原 理,把完成每一步的
16、方法數(shù)相乘,得到總數(shù)練習(xí)1乘積( a a a )(b b b )( c c c c c ) 展開(kāi)后共有多少項(xiàng)?1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 52某電話局管轄范圍內(nèi)的電話號(hào)碼由八位數(shù)字組成,其中前四位的數(shù)字是不變的,后四4位數(shù)字都是。到 9 之間的一個(gè)數(shù)字,那么這個(gè)電話局不同的電話號(hào)碼最多有多少個(gè)? 3從 5 名同學(xué)中選出正、副組長(zhǎng)各 1 名,有多少種不同的選法?4某商場(chǎng)有 6 個(gè)門,如果某人從其中的任意一個(gè)門進(jìn)人商場(chǎng),并且要求從其他的門出 去,共有多少種不同的進(jìn)出商場(chǎng)的方式?第四課時(shí)例 1.給程序模塊命名,需要用 3 個(gè)字符,其中首字符要求用字母 AG 或 UZ , 后兩 個(gè)要求用數(shù)
17、字 19問(wèn)最多可以給多少個(gè)程序命名?分析:要給一個(gè)程序模塊命名,可以分三個(gè)步驟:第 1 步,選首字符;第 2 步,選中間 字符;第 3 步,選最后一個(gè)字符而首字符又可以分為兩類解:先計(jì)算首字符的選法由分類加法計(jì)數(shù)原理,首字符共有 7 + 6 = 13 種選法 再計(jì)算可能的不同程序名稱由分步乘法計(jì)數(shù)原理,最多可以有 1399 = = 1053個(gè)不同的名稱,即最多可以給 1053 個(gè)程序命名例 2. 核糖核酸(RNA)分子是在生物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)成分一個(gè) RNA 分子是一個(gè)有著 數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)位置的長(zhǎng)鏈,長(zhǎng)鏈中每一個(gè)位置上都由一種稱為堿基的化學(xué)成分所占據(jù) 總共有 4 種不同的堿基,分別用 A,C
18、,G,U 表示在一個(gè) RNA 分子中,各種堿基能夠以任意 次序出現(xiàn),所以在任意一個(gè)位置上的堿基與其他位置上的堿基無(wú)關(guān)假設(shè)有一類 RNA 分子由 100 個(gè)堿基組成,那么能有多少種不同的 RNA 分子?分析:用圖 1. 1 一 2 來(lái)表示由 100 個(gè)堿基組成的長(zhǎng)鏈,這時(shí)我們共有 100 個(gè)位置,每個(gè) 位置都可以從 A , C , G , U 中任選一個(gè)來(lái)占據(jù)解:100 個(gè)堿基組成的長(zhǎng)鏈共有 100 個(gè)位置,如圖 1 . 1 一 2 所示從左到右依次在每 一個(gè)位置中,從 A , C , G , U 中任選一個(gè)填人,每個(gè)位置有 4 種填充方法根據(jù)分步乘 法計(jì)數(shù)原理,長(zhǎng)度為 100 的所有可能的不同
19、 RNA 分子數(shù)目有4 4 44100(個(gè))100例 3.電子元件很容易實(shí)現(xiàn)電路的通與斷、電位的高與低等兩種狀態(tài),而這也是最容易控 制的兩種狀態(tài)因此計(jì)算機(jī)內(nèi)部就采用了每一位只有 O 或 1 兩種數(shù)字的記數(shù)法,即二進(jìn) 制為了使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別字符,需要對(duì)字符進(jìn)行編碼,每個(gè)字符可以用一個(gè)或多個(gè)字節(jié)來(lái) 表示,其中字節(jié)是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小計(jì)量單位,每個(gè)字節(jié)由 8 個(gè)二進(jìn)制位構(gòu)成問(wèn):(1)一個(gè)字節(jié)( 8 位)最多可以表示多少個(gè)不同的字符?(2)計(jì)算機(jī)漢字國(guó)標(biāo)碼(GB 碼)包含了 6 763 個(gè)漢字,一個(gè)漢字為一個(gè)字符,要對(duì)這 些漢字進(jìn)行編碼,每個(gè)漢字至少要用多少個(gè)字節(jié)表示?分析 :由于每個(gè)字節(jié)有 8
20、個(gè)二進(jìn)制位,每一位上的值都有 0,1 兩種選擇,而且不同的 順序代表不同的字符,因此可以用分步乘法計(jì)數(shù)原理求解本題5解:(1)用圖 1.1 一 3 來(lái)表示一個(gè)字節(jié)圖 1 . 1 一 3一個(gè)字節(jié)共有 8 位,每位上有 2 種選擇根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,一個(gè)字節(jié)最多可以表示 22222222= 28=256 個(gè)不同的字符;( 2)由( 1 )知,用一個(gè)字節(jié)所能表示的不同字符不夠 6 763 個(gè),我們就考慮用 2 個(gè) 字節(jié)能夠表示多少個(gè)字符前一個(gè)字節(jié)有 256 種不同的表示方法,后一個(gè)字節(jié)也有 256 種 表示方法根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,2 個(gè)字節(jié)可以表示 256256 = 65536個(gè)不同的字符,這已
21、經(jīng)大于漢字國(guó)標(biāo)碼包含的漢字個(gè)數(shù) 6 763所以要表示這些漢字,每個(gè) 漢字至少要用 2 個(gè)字節(jié)表示例 4.計(jì)算機(jī)編程人員在編寫好程序以后需要對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試程序員需要知道到底有多 少條執(zhí)行路徑(即程序從開(kāi)始到結(jié)束的路線),以便知道需要提供多少個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)一般地, 一個(gè)程序模塊由許多子模塊組成如圖 1.1 一 4,它是一個(gè)具有許多執(zhí)行路徑的程序模塊問(wèn): 這個(gè)程序模塊有多少條執(zhí)行路徑?另外,為了減少測(cè)試時(shí)間,程序員需要設(shè)法減少測(cè)試次數(shù)你能幫助程序員設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試 方法,以減少測(cè)試次數(shù)嗎?圖 1.1 一 4分析:整個(gè)模塊的任意一條執(zhí)行路徑都分兩步完成:第 1 步是從開(kāi)始執(zhí)行到 A 點(diǎn);第 2 步是從 A 點(diǎn)
22、執(zhí)行到結(jié)束而第 1 步可由子模塊 1 或子模塊 2 或子模塊 3 來(lái)完成;第 2 步 可由子模塊 4 或子模塊 5 來(lái)完成因此,分析一條指令在整個(gè)模塊的執(zhí)行路徑需要用到兩 個(gè)計(jì)數(shù)原理解:由分類加法計(jì)數(shù)原理,子模塊 1 或子模塊 2 或子模塊 3 中的子路徑共有 18 + 45 + 28 = 91 (條) ;子模塊 4 或子模塊 5 中的子路徑共有 38 + 43 = 81 (條) .又由分步乘法計(jì)數(shù)原理,整個(gè)模塊的執(zhí)行路徑共有 9181 = 7 371(條).6在實(shí)際測(cè)試中,程序員總是把每一個(gè)子模塊看成一個(gè)黑箱,即通過(guò)只考察是否執(zhí)行了正 確的子模塊的方式來(lái)測(cè)試整個(gè)模塊這樣,他可以先分別單獨(dú)測(cè)試
23、 5 個(gè)模塊,以考察每個(gè)子 模塊的工作是否正常總共需要的測(cè)試次數(shù)為18 + 45 + 28 + 38 + 43 =172.再測(cè)試各個(gè)模塊之間的信息交流是否正常,只需要測(cè)試程序第 1 步中的各個(gè)子模塊和第 2 步中的各個(gè)子模塊之間的信息交流是否正常,需要的測(cè)試次數(shù)為 32=6 .如果每個(gè)子模塊都工作正常,并且各個(gè)子模塊之間的信息交流也正常,那么整個(gè)程序模 塊就工作正常這樣,測(cè)試整個(gè)模塊的次數(shù)就變?yōu)?172 + 6=178(次).顯然,178 與 7371 的差距是非常大的鞏固練習(xí):如圖,從甲地到乙地有 2 條路可通,從乙地到丙地有 3 條路可通;從甲地到丁地有 4 條路 可通, 從丁地到丙地有
24、2 條路可通。從甲地到丙地共有多少種不同的走法?書架上放有 3 本不同的數(shù)學(xué)書,5 本不同的語(yǔ)文書,6 本不同的英語(yǔ)書若從這些書中任取一本,有多少種不同的取法?若從這些書中,取數(shù)學(xué)書、語(yǔ)文書、英語(yǔ)書各一本,有多少種不同的取法?若從這些書中取不同的科目的書兩本,有多少種不同的取法?3. 如圖一,要給 , , , 四塊區(qū)域分別涂上五種顏色中的某一種 ,允許同一種顏色使用 多次,但相鄰區(qū)域必須涂不同顏色,則不同涂色方法種數(shù)為()A. 180 B. 160 C. 96 D. 60圖一若變?yōu)閳D二,圖三呢?圖二圖三5.五名學(xué)生報(bào)名參加四項(xiàng)體育比賽,每人限報(bào)一項(xiàng),報(bào)名方法的種數(shù)為多少?又他們爭(zhēng) 奪這四項(xiàng)比賽
25、的冠軍,獲得冠軍的可能性有多少種?6(2007 年重慶卷)若三個(gè)平面兩兩相交,且三條交線互相平行,則這三個(gè)平面把空間 分成( C )A5 部分 B.6 部分 C.7 部分 D.8 部分【注意】運(yùn)用分類加法計(jì)數(shù)原理與分步乘法計(jì)數(shù)原理的注意點(diǎn):分類加法計(jì)數(shù)原理:首先確定分類標(biāo)準(zhǔn),其次滿足:完成這件事的任何一種方法必屬于某一 類,并且分別屬于不同的兩類的方法都是不同的方法,即不重不漏.分步乘法計(jì)數(shù)原理:首先確定分步標(biāo)準(zhǔn),其次滿足:必須并且只需連續(xù)完成這 n 個(gè)步驟, 這件事才算完成.分配問(wèn)題把一些元素分給另一些元素來(lái)接受這是排列組合應(yīng)用問(wèn)題中難度較大的一類問(wèn)題因 為這涉及到兩類元素:被分配元素和接受
26、單位而我們所學(xué)的排列組合是對(duì)一類元素做排列 或進(jìn)行組合的,于是遇到這類問(wèn)題便手足無(wú)措了事實(shí)上,任何排列問(wèn)題都可以看作面對(duì)兩類元素例如,把 10 個(gè)全排列,可以理解為在 10 個(gè)人旁邊,有序號(hào)為 1,2,10 的 10 把椅子,每把椅子坐一個(gè)人,那么有多少種坐 法?這樣就出現(xiàn)了兩類元素,一類是人,一類是椅子。于是對(duì)眼花繚亂的常見(jiàn)分配問(wèn)題,可 歸結(jié)為以下小的“方法結(jié)構(gòu)”:7.每個(gè)“接受單位”至多接受一個(gè)被分配元素的問(wèn)題方法是 Am,這里 n m .其中 m 是“接n受單位”的個(gè)數(shù)。至于誰(shuí)是“接受單位”,不要管它在生活中原來(lái)的意義,只要n m .個(gè)數(shù)為m 的一個(gè)元素就是“接受單位”,于是,方法還可以
27、簡(jiǎn)化為A少.這里的“多”只要 “少”.多.被分配元素和接受單位的每個(gè)成員都有“歸宿”,并且不限制一對(duì)一的分配問(wèn)題,方法是分組問(wèn)題的計(jì)算公式乘以 Ak.k121 排列第一課時(shí)一、講解新課:1 問(wèn)題:?jiǎn)栴} 1從甲、乙、丙 3 名同學(xué)中選取 2 名同學(xué)參加某一天的一項(xiàng)活動(dòng),其中一名同學(xué)參 加上午的活動(dòng),一名同學(xué)參加下午的活動(dòng),有多少種不同的方法?分析:這個(gè)問(wèn)題就是從甲、乙、丙 3 名同學(xué)中每次選取 2 名同學(xué),按照參加上午的活動(dòng) 在前,參加下午活動(dòng)在后的順序排列,一共有多少種不同的排法的問(wèn)題,共有 6 種不同的排 法:甲乙 甲丙 乙甲 乙丙 丙甲 丙乙,其中被取的對(duì)象叫做元素解決這一問(wèn)題可分兩個(gè)步驟
28、:第 1 步,確定參加上午活動(dòng)的同學(xué),從 3 人中任選 1 人, 有 3 種方法;第 2 步,確定參加下午活動(dòng)的同學(xué),當(dāng)參加上午活動(dòng)的同學(xué)確定后,參加下 午活動(dòng)的同學(xué)只能從余下的 2 人中去選,于是有 2 種方法根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,在 3 名 同學(xué)中選出 2 名,按照參加上午活動(dòng)在前,參加下午活動(dòng)在后的順序排列的不同方法共有 3 2=6 種,如圖 1.2 一 1 所示把上面問(wèn)題中被取的對(duì)象叫做元素,于是問(wèn)題可敘述為:從 3 個(gè)不同的元素 a , b ,。 中任取 2 個(gè),然后按照一定的順序排成一列,一共有多少種不同的排列方法?所有不同的排 列是 ab,ac,ba,bc,ca, cb,共有 3
29、2=6 種問(wèn)題 2從 1,2,3,4 這 4 個(gè)數(shù)字中,每次取出 3 個(gè)排成一個(gè)三位數(shù),共可得到多少個(gè)不 同的三位數(shù)?分析 :解決這個(gè)問(wèn)題分三個(gè)步驟:第一步先確定左邊的數(shù),在 4 個(gè)字母中任取 1 個(gè),有 4 種方法;第二步確定中間的數(shù),從余下的 3 個(gè)數(shù)中取,有 3 種方法;第三步確定右邊的數(shù), 從余下的 2 個(gè)數(shù)中取,有 2 種方法由分步計(jì)數(shù)原理共有:432=24 種不同的方法,用樹(shù)型圖排出,并寫出所有的排列由 此可寫出所有的排法顯然,從 4 個(gè)數(shù)字中,每次取出 3 個(gè),按“百”“十”“個(gè)”位的順序排成一列,就得 到一個(gè)三位數(shù)因此有多少種不同的排列方法就有多少個(gè)不同的三位數(shù)可以分三個(gè)步驟來(lái)
30、 解決這個(gè)問(wèn)題:第 1 步,確定百位上的數(shù)字,在 1 , 2 , 3 , 4 這 4 個(gè)數(shù)字中任取 1 個(gè),有 4 種方 法;8第 2 步,確定十位上的數(shù)字,當(dāng)百位上的數(shù)字確定后,十位上的數(shù)字只能從余下的 3 個(gè) 數(shù)字中去取,有 3 種方法;第 3 步,確定個(gè)位上的數(shù)字,當(dāng)百位、十位上的數(shù)字確定后,個(gè)位的數(shù)字只能從余下的 2 個(gè)數(shù)字中去取,有 2 種方法根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,從 1 , 2 , 3 , 4 這 4 個(gè)不同的數(shù)字中,每次取出 3 個(gè)數(shù)字, 按“百”“十”“個(gè)”位的順序排成一列,共有432=24種不同的排法, 因而共可得到 24 個(gè)不同的三位數(shù),如圖 1. 2 一 2 所示由此可寫
31、出所有的三位數(shù):123,124, 132, 134, 142, 143, 213,214, 231, 234, 241, 243,312,314, 321, 324, 341, 342, 412,413, 421, 423, 431, 432 。同樣,問(wèn)題 2 可以歸結(jié)為:從 4 個(gè)不同的元素 a, b, c,d 中任取 3 個(gè),然后按照一定的順序排成一列,共有多少 種不同的排列方法?所有不同排列是abc, abd, acb, acd, adb, adc, bac, bad, bca, bcd, bda, bdc,cab, cad, cba, cbd, cda, cdb, dab, dac,
32、dba, dbc, dca, dcb.共有 432=24 種.樹(shù)形圖如下a b 2排列的概念:從 n 個(gè)不同元素中,任取 m ( m n )個(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順 序排成一列,叫做從 n 個(gè)不同元素中取出 m 個(gè)元素的一個(gè)排列說(shuō)明:(1)排列的定義包括兩個(gè)方面:取出元素,按一定的順序排列;(2)兩個(gè)排列相同的條件:元素完全相同,元素的排列順序也相同3排列數(shù)的定義:從 n 個(gè)不同元素中,任取 m ( m n )個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從 n 個(gè)元素中取出 m 元素 的排列數(shù) ,用符號(hào) A m 表示 注意區(qū)別排列和排列數(shù)的不同:“一個(gè)排列”是指:從 n 個(gè)不同元n素中,任取
33、 m 個(gè)元素按照一定的順序排成一列,不是數(shù);“排列數(shù)”是指從 n 個(gè)不同元素中,任取 m ( m n )個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),是一個(gè)數(shù) 所以符號(hào) A m 只表示排列數(shù),而不表示n具體的排列4排列數(shù)公式及其推導(dǎo):9n由 A2n的意義:假定有排好順序的 2 個(gè)空位,從 n 個(gè)元素 a , a12,a 中任取 2 個(gè)元素去填空, n一個(gè)空位填一個(gè)元素,每一種填法就得到一個(gè)排列,反過(guò)來(lái),任一個(gè)排列總可以由這樣的一 種填法得到,因此,所有不同的填法的種數(shù)就是排列數(shù) A 2 由分步計(jì)數(shù)原理完成上述填空共n有 n ( n 1) 種填法, A2 = n(n 1)n由此,求 A3 n可以按依次填 3 個(gè)空位來(lái)
34、考慮, A3n= n( n 1)(n 2) ,求 Amn以按依次填 m 個(gè)空位來(lái)考慮 A mnn ( n 1)(n 2)( n m 1) ,排列數(shù)公式:A m n ( n 1)(n 2) ( n m 1) n( m, n N,m n )說(shuō)明:(1)公式特征:第一個(gè)因數(shù)是 n ,后面每一個(gè)因數(shù)比它前面一個(gè) 少 1,最后一個(gè)因數(shù)是 n m 1 ,共有 m 個(gè)因數(shù);(2)全排列:當(dāng) n m 時(shí)即 n個(gè)不同元素全部取出的一個(gè)排列全排列數(shù): A nnn ( n 1)(n 2)2 1n! (叫做 n 的階乘)另外,我們規(guī)定 0! =1 .例 1用計(jì)算器計(jì)算: (1) A4 ; (2) A5 ; (3) A
35、18 A1310 18 18 13解:用計(jì)算器可得:.由( 2 ) ( 3 )我們看到, A5 A18 A13 那么,這個(gè)結(jié)果有沒(méi)有一般性呢?即18 18 13An n !Am n .An m ( n m )!n m排列數(shù)的另一個(gè)計(jì)算公式:A mnn ( n 1)(n 2) ( n m 1)n(n 1)(n 2) ( n m 1)(n m ) 3 21 n ! An = n( n m )( n m 1) 3 21 ( n m )! An mn m.即n!Am =n( n m )!例 2解方程:3 A3 2 A2x x 16 A 2 x10n解:由排列數(shù)公式得: 3x ( x 1)(x 2) 2
36、( x 1)x 6 x ( x 1) , x 3 , 3( x 1)(x 2) 2( x 1) 6( x 1) ,即 3 x217 x 10 0 ,解得 x 5 或 x , x 3 ,且 x N ,原方程的解為 x 5 例 3解不等式: A x 6 A x 2999! 9!解:原不等式即,6 (9 x )! (11x )! 1 6也就是 (9 x )! (11x ) (10 x ) (9 x )!,化簡(jiǎn)得: x221x 104 0 ,解得 x 8 或 x 13 ,又 2 x 9 ,且 x N , 所以,原不等式的解集為 2,3,4,5,6,7 例 4求證:(1) An A m Anmn n n
37、 m;(2)(2 n)! 2n n!1 35(2 n 1) 證明:(1) Am Anmn n mn! ( n m )!( n m )! n ! An ,原式成立n(2)(2 n)! 2n (2n 1) (2n 2) 2n n! 2n n!4 3212nn (n 1)2 1(2n1)(2n 3) 2n n!3 1n!13 (2 n 3)(2n 1)n!1 35(2 n 1) 右邊原式成立說(shuō)明:(1)解含排列數(shù)的方程和不等式時(shí)要注意排列數(shù) A m 中, m, n N 且 m n 這些限n制條件,要注意含排列數(shù)的方程和不等式中未知數(shù)的取值范圍;( 2 )公式 A mnn( n 1)( n 2)(n
38、m 1)常用來(lái)求值,特別是 m, n 均為已知時(shí),公式n!Am = ,常用來(lái)證明或化簡(jiǎn) (n m)!1 2 3例 5化簡(jiǎn): 2! 3! 4!n 1 ; 1 1!2 2!3 3! n!n n !解:原式 1!1 1 1 1 1 2! 2! 3! 3! 4!1 1 1 1 ( n 1)! n! n!提示:由 n1!n1n!nn!n!,得nn! n1!n!,11原式 n1!1說(shuō)明:n 1 1 1 n! ( n 1)! n !第二課時(shí)例 1(課本例 2)某年全國(guó)足球甲級(jí)(A 組)聯(lián)賽共有 14 個(gè)隊(duì)參加,每隊(duì)要與其余各隊(duì) 在主、客場(chǎng)分別比賽一次,共進(jìn)行多少場(chǎng)比賽?解:任意兩隊(duì)間進(jìn)行 1 次主場(chǎng)比賽與
39、1 次客場(chǎng)比賽,對(duì)應(yīng)于從 14 個(gè)元素中任取 2 個(gè)元素的一個(gè)排列因此,比賽的總場(chǎng)次是 A 214=1413=182.例 2(課本例 3)(1)從 5 本不同的書中選 3 本送給 3 名同學(xué),每人各 1 本,共有 多少種不同的送法?(2)從 5 種不同的書中買 3 本送給 3 名同學(xué),每人各 1 本,共有多少種不同的送法? 解:(1)從 5 本不同的書中選出 3 本分別送給 3 名同學(xué),對(duì)應(yīng)于從 5 個(gè)不同元素中任取 3個(gè)元素的一個(gè)排列,因此不同送法的種數(shù)是 A35=543=60.(2)由于有 5 種不同的書,送給每個(gè)同學(xué)的 1 本書都有 5 種不同的選購(gòu)方法,因此送給 3 名同學(xué)每人各 1
40、本書的不同方法種數(shù)是 555=125.例 8 中兩個(gè)問(wèn)題的區(qū)別在于: ( 1 )是從 5 本不同的書中選出 3 本分送 3 名同學(xué), 各人得到的書不同,屬于求排列數(shù)問(wèn)題;而( 2 )中,由于不同的人得到的書可能相同,因 此不符合使用排列數(shù)公式的條件,只能用分步乘法計(jì)數(shù)原理進(jìn)行計(jì)算例 3(課本例 4)用 0 到 9 這 10 個(gè)數(shù)字,可以組成多少個(gè)沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)?分 析:在本問(wèn)題的。到 9 這 10 個(gè)數(shù)字中,因?yàn)椤2荒芘旁诎傥簧?,而其他?shù)可以排在任意位 置上,因此。是一個(gè)特殊的元素一般的,我們可以從特殊元素的排列位置人手來(lái)考慮問(wèn)題解法 1 :由于在沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)中, 的數(shù)字不能是
41、O,因此可以分兩步完成排列第 1 百位上的數(shù)字,可以從 1 到 9 這九個(gè)數(shù)字中任選 1百位上步,排個(gè),有A19種選法;第 2 步,排十位和個(gè)位上的數(shù)字,可以從余下的 9 個(gè)數(shù)字中任選 2 個(gè),有 A 2 種選法(圖 1.295) 根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理,所求的三位數(shù)有一A19A29=998=648(個(gè)) .解法 2 :如圖 1.2 一 6 所示,符合條件的三位數(shù)可分成 3 類每一位數(shù)字都不是位數(shù) 有 A 母?jìng)€(gè),個(gè)位數(shù)字是 O 的三位數(shù)有揭個(gè),十位數(shù)字是 0 的三位數(shù)有揭個(gè)根據(jù)分類加法 計(jì)數(shù)原理,符合條件的三位數(shù)有A3 A 2 A 2 =648 個(gè)9 9 912解法 3 :從 0 到 9 這 1
42、0 個(gè)數(shù)字中任取 3 個(gè)數(shù)字的排列數(shù)為 A310,其中 O 在百位上的排列數(shù)是 A2 9,它們的差就是用這 10 個(gè)數(shù)字組成的沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)的個(gè)數(shù),即所求的三位數(shù)的個(gè)數(shù)是A3 - A 2 =1098-98=648.10 9對(duì)于例 9 這類計(jì)數(shù)問(wèn)題,可用適當(dāng)?shù)姆椒▽?wèn)題分解,而且思考的角度不同,就可以有 不同的解題方法解法 1 根據(jù)百位數(shù)字不能是。的要求,分步完成選 3 個(gè)數(shù)組成沒(méi)有重復(fù) 數(shù)字的三位數(shù)這件事,依據(jù)的是分步乘法計(jì)數(shù)原理;解法 2 以 O 是否出現(xiàn)以及出現(xiàn)的位置 為標(biāo)準(zhǔn),分類完成這件事情,依據(jù)的是分類加法計(jì)數(shù)原理;解法 3 是一種逆向思考方法:先 求出從 10 個(gè)不同數(shù)字中選
43、3 個(gè)不重復(fù)數(shù)字的排列數(shù),然后從中減去百位是。的排列數(shù)(即不 是三位數(shù)的個(gè)數(shù)),就得到?jīng)]有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)的個(gè)數(shù)從上述問(wèn)題的解答過(guò)程可以看到, 引進(jìn)排列的概念,以及推導(dǎo)求排列數(shù)的公式,可以更加簡(jiǎn)便、快捷地求解“從 n 個(gè)不同元素 中取出 m (mn)個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)”這類特殊的計(jì)數(shù)問(wèn)題1.1 節(jié)中的例 9 是否也是這類計(jì)數(shù)問(wèn)題?你能用排列的知識(shí)解決它嗎?四、課堂練習(xí) :1 若 x n!3!, 則 x ( ) ( A) A3n( B ) An 3n(C ) A n 3( D ) A3 n 32 與 A310A77不 等 的 是 ( ) ( A) A910( B ) 81 A88(C ) 1
44、0 A99( D ) A10103 若 A5 2 A3 ,則 m 的值為 ( ) ( A) 5 m m( D ) 7( B ) 3(C ) 62 A5 3 A64計(jì)算: 9 9!A6;( m 1)! An 1 (m n )!m 15若 2 ( m 1)!Am 1m 142 ,則 m 的解集是 6(1)已知 A m1010 9 5 ,那么 m ; (2)已知 9! 362880 ,那么 A79= ;(3)已知 A2 56 ,那么 n n; (4)已知 A 2 7 A2n n 4,那么 n 一個(gè)火車站有 8 股岔道,停放 4 列不同的火車,有多少種不同的停放方法(假定每股岔道 只能停放 1 列火車
45、)?一部紀(jì)錄影片在 4 個(gè)單位輪映,每一單位放映 1 場(chǎng),有多少種輪映次序?答案:1. B2. B6. (1) 6 (2) 1814403. A(3) 84. 1,1(4) 55.2,3,4,5,6 7. 16808. 2413第三課時(shí)例 1(1)有 5 本不同的書,從中選 3 本送給 3 名同學(xué),每人各 1 本,共有多少種不同 的送法?(2)有 5 種不同的書,要買 3 本送給 3 名同學(xué),每人各 1 本,共有多少種不同的送法? 解:(1)從 5 本不同的書中選出 3 本分別送給 3 名同學(xué),對(duì)應(yīng)于從 5 個(gè)元素中任取 3 個(gè)元素的一個(gè)排列,因此不同送法的種數(shù)是: A3 5 4 3 60 ,
46、所以,共有 60 種不同的送法5(2)由于有 5 種不同的書,送給每個(gè)同學(xué)的 1 本書都有 5 種不同的選購(gòu)方法,因此送給 3 名同學(xué),每人各 1 本書的不同方法種數(shù)是: 5 5 5 125 ,所以,共有 125 種不同的送法 說(shuō)明:本題兩小題的區(qū)別在于:第(1)小題是從 5 本不同的書中選出 3 本分送給 3 位同學(xué), 各人得到的書不同,屬于求排列數(shù)問(wèn)題;而第(2)小題中,給每人的書均可以從 5 種不同的 書中任選 1 種,各人得到那種書相互之間沒(méi)有聯(lián)系,要用分步計(jì)數(shù)原理進(jìn)行計(jì)算例 2某信號(hào)兵用紅、黃、藍(lán) 3 面旗從上到下掛在豎直的旗桿上表示信號(hào),每次可以任意 掛 1 面、2 面或 3 面,
47、并且不同的順序表示不同的信號(hào),一共可以表示多少種不同的信號(hào)?解:分 3 類:第一類用 1 面旗表示的信號(hào)有 A13種;第二類用 2 面旗表示的信號(hào)有 A 23種;第 三 類 用 3 面 旗 表 示 的 信 號(hào) 有 A33A1 A 2 A3 3 3 2 3 2 1 ,15 3 3 3種 , 由 分 類 計(jì) 數(shù) 原 理 , 所 求 的 信 號(hào) 種 數(shù) 是 :例 3將 4 位司機(jī)、 4 位售票員分配到四輛不同班次的公共汽車上,每一輛汽車分別有一 位司機(jī)和一位售票員,共有多少種不同的分配方案?分析:解決這個(gè)問(wèn)題可以分為兩步,第一步:把 4 位司機(jī)分配到四輛不同班次的公共汽車 上,即從 4 個(gè)不同元素中
48、取出 4 個(gè)元素排成一列,有 A4 種方法;4第二步:把 4 位售票員分配到四輛不同班次的公共汽車上,也有 A 4 種方法,4利用分步計(jì)數(shù)原理即得分配方案的種數(shù)解:由分步計(jì)數(shù)原理,分配方案共有 N A44以組成多少個(gè)沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)?A44576 (種)例 4用 0 到 9 這 10 個(gè)數(shù)字,可A19解法 1:用分步計(jì)數(shù)原理:所 求 的 三 位 數(shù) 的 個(gè) 數(shù) 是 :A29 9 8 6489解法 2:符合條件的三位數(shù)可以分成三類:每一位數(shù)字都不是 0 的三位數(shù)有 A39個(gè),個(gè)位數(shù)字是 0 的三位數(shù)有 A2 個(gè),十位數(shù)字9是 0 的三位數(shù)有個(gè),A29由分類計(jì)數(shù)原理,符合條件的三位數(shù)的個(gè)數(shù)是:
49、 A39A 29A 29648 解法 3:從 0 到 9 這 10 個(gè)數(shù)字中任取 3 個(gè)數(shù)字的排列數(shù)為 A3 ,其中以 0 為排頭的排列1014數(shù)為 A29,因此符合條件的三位數(shù)的個(gè)數(shù)是 A310A 29648 - A 29說(shuō)明:解決排列應(yīng)用題,常用的思考方法有直接法和間接法 直接法:通過(guò)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行恰 當(dāng)?shù)姆诸惡头植?,直接?jì)算符合條件的排列數(shù)如解法 1,2;間接法:對(duì)于有限制條件的排列 應(yīng)用題,可先不考慮限制條件,把所有情況的種數(shù)求出來(lái),然后再減去不符合限制條件的情 況種數(shù)如解法 3對(duì)于有限制條件的排列應(yīng)用題,要恰當(dāng)?shù)卮_定分類與分步的標(biāo)準(zhǔn),防止重 復(fù)與遺漏第四課時(shí)例 5(1)7 位同學(xué)站成一排
50、,共有多少種不同的排法?解:?jiǎn)栴}可以看作:7 個(gè)元素的全排列 A 775040(2)7 位同學(xué)站成兩排(前 3 后 4),共有多少種不同的排法?解:根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理:76543217!5040(3)7 位同學(xué)站成一排,其中甲站在中間的位置,共有多少種不同的排法?解:?jiǎn)栴}可以看作:余下的 6 個(gè)元素的全排列 A 66=720(4)7 位同學(xué)站成一排,甲、乙只能站在兩端的排法共有多少種?解:根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理:第一步 甲、乙站在兩端有 A 22種;第二步 余下的 5 名同學(xué)進(jìn)行全排列有 A 55種,所以,共有 A 22A55=240 種排列方法(5)7 位同學(xué)站成一排,甲、乙不能站在排頭和排尾的排法
51、共有多少種?解法 1(直接法):第一步從(除去甲、乙)其余的5 位同學(xué)中選 2 位同學(xué)站在排頭和排尾 有 A 2 種方法;第二步從余下的 5 位同學(xué)中選 5 位進(jìn)行排列(全排列)有 A 5 種方法,所以一共5 5有 A 2 A 5 2400 種排列方法5 5解法 2:(排除法)若甲站在排頭有 A 66種方法;若乙站在排尾有 A 66種方法;若甲站在排頭且乙站在排尾則有 A 55 A 5 =2400 種 5種方法,所以,甲不能站在排頭,乙不能排在排尾的排法共有 A 77 2 A 66說(shuō)明:對(duì)于“在”與“不在”的問(wèn)題,常常使用“直接法”或“排除法,”對(duì)某些特殊元素可 以優(yōu)先考慮例 6.從 10 個(gè)
52、不同的文藝節(jié)目中選 6 個(gè)編成一個(gè)節(jié)目單,如果某女演員的獨(dú)唱節(jié)目一定 不能排在第二個(gè)節(jié)目的位置上,則共有多少種不同的排法?解法一:(從特殊位置考慮) A1 A 5 136080 ;9 9解法二:(從特殊元素考慮)若選: 5 A59;若不選: A 69,則共有 5 A5 9A 69136080 種;解法三:(間接法) A6 A5 13608010 915第五課時(shí)例 7 7 位同學(xué)站成一排,(1)甲、乙兩同學(xué)必須相鄰的排法共有多少種?解:先將甲、乙兩位同學(xué)“捆綁”在一起看成一個(gè)元素與其余的 5 個(gè)元素(同學(xué))一起進(jìn) 行全排列有 A 6 種方法;再將甲、乙兩個(gè)同學(xué)“松綁”進(jìn)行排列有 A 2 種方法所
53、以這樣的排6 2法一共有 A6 6A221440 種(2)甲、乙和丙三個(gè)同學(xué)都相鄰的排法共有多少種?解:方法同上,一共有 A 55A 33720 種(3)甲、乙兩同學(xué)必須相鄰,而且丙不能站在排頭和排尾的排法有多少種?解法一:將甲、乙兩同學(xué)“捆綁”在一起看成一個(gè)元素,此時(shí)一共有 6 個(gè)元素,因?yàn)楸荒苷驹谂蓬^和排尾,所以可以從其余的 5 個(gè)元素中選取 2 個(gè)元素放在排頭和排尾,有 A 25種方法;將剩下的 4 個(gè)元素進(jìn)行全排列有 A 44種方法;最后將甲、乙兩個(gè)同學(xué)“松綁”進(jìn)行排列有 A 2 種方法所以這樣的排法一共有 A 2 A 4 A 2 960 種方法2 5 4 2解法二:將甲、乙兩同學(xué)“
54、捆綁”在一起看成一個(gè)元素,此時(shí)一共有 6 個(gè)元素,若丙站種方法,在排頭或排尾有 2 A 55所以,丙不能站在排頭和排尾的排法有 ( A 662 A 55) A22960 種方法解法三:將甲、乙兩同學(xué)“捆綁”在一起看成一個(gè)元素,此時(shí)一共有 6 個(gè)元素,因?yàn)楸?不能站在排頭和排尾,所以可以從其余的四個(gè)位置選擇共有 A1 種方法,再將其余的 5 個(gè)元素4進(jìn)行全排列共有 A 55種方法,最后將甲、乙兩同學(xué)“松綁”,所以,這樣的排法一共有 A14A 55A 22960 種方法(4)甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)必須站在一起,另外四個(gè)人也必須站在一起解:將甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)“捆綁”在一起看成一個(gè)元素,另外四個(gè)人“捆綁
55、”在一起 看成一個(gè)元素,時(shí)一共有 2 個(gè)元素,一共有排法種數(shù): A3 A 4 A 2 288 (種)3 4 2說(shuō)明:對(duì)于相鄰問(wèn)題,常用“捆綁法”(先捆后松)例 87 位同學(xué)站成一排,(1)甲、乙兩同學(xué)不能相鄰的排法共有多少種?解法一:(排除法) A 7 A 6 A2 3600 ;7 6 2解法二:(插空法)先將其余五個(gè)同學(xué)排好有 A 55種方法,此時(shí)他們留下六個(gè)位置(就稱為“空”吧),再將甲、乙同學(xué)分別插入這六個(gè)位置(空)有 A 26種方法,所以一共有 A 55A 263600種方法(2)甲、乙和丙三個(gè)同學(xué)都不能相鄰的排法共有多少種?1610解:先將其余四個(gè)同學(xué)排好有 A 4 種方法,此時(shí)他們
56、留下五個(gè)“空”,再將甲、乙和丙三4個(gè)同學(xué)分別插入這五個(gè)“空”有 A 35種方法,所以一共有 A 44A 351440 種說(shuō)明:對(duì)于不相鄰問(wèn)題,常用“插空法”(特殊元素后考慮)第六課時(shí)例 95 男 5 女排成一排,按下列要求各有多少種排法:(1)男女相間;(2)女生按指定 順序排列解:(1)先將男生排好,有 A55括兩端)中,有 2 A5 種排法5種排法;再將 5 名女生插在男生之間的 6 個(gè)“空擋”(包故本題的排法有 N 2 A5 A5 28800 (種);5 5(2)方法 1: N A1010 A5A5530240 ;方法 2:設(shè)想有 10 個(gè)位置,先將男生排在其中的任意 5 個(gè)位置上,有
57、A5 種排法;余下10的 5 個(gè)位置排女生,因?yàn)榕奈恢靡呀?jīng)指定,所以她們只有一種排法故本題的結(jié)論為 N A5102007 年高考題1 30240 (種)1(2007 年天津卷)如圖,用 6 種不同的顏色給圖中的 4 每個(gè)格子涂一種顏色,要求最多使用 3 種顏色且相鄰的兩個(gè)格子涂色, 個(gè) 格 子 顏 色不同,則不同的涂色方法共有 390 種(用數(shù)字作答)2(2007 年江蘇卷)某校開(kāi)設(shè) 9 門課程供學(xué)生選修,其中 A, B, C 三門由于上課時(shí)間相同,至 多選一門,學(xué)校規(guī)定每位同學(xué)選修 4 門,共有 75 種不同選修方案。(用數(shù)值作答) 3(2007 年北京卷)記者要為 5 名志愿都和他們幫
58、助的 2 位老人拍照,要求排成一排,2 位 老人相鄰但不排在兩端,不同的排法共有( )1440 種 960 種 720 種 480 種4圖是某汽車維修公司的維修點(diǎn)分布圖,公司在年初分配給、四個(gè)維修 點(diǎn)的某種配件各件,在使用前發(fā)現(xiàn)需將、四個(gè)維修點(diǎn)的這批配件分別調(diào)整 為、件,但調(diào)整只能在相鄰維修點(diǎn)之間進(jìn)行,那么完成上述調(diào)整,最 少的調(diào)動(dòng)件次(個(gè)配件從一個(gè)維修點(diǎn)調(diào)整到相鄰維修點(diǎn)的調(diào)動(dòng)件次為)為答案:B;() () () ()175(2007 年全國(guó)卷 I)從班委會(huì) 5 名成員中選出 3 名,分別擔(dān)任班級(jí)學(xué)習(xí)委員、文娛委員與 體育委員,其中甲、乙二人不能擔(dān)任文娛委員,則不同的選法共有 36 種(用數(shù)字
59、作答) 6(2007 年全國(guó)卷)從 5 位同學(xué)中選派 4 位同學(xué)在星期五、星期六、星期日參加公益活動(dòng), 每人一天,要求星期五有 2 人參加,星期六、星期日各有 1 人參加,則不同的選派方法共有 ( B )A40 種 B60 種 C100 種 D120 種7. (2007 年陜西卷)安排 3 名支教老師去 6 所學(xué)校任教,每校至多 2 人,則不同的分配方案 共有 210 種.(用數(shù)字作答)8(2007 年四川卷)用數(shù)字 0,1,2,3,4,5 可以組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字,并且比 20000 大的 五位偶數(shù)共有( )(A)288 個(gè) (B)240 個(gè) (C)144 個(gè) (D)126 個(gè) 解析:選 B對(duì)個(gè)
60、位是 0 和個(gè)位不是 0 兩類情形分類計(jì)數(shù);對(duì)每一類情形按“個(gè)位最高位中間三位”分步計(jì)數(shù):個(gè)位是 0 并且比 20000 大的五位偶數(shù)有 14 A3 96 個(gè);個(gè)位4不是 0 并且比 20000 大的五位偶數(shù)有 2 3 A34144 個(gè);故共有 96 144 240 個(gè)本題考查兩個(gè)基本原理,是典型的源于教材的題目(2007 年重慶卷)某校要求每位學(xué)生從 7 門課程中選修 4 門,其中甲乙兩門課程不能都選, 則不同的選課方案有_25_種.(以數(shù)字作答)(2007 年寧夏卷)某校安排 5 個(gè)班到 4 個(gè)工廠進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐,每個(gè)班去一個(gè)工廠,每個(gè) 工廠至少安排一個(gè)班,不同的安排方法共有 240 種(用
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