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排列与组合的共同点是从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素,而不同点是排列是按照一定的顺序排成一列,组合是无论怎样的顺序并成一组,因此“有序”与“无序”是区别排列与组合的重要标志.下面通过实例来体会排列与组合的区别.
【例题】 判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出种数.
(1) 高二年级学生会有11人:①每两人互通一封信,共通了多少封信?②每两人互握了一次手,共握了多少次手?
(2) 高二数学课外活动小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法?②从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法?
(3) 有2、3、5、7、11、13、17、19八个质数:①从中任取两个数求它们的商,可以有多少个不同的商?②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积?
(4) 有8盆花:①从中选出2盆分别给甲、乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?②从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法?
【思考与分析】 (1) ①由于每两人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关,是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手、乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其他类似分析.
解: (1) ①是排列问题,共通了=110(封);②是组合问题,共需握手==55(次)
(2) ①是排列问题,共有=10×9=90(种)不同的选法;②是组合问题,共=45(种)不同的选法;
(3) ①是排列问题,共有=8×7=56(个)不同的商;②是组合问题,共有=28(个)不同的积;
(4) ①是排列问题,共有=56(种)不同的选法;②是组合问题,共有=28(种)不同的选法.
【反思】 区分排列与组合的关键是“有序”与“无序”.
排列与组合的概念与计算公式
1.排列及计算公式
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素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;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 p(n,m)表示.
p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)!(规定0!=1).
2.组合及计算公式
从n个不同元素中,任取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;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.用符号
c(n,m) 表示.
c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m);
3.其他排列与组合公式
从n个元素中取出r个元素的循环排列数=p(n,r)/r=n!/r(n-r)!.
n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为
n!/(n1!*n2!*...*nk!).
k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为c(m+k-1,m).
排列的计算公式:
第一位的可能性×第二位的可能性×....×第N位的可能性
例如
5个人排队,第三个人的位置不变,那么第一位置的可能性是4,第二位置的可能性是3,第三位置的可能性是1,第四位置的可能性是2,第五位置的可能性是1,那么共有5×4×1×2×1=40种
组合的公式:
我举例来说吧
第一规则:从五个事物里取三种事物组合 与 从五个事物里取二种事物组合是相同的
第二种规则:从五个事物里取三种事物组合的组合数
(5×4×3)÷(3×2×1)
从五个事物里取二种事物组合的组合数
(5×4)÷(2×1)
从十里取八与从十里取二相同
(10×9×8×7...取几个数就依次乘几个数)÷(8的阶乘)
备注:8阶乘就是从8依次乘到1
数学补差(4)———计数原理
1. 将个不同的小球放入个盒子中,则不同放法种数有A. B. C. D.
2.个人排成一排,其中甲、乙两人至少有一人在两端的排法种数有
A. B. C. D.
3.共个人,从中选1名组长1名副组长,但不能当副组长,不同的选法总数是 A. B. C. D.
4.现有男、女学生共人,从男生中选人,从女生中选人分别参加数学、物理、化学三科竞赛,共有种不同方案,那么男、女生人数分别是
A.男生人女生人 B.男生人女生人C.男生人女生人 D.男生人女生人.
5.在的展开式中的常数项是A. B. C. D.
6.的展开式中的项的系数是A. B. C. D.
7.展开式中只有第六项二项式系数最大,则展开式中的常数项是
A. B. C. D.
8.由数字、、、、组成没有重复数字的五位数,其中小于的偶数共有
A.个 B.个 C.个 D. 个
9.张不同的电影票全部分给个人,每人至多一张,则有不同分法的种数是
A. B. C. D.
10.且,则乘积等于
A. B. C. D.
11.从不同号码的双鞋中任取只,其中恰好有双的取法种数为
A. B. C. D.
12.把把二项式定理展开,展开式的第项的系数是
A. B. C. D.
13.的展开式中,的系数是,则的系数是A. B.C. D.
14.不共面的四个定点到面的距离都相等,这样的面共有几个A. B. C. D.
15.名男生,名女生排成一排,女生不排两端,则有 种不同排法.
16.在展开式中,如果第项和第项的二项式系数相等,则 , .
17.在的九个数字里,任取四个数字排成一个首末两个数字是奇数的四位数,这样的四位数有_________________个.
18.用四个不同数字组成四位数,所有这些四位数中的数字的总和为,则= .
19.个人参加某项资格考试,能否通过,有 种可能的结果?
20.已知集合,,从集合,中各取一个元素作为点的坐标,可作出不同的点共有_____个.
21.的展开式中的的系数是___________
22.,则含有五个元素,且其中至少有两个偶数的子集个数为_____.
23.张椅子排成,有个人就座,每人个座位,恰有个连续空位的坐法共有多少种?_______
24.的近似值(精确到)是多少?
25.个人排成一排,在下列情况下,各有多少种不同排法?
(1)甲排头:
(2)甲不排头,也不排尾:
(3)甲、乙、丙三人必须在一起:
(4)甲、乙之间有且只有两人:
(5)甲、乙、丙三人两两不相邻:
(6)甲在乙的左边(不一定相邻):
(7)甲、乙、丙三人按从高到矮,自左向右的顺序:
(8)甲不排头,乙不排当中:
26.已知其中是常数,计算
15、
16、
17、
18、2
19、
20、 23
21、15
22、105
23、480
24、0.956
25.解:(1)甲固定不动,其余有,即共有种;
(2)甲有中间个位置供选择,有,其余有,即共有种;
(3)先排甲、乙、丙三人,有,再把该三人当成一个整体,再加上另四人,相当于人的全排列,即,则共有种;
(4)从甲、乙之外的人中选个人排甲、乙之间,有,甲、乙可以交换有,
把该四人当成一个整体,再加上另三人,相当于人的全排列,
则共有种;
(5)先排甲、乙、丙之外的四人,有,四人形成五个空位,甲、乙、丙三人排
这五个空位,有,则共有种;
(6)不考虑限制条件有,甲在乙的左边(不一定相邻),占总数的一半,
即种;
(7)先在个位置上排甲、乙、丙之外的四人,有,留下三个空位,甲、乙、丙三人按从高到矮,自左向右的顺序自动入列,不能乱排的,即
(8)不考虑限制条件有,而甲排头有,乙排当中有,这样重复了甲排头,乙排当中一次,即
6.解:设,令,得
令,得
4.已知展开式中的二项式系数的和比展开式的二项式系数的和大,求展开式中的系数最大的项和系数量小的项.
5.(2)的展开式奇数项的二项式系数之和为,
则求展开式中二项式系数最大项。
(数学选修2--3) 第一章 计数原理
[综合训练B组]
一、选择题
二、填空题
[提高训练C组]
一、选择题
4.设含有个元素的集合的全部子集数为,其中由个元素组成的子集数为,则的值为A. B. C. D.
5.若,则的值为
A. B. C. D.
二、填空题
2.在△的边上有个点,边上有个点,加上点共个点,以这个点为顶点的三角形有 个.
5.若则自然数_____.
三、解答题
1.个人坐在一排个座位上,问(1)空位不相邻的坐法有多少种?(2) 个空位只有个相邻的坐法有多少种?(3) 个空位至多有个相邻的坐法有多少种?
2.有个球,其中个黑球,红、白、蓝球各个,现从中取出个球排成一列,共有多少种不同的排法?
数学选修2-3 第一章 计数原理 [基础训练A组]
一、选择题
1.B 每个小球都有种可能的放法,即
2.C 分两类:(1)甲型台,乙型台:;(2)甲型台,乙型台:
3.C 不考虑限制条件有,若甲,乙两人都站中间有,为所求
4.B 不考虑限制条件有,若偏偏要当副组长有,为所求
5.B 设男学生有人,则女学生有人,则
即
6.A
令
7.B
8.A 只有第六项二项式系数最大,则,
,令
二、填空题
1.(1) ;(2) ;(3)
2. 先排女生有,再排男生有,共有
3. 既不能排首位,也不能排在末尾,即有,其余的有,共有
4. ,令
5.
6. 先排首末,从五个奇数中任取两个来排列有,其余的,共有
7. 当时,有个四位数,每个四位数的数字之和为
;当时,不能被整除,即无解
8. 不考虑的特殊情况,有若在首位,则
三、解答题
1.解:(1)①是排列问题,共通了封信;②是组合问题,共握手次。
(2)①是排列问题,共有种选法;②是组合问题,共有种选法。
(3)①是排列问题,共有个商;②是组合问题,共有个积。
2.解:(1)甲固定不动,其余有,即共有种;
(2)甲有中间个位置供选择,有,其余有,即共有种;
(3)先排甲、乙、丙三人,有,再把该三人当成一个整体,再加上另四人,相当于人的全排列,即,则共有种;
(4)从甲、乙之外的人中选个人排甲、乙之间,有,甲、乙可以交换有,
把该四人当成一个整体,再加上另三人,相当于人的全排列,
则共有种;
(5)先排甲、乙、丙之外的四人,有,四人形成五个空位,甲、乙、丙三人排
这五个空位,有,则共有种;
(6)不考虑限制条件有,甲在乙的左边(不一定相邻),占总数的一半,
即种;
(7)先在个位置上排甲、乙、丙之外的四人,有,留下三个空位,甲、乙、丙三人按从高到矮,自左向右的顺序自动入列,不能乱排的,即
(8)不考虑限制条件有,而甲排头有,乙排当中有,这样重复了甲排头,乙排当中一次,即
3.解:
得
4.解:,的通项
当时,展开式中的系数最大,即为展开式中的系数最大的项;
当时,展开式中的系数最小,即为展开式中
的系数最小的项。
5.解:(1)由已知得
(2)由已知得,而展开式中二项式
系数最大项是。
6.解:设,令,得
令,得
数学选修2-3 第一章 计数原理 [综合训练B组]
一、选择题
1.C 个位,万位,其余,共计
2.D 相当于个元素排个位置,
3.B 从到共计有个正整数,即
4.A 从中选个,有,把看成一个整体,则个元素全排列,
共计
5.A 先从双鞋中任取双,有,再从只鞋中任取只,即,但需要排除
种成双的情况,即,则共计
6.D ,系数为
7.A ,令
则,再令
8.D
二、填空题
1. 每个人都有通过或不通过种可能,共计有
2. 四个整数和为奇数分两类:一奇三偶或三奇一偶,即
3. ,其中重复了一次
4.
5. 的通项为其中的通项为
,所以通项为,令
得,当时,,得常数为;当时,,得常数为;
当时,,得常数为;
6. 件次品,或件次品,
7. 原式,中含有的项是
,所以展开式中的的系数是
8. 直接法:分三类,在个偶数中分别选个,个,个偶数,其余选奇数,
;间接法:
三、解答题
1.解:中有元素
。
2.解:(1)原式。
(2)原式。
另一方法:
(3)原式
3.证明:左边
右边
所以等式成立。
4.解:,在中,的系数
就是展开式中的常数项。
另一方法: ,
5.解:抛物线经过原点,得,
当顶点在第一象限时,,则有种;
当顶点在第三象限时,,则有种;
共计有种。
6.解:把个人先排,有,且形成了个缝隙位置,再把连续的个空位和个空位
当成两个不同的元素去排个缝隙位置,有,所以共计有种。
数学选修2-3 第一章 计数原理 [提高训练C组]
一、选择题
1.B
2.D 男生人,女生人,有;男生人,女生人,有
共计
3.A 甲得本有,乙从余下的本中取本有,余下的,共计
4.B 含有个元素的集合的全部子集数为,由个元素组成的子集数
为,
5.A
6.D 分三种情况:(1)若仅系数最大,则共有项,;(2)若与系数相等且最大,则共有项,;(3)若与系数相等且最大,则共有项,,所以的值可能等于
7.D 四个点分两类:(1)三个与一个,有;(2)平均分二个与二个,有
共计有
8.D 复数为虚数,则有种可能,有种可能,共计种可能
二、填空题
1. 分三类:第一格填,则第二格有,第三、四格自动对号入座,不能自由排列;
第一格填,则第三格有,第一、四格自动对号入座,不能自由排列;
第一格填,则第撕格有,第二、三格自动对号入座,不能自由排列;
共计有
2.
3. ,;
4. ,令
5.
6.
而,得
7.
8. 设,令,得
令,得,
三、解答题
1.解:个人排有种, 人排好后包括两端共有个“间隔”可以插入空位.
(1)空位不相邻相当于将个空位安插在上述个“间隔”中,有种插法,
故空位不相邻的坐法有种。
(2)将相邻的个空位当作一个元素,另一空位当作另一个元素,往个“间隔”里插
有种插法,故个空位中只有个相邻的坐法有种。
(3) 个空位至少有个相邻的情况有三类:
①个空位各不相邻有种坐法;
②个空位个相邻,另有个不相邻有种坐法;
③个空位分两组,每组都有个相邻,有种坐法.
综合上述,应有种坐法。
2.解:分三类:若取个黑球,和另三个球,排个位置,有;
若取个黑球,从另三个球中选个排个位置,个黑球是相同的,
自动进入,不需要排列,即有;
若取个黑球,从另三个球中选个排个位置,个黑球是相同的,
自动进入,不需要排列,即有;
所以有种。
3.解:
4.解:
,
5.证明:
6.解:(1);
(2)
得;
(3)
得,或
所以。
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