小六数学第19讲:排列组合(教师版).docx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《小六数学第19讲:排列组合(教师版).docx》由用户(四川天地人教育)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数学 19 排列组合 教师版 下载 _小升初复习资料_小升初专区_数学_小学
- 资源描述:
-
1、第十九讲 排列组合 一、排列问题 在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有 多少种排法,就是排列问题在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所 在的先后顺序有关 一般地,从n个不同的元素中取出m(mn)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 根据排列的定义,两个排列相同,指的是两个排列的元素完全相同,并且元素的排列顺 序也相同如果两个排列中,元素不完全相同,它们是不同的排列;如果两个排列中,虽然 元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列 排列的基本问题是计算排列的总个数 从n个不同的元素中取出m
2、(mn)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同的元素 的排列中取出m个元素的排列数,我们把它记做 m n P 根据排列的定义,做一个m元素的排列由m个步骤完成: 步骤1:从n个不同的元素中任取一个元素排在第一位,有n种方法; 步骤2:从剩下的(1n )个元素中任取一个元素排在第二位,有(1n )种方法; 步骤m:从剩下的(1)nm个元素中任取一个元素排在第m个位置,有 11nmnm()(种)方法; 由乘法原理,从n个不同元素中取出m个元素的排列数是 121nnnnm() ()(),即12.1 m n Pn nnnm()()(),这里,mn,且等号 右边从n开始,后面每个因数比前一个因数小1,共
3、有m个因数相乘 二、排列数 一般地,对于mn的情况,排列数公式变为123 2 1 n n Pnnn () () 表示从n个不同元素中取n个元素排成一列所构成排列的排列数这种n个排列全部取 出的排列,叫做n个不同元素的全排列式子右边是从n开始,后面每一个因数比前一个因 数小1,一直乘到1的乘积,记为!n,读做n的阶乘,则 n n P还可以写为:! n n Pn,其中 !123 2 1nnnn () () 在排列问题中,有时候会要求某些物体或元素必须相邻;求某些物体必须相邻的方法 数量,可以将这些物体当作一个整体捆绑在一起进行计算 三、组合问题 日常生活中有很多“分组”问题如在体育比赛中,把参赛队
4、分为几个组,从全班同学 中选出几人参加某项活动等等这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里, 我们将着重研究有多少种分组方法的问题 一般地,从n个不同元素中取出m个(mn)元素组成一组不计较组内各元素的次序, 叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合 从排列和组合的定义可以知道,排列与元素的顺序有关,而组合与顺序无关如果两个 组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的 元素不完全相同时,才是不同的组合 从n个不同元素中取出m个元素(mn)的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取 出m个不同元素的组合数记作 m n C 一般地,求从n个不同元素中
5、取出的m个元素的排列数 m n P可分成以下两步: 第一步:从n个不同元素中取出m个元素组成一组,共有 m n C种方法; 第二步:将每一个组合中的m个元素进行全排列,共有 m m P种排法 根据乘法原理,得到 mmm nnm PCP 因此,组合数 12)1 123 2 1 m mn n m m Pnnnnm C mmmP () () () () 这个公式就是组合数公式 四、组合数的重要性质 一般地,组合数有下面的重要性质: mn m nn CC (mn) 这个公式的直观意义是: m n C表示从n个元素中取出m个元素组成一组的所有分组方 法 n m n C 表示从n个元素中取出(nm)个元素
6、组成一组的所有分组方法显然,从n个元 素中选出m个元素的分组方法恰是从n个元素中选m个元素剩下的(nm)个元素的分组 方法 例如,从5人中选3人开会的方法和从5人中选出2人不去开会的方法是一样多的,即 32 55 CC 规定1 n n C , 0 1 n C 五、插板法一般用来解决求分解一定数量的无差别物体的方法的总数,使用插板法一般有 三个要求:所要分解的物体一般是相同的:所要分解的物体必须全部分完:参 与分物体的组至少都分到 1 个物体,不能有没分到物体的组出现 在有些题目中,已知条件与上面的三个要求并不一定完全相符,对此应当对已知条件 进行适当的变形,使得它与一般的要求相符,再适用插板法
7、 六、使用插板法一般有如下三种类型:使用插板法一般有如下三种类型: m个人分n个东西,要求每个人至少有一个这个时候我们只需要把所有的东西排成一 排,在其中的( 1)n 个空隙中放上( 1)m 个插板,所以分法的数目为 1 1 m n C m个人分n个东西,要求每个人至少有a个这个时候,我们先发给每个人( 1)a 个, 还剩下(1)nm a个东西,这个时候,我们把剩下的东西按照类型来处理就可以 了所以分法的数目为 1 (1) 1 m n m a C m个人分n个东西,允许有人没有分到这个时候,我们不妨先借来m个东西,每个人 多发 1 个,这样就和类型一样了,不过这时候物品总数变成了()nm 个,
8、因此分法的 数目为 1 1 m n m C 1.使学生正确理解排列、组合的意义;正确区分排列、组合问题; 2.了解排列、 排列数和组合数的意义, 能根据具体的问题, 写出符合要求的排列或组合; 3.掌握排列组合的计算公式以及组合数与排列数之间的关系; 4.会、分析与数字有关的计数问题,以及与其他专题的综合运用,培养学生的抽象能力 和逻辑思维能力; 通过本讲的学习, 对排列组合的一些计数问题进行归纳总结, 重点掌握排列与组合的联 系和区别,并掌握一些排列组合技巧,如捆绑法、挡板法等。 5.根据不同题目灵活运用计数方法进行计数。 例例 1 1:小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种
9、站法?小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法? (1)七个人排成一排;)七个人排成一排; (2)七个人排成一排,小新必须站在中间)七个人排成一排,小新必须站在中间. . (3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间. . (4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边. . (5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上. . (6)七个人战成两排,前排三人,后排四人)七个人战成两排,前排三人,后排四人. . (7)七个人战成两排,前排三人
10、,后排四人)七个人战成两排,前排三人,后排四人. . 小新、阿呆不在同一排。小新、阿呆不在同一排。 【解析】 (1) 7 7 5040P (种) 。 (2)只需排其余 6 个人站剩下的 6 个位置 6 6 720P (种). (3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的 6 个位置2 6 6 P=1440(种) (4)先排两边,再排剩下的 5 个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位 置 5 5 2240P (种) (5)先排两边,从除小新、阿呆之外的 5 个人中选 2 人,再排剩下的 5 个人, 25 55 2400PP(种). (6)七个人排成一排时,7 个位置就是各不相同的现在排成两排,不管前
11、后排 各有几个人,7 个位置还是各不相同的,所以本题实质就是 7 个元素的全排 列 7 7 5040P (种). (7)可以分为两类情况: “小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后” ,两 种情况是对等的,所以只要求出其中一种的排法数,再乘以 2 即可43 5 5 P 2=2880(种)排队问题,一般先考虑特殊情况再去全排列。 例例 2 2:用用 1、2、3、4、5、6 可以组成多少个没有重复数字的个位是可以组成多少个没有重复数字的个位是 5 的三位数?的三位数? 【解析】【解析】 个位数字已知, 问题变成从从5个元素中取2个元素的排列问题, 已知5n ,2m , 根据排列数公式,一共可以
12、组成 2 5 5 420P (个)符合题意的三位数。 例例 3 3:用用1、2、3、4、5这五个数字,不许重复,位数不限,能写出多少个这五个数字,不许重复,位数不限,能写出多少个 3 的倍数?的倍数? 【解析】 按位数来分类考虑: 一位数只有1个3; 两位数:由1与2,1与5,2与4,4与5四组数字组成,每一组可以组成 2 2 2 12P (个)不同的两位数,共可组成248(个)不同的两位数; 三位数:由1,2与3;1,3与5;2,3与4;3,4与5四组数字组成,每一 组可以组成 3 3 3 2 16P (个)不同的三位数,共可组成6424(个)不同的 三位数; 四位数:可由1,2,4,5这四
13、个数字组成,有 4 4 4 3 2 124P (个)不同 的四位数; 五位数:可由1,2,3,4,5组成,共有 5 5 5 4 3 2 1 120P (个)不同的 五位数 由加法原理,一共有182424120177(个)能被3整除的数,即3的倍数 例例 4 4:某管理员忘记了自己小保险柜的密码数字,只记得是由四个非某管理员忘记了自己小保险柜的密码数字,只记得是由四个非0数码组数码组成,且四个数成,且四个数 码之和是码之和是9,那么确保,那么确保打开保险柜至少要试几次?打开保险柜至少要试几次? 【解析】 四个非0数码之和等于 9 的组合有 1,1,1,6;1,1,2,5;1,1,3,4;1,2,
14、 2,4;1,2,3,3;2,2,2,3 六种。 第一种中,可以组成多少个密码呢?只要考虑6的位置就可以了,6可以任意选择 4个位置中的一个,其余位置放1,共有4种选择; 第二种中,先考虑放2,有4种选择,再考虑5的位置,可以有3种选择,剩下的 位置放1,共有4 312(种)选择同样的方法,可以得出第三、四、五种都各有12 种选择最后一种,与第一种的情形相似,3的位置有4种选择,其余位置放2, 共有4种选择 综上所述,由加法原理,一共可以组成412121212456(个)不同的四位 数,即确保能打开保险柜至少要试56次 例例 5 5: 两对三胞胎喜相逢, 他们围坐在桌子旁, 要求每个人都不与自
15、己的同胞兄妹相邻,两对三胞胎喜相逢, 他们围坐在桌子旁, 要求每个人都不与自己的同胞兄妹相邻, ( (同同 一位置上坐不同的人算不同的坐法一位置上坐不同的人算不同的坐法) ),那么共有多少种不同的坐法,那么共有多少种不同的坐法? 【解析】 第一个位置在6个人中任选一个, 有 1 6 6C (种)选法, 第二个位置在另一胞胎的3人 中任选一个,有 1 3 3C (种)选法同理,第3,4,5,6个位置依次有2,2,1, 1种选法由乘法原理,不同的坐法有 111111 632211 6 3 2 2 1 172PPPPPP (种)。 例例 6 6: 一种电子表在一种电子表在 6 时时 24 分分 30
16、 秒时的显示为秒时的显示为 6: :24: 30, 那么从, 那么从 8 时到时到 9 时这段时间里,时这段时间里, 此表的此表的 5 个数字都不相同的时刻一共有多少个个数字都不相同的时刻一共有多少个? ? 【解析】 设 A:BC DE是满足题意的时刻,有 A 为 8,B、D 应从 0,1,2,3,4,5 这 6 个数 字中选择两个不同的数字,所以有 2 6 P种选法,而 C、E 应从剩下的 7 个数字中选 择两个不同的数字,所以有 2 7 P种选法,所以共有 2 6 P 2 7 P=1260 种选法。 从 8 时到 9 时这段时间里,此表的 5 个数字都不相同的时刻一共有 1260 个。 例
17、例 7 7:一个六位数能被一个六位数能被 11 整除,它的各位数字非零且互不相同的将这个六位数的整除,它的各位数字非零且互不相同的将这个六位数的 6 个数个数 字重新排列,最少还能排出多少个能被字重新排列,最少还能排出多少个能被 11 整除的六位数整除的六位数? ? 【解析】 设这个六位数为abcdef, 则有()ace、()bdf的差为 0 或 11 的倍数 且 a、b、c、d、e、f 均不为 0,任何一个数作为首位都是一个六位数。 先考虑 a、c、e 偶数位内,b、d、f 奇数位内的组内交换,有 3 3 P 3 3 P=36 种顺序; 再考虑形如badcfe这种奇数位与偶数位的组间调换,也
18、有 3 3 P 3 3 P=36 种顺序。 所以, 用均不为 0 的 a、 b、 c、 d、 e、 f 最少可排出 36+36=72 个能被 11 整除的数(包 含原来的abcdef)。 所以最少还能排出 72-1=71 个能被 11 整除的六位数。 例例 8 8:已知在由甲、乙、丙、丁、戊共已知在由甲、乙、丙、丁、戊共 5 名同学进行的手工制作比赛中,决出了第名同学进行的手工制作比赛中,决出了第一至第五一至第五 名的名次 甲、 乙两名参赛者去询问成绩, 回答者对甲说:“很遗憾, 你和乙都未拿到冠军 ”名的名次 甲、 乙两名参赛者去询问成绩, 回答者对甲说:“很遗憾, 你和乙都未拿到冠军 ”
19、对乙说:“你当然不会是最差的 ” 从这个回答分析,对乙说:“你当然不会是最差的 ” 从这个回答分析, 5 人的名次排列共有多少种不人的名次排列共有多少种不同的情况同的情况? 【解析】 这道题乍一看不太像是排列问题,这就需要灵活地对问题进行转化仔细审题,已 知 “甲和乙都未拿到冠军” , 而且 “乙不是最差的” , 也就等价于5人排成一排, 甲、 乙都不站在排头且乙不站在排尾的排法数,因为乙的限制最多,所以先排乙,有3 种排法, 再排甲, 也有3种排法, 剩下的人随意排, 有 3 3 3 2 16P (种)排法 由 乘法原理,一共有3 3 654 (种)不同的排法。 例例 9 9:4名男生,名男
20、生,5名女生,全体排成一行,问名女生,全体排成一行,问下列情形各有多少种不同的排法:下列情形各有多少种不同的排法: 甲不在中间也不在两端;甲不在中间也不在两端; 甲、甲、乙两人必须排在两端;乙两人必须排在两端; 男、女生分男、女生分别排在一起;别排在一起; 男女相间男女相间 【解析】【解析】 先排甲,9个位置除了中间和两端之外的6个位置都可以,有6种选择,剩下 的8个人随 意排, 也就是8个元素全排列的问题, 有 8 8 8 7 6 5 4 3 2 140320P (种) 选择由乘法原理,共有640320241920(种)排法 甲、乙先排,有 2 2 2 12P (种)排法;剩下的7个人随意排
21、,有 7 7 7 6 5 4 3 2 15040P (种)排法由乘法原理,共有2504010080 (种)排法 分别把男生、女生看成一个整体进行排列,有 2 2 2 12P (种)不同排列方法, 再分别对男生、 女生内部进行排列, 分别是4个元素与5个元素的全排列问题, 分别有 4 4 4 3 2 124P (种)和 5 5 5 4 3 2 1 120P (种)排法 由乘法原理,共有224 1205760(种)排法 先排4名男生, 有 4 4 4 3 2 124P (种)排法, 再把5名女生排到5个空档中, 有 5 5 5 4 3 2 1 120P (种)排法由乘法原理,一共有24 12028
22、80(种) 排法。 例例 1010:一台晚会上有一台晚会上有6个演唱节目和个演唱节目和4个舞蹈节目求:个舞蹈节目求: 当当4个舞蹈节目要排在一起时,有多少不同的安排节目的顺序?个舞蹈节目要排在一起时,有多少不同的安排节目的顺序? 当要求每当要求每2个舞蹈节目之间至少安排个舞蹈节目之间至少安排1个演唱节目时,一共有多少不同的安排个演唱节目时,一共有多少不同的安排 节目的顺序?节目的顺序? 【解析】【解析】 先将4个舞蹈节目看成1个节目,与6个演唱节目一起排,则是7个元素全排列 的问题,有 7 7 7!7 6 5 4 3 2 15040P (种)方法 第二步再排4个舞蹈节目, 也就是4 个舞蹈节
23、目全排列的问题,有 4 4 4!4 3 2 124P (种)方法 根据乘法原理,一共有504024120960(种)方法 首先将6个演唱节目排成一列(如下图中的 “” ), 是6个元素全排列的问题, 一共有 6 6 6!6 5 4 3 2 1720P (种)方法 第二步,再将4个舞蹈节目排在一头一尾或2个演唱节目之间(即上图中“” 的位置), 这相当于从7个 “” 中选4个来排, 一共有 4 7 7 6 5 4840P (种) 方法 根据乘法原理,一共有720 840604800(种)方法。 A A 1.1.用用 1、2、3、4、5 这五个数字可组成多这五个数字可组成多少个比少个比20000大
24、且百位数字不是大且百位数字不是3的的无重复数字的无重复数字的 五位数?五位数? 【解析】 可以分两类来看: 把 3 排在最高位上,其余 4 个数可以任意放到其余 4 个数位上,是 4 个元素全 排列的问题,有 4 4 4 3 2 124P (种)放法,对应 24 个不同的五位数; 把 2,4,5 放在最高位上,有 3 种选择,百位上有除已确定的最高位数字和 3 之外的 3 个数字可以选择,有 3 种选择,其余的 3 个数字可以任意放到其余 3 个 数位上, 有 3 3 6P 种选择 由乘法原理, 可以组成3 3 654 (个)不同的五位数。 由加法原理,可以组成245478(个)不同的五位数。
展开阅读全文