小学奥数习题教案-7-5-2 组合的基本应用(二).教师版.doc
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1、7-5-2.组合的基本应用(二).题库教师版page1of10 7-5-2.7-5-2.组合的基本应用(二组合的基本应用(二) 教学目标教学目标 1.使学生正确理解组合的意义;正确区分排列、组合问题; 2.了解组合数的意义,能根据具体的问题,写出符合要求的组合; 3.掌握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,对组合的一些计数问题进行归纳总结,重点掌握组合的联系和区别,并掌握一些组合 技巧,如排除法、插板法等 知识要点知识要点 一、组合问题 日常生活中有很多“分组”问题如在体育比
2、赛中,把参赛队分为几个组,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
3、n个不同元素中取出的m个元素的排列数 n m 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 Pmmm () () () () 这个公式就是组合数公式 二、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
4、出(nm)个元素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 7-5-2.组合的基本应用(二).题库教师版page2of10 例题精讲例题精讲 模块一、组合之几何问题 【例【例 1】 在一个圆周上有在一个圆周上有10个点,以这些点为端点或顶点,可以画出多少不同的:个点,以这些点为端点或顶点,可以画出多少不同的: 直线段;直线段; 三角形;三角形; 四边形四边形 【考点】组合之基本运
5、用【难度】3 星【题型】解答 【解析】由于10个点全在圆周上,所以这10个点没有三点共线,故只要在10个点中取2个点,就可以画出一 条线段;在10个点中取3个点,就可以画出一个三角形;在10个点中取4个点,就可以画出一个四 边形,三个问题都是组合问题 由组合数公式: 可画出 2 210 10 2 2 109 45 2 1 P C P (条)直线段 可画出 3 310 10 3 3 109 8 120 32 1 P C P (个)三角形 可画出 4 410 10 4 4 109 87 210 432 1 P C P (个)四边形 【答案】 2 10 45C 3 10 120C 4 10 210C
6、 【巩固】【巩固】 平面内有平面内有 10 个点,以其中每个点,以其中每 2 个点为端点的线段共有多少条?个点为端点的线段共有多少条? 【考点】组合之基本运用【难度】2 星【题型】解答 【解析】这道题不考虑线段两个端点的顺序, 是组合问题,实际上是求从10个元素中取出2个元素的组合数, 由组合数公式, 2 10 109 45 2 1 C ,所以以10个点中每2个点为端点的线段共有45条 【答案】45 【巩固】【巩固】 在正七边形中,以七边形的三个顶点为顶点的三角形共有多少个?在正七边形中,以七边形的三个顶点为顶点的三角形共有多少个? 【考点】组合之基本运用【难度】2 星【题型】解答 【解析】三
7、角形的形状与三个顶点选取的先后顺序无关,所以这是一个组合问题,实际上是求从7个点中选 出3个点的选法,等于 3 7 765 35 32 1 C (种) 【答案】 3 7 35C 【例【例 2】 平面内有平面内有12个点,其中个点,其中6点共线,此外再无三点共线点共线,此外再无三点共线 可确定多少个三角形?可确定多少个三角形? 可确定多少条射线?可确定多少条射线? 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】解答 【解析】 分三类: 有2个顶点在共线的6点中,另1个顶点在不共线的6点中的三角形有 2 6 65 6690 2 1 C 个; 有1个顶点在共线的6点中,另2个顶点在不共线的6点中的三角
8、形有 2 6 65 6690 2 1 C (个); 3个顶点都在不共线的6点中的三角形有 3 6 654 20 32 1 C 个 根据加法原理,可确定909020200个三角形 两点可以确定两条射线,分三类: 共线的6点,确定10条射线; 不共线的6点,每两点确定两条射线,共有 2 6 65 2230 2 1 C (条)射线; 从共线的6点与不共线的6点中各取一个点可以确定66272 (条)射线 7-5-2.组合的基本应用(二).题库教师版page3of10 根据加法原理,可以确定103072112(条)射线 【答案】200112 【巩固】【巩固】如图,问:如图,问: 图图1中,共有多少条线段
9、?中,共有多少条线段? 图图2中,共有多少个角?中,共有多少个角? ? C ? 5 ? C ? 4 ? C ? 3 ? C ? 2 ? C ? 1 ? B ? A ? . ? P ? 9 ? P ? 3 ? P ? 2 ? P ? 1 ? B ? A ? O 图图1图图2 【考点】组合之基本运用【难度】1 星【题型】解答 【解析】 在线段AB上共有7个点(包括端点A、B) 注意到,只要在这七个点中选出两个点,就有 一条以这两个点为端点的线段,所以,这是一个组合问题,而 2 7 C表示从7个点中取两个不同点 的所有取法,每种取法可以确定一条线段,所以共有 2 7 C条线段 由组合数公式知,共有
10、2 27 7 2 2 76 21 2 1 P C P (条)不同的线段; 从O点出发的射线一共有11条,它们是OA, 1 OP, 2 OP, 3 OP, 9 OP,OB注意到每两 条射线可以形成一个角, 所以, 只要看从11条射线中取两条射线有多少种取法, 就有多少个角 显 然,是组合问题,共有 2 11 C种不同的取法,所以,可组成 2 11 C个角 由组合数公式知,共有 2 211 11 2 2 11 10 55 2 1 P C P (个)不同的角 【答案】 2 7 21C 2 11 55C 模块二、组合之应用题 【例【例 3】 6 个个朋友聚会,每两人握手一次,一共握手多少次?朋友聚会,
11、每两人握手一次,一共握手多少次? 【考点】组合之基本运用【难度】1 星【题型】解答 【解析】这与课前挑战的情景是类似的因为两个人握手是相互的,6个朋友每两人握手一次,握手次数只 与握手的两个人的选取有关而与两个人的顺序无关,所以这是个组合问题 由组合数公式知, 2 6 65 15 2 1 C (次)所以一共握手15次 【答案】15 【巩固】【巩固】 某班毕业生中有某班毕业生中有20名同学相见了,他们互相都握了一次手,问这次聚会大家一共握了多少次手?名同学相见了,他们互相都握了一次手,问这次聚会大家一共握了多少次手? 【考点】组合之基本运用【难度】1 星【题型】解答 【解析】 2 20 20 1
12、9 190 2 1 C (次) 【答案】 2 20 190C 【例【例 4】 学校开设学校开设6门任意选修课,要求每个学生从中选学门任意选修课,要求每个学生从中选学3门,共有多少种不同的选法?门,共有多少种不同的选法? 【考点】组合之基本运用【难度】2 星【题型】解答 【解析】被选中的3门排列顺序不予考虑,所以这是个组合问题 由组合数公式知, 3 6 654 20 32 1 C (种) 所以共有20种不同的选法 【答案】 3 6 20C 【例【例 5】 有有 2 克克,5 克克,20 克的砝码各克的砝码各 1 个个,只用砝码和一架已经调节平衡了的天平只用砝码和一架已经调节平衡了的天平,能称出能
13、称出种不种不 同的质量。同的质量。 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,一试,第 5 题 7-5-2.组合的基本应用(二).题库教师版page4of10 【解析】第一大类:砝码只放一边。共有 123 333 3317CCC 或者 3 217 (种) ;第二大类:两边都 放砝码。再分类:两边各放一个,共有 2 3 C种;一边放两个一边放一个有 1 3 C或者 2 3 C种。所以这一大 类共有 12 33 336CC(种) 。根据加法原理,共能称出 7+6=13(种)不同的质量。 【答案】13种 【例【例 6】 工厂某日生产的工厂某日生产的 10 件产品中有
14、件产品中有 2 件次品,从这件次品,从这 10 件产品中任意抽出件产品中任意抽出 3 件进行检查,问:件进行检查,问: (1)一共有多少种不同的抽法?)一共有多少种不同的抽法? (2)抽出的)抽出的 3 件中恰好有一件是次品的抽法有多少种?件中恰好有一件是次品的抽法有多少种? (3)抽出的)抽出的 3 件中至少有一件是次品的抽法有多少种?件中至少有一件是次品的抽法有多少种? 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】解答 【解析】(1)从 10 件产品中抽出 3 件,抽法总数为 3 10 C=120(种) (2)3 件中恰好一件次品,那么还有两件正常品 抽法总数为 1 2 C 2 8 C=5
15、6(种) (3)与“至少有一件是次品”互补的事件是“全都不是次品” 全都不是次品的抽法总数为 3 8 C=56(种) 所以至少有一件次品的抽法总数为 120-56=64(种) 【答案】 (1)120(2)56(3)64 【例【例 7】 200 件产品中有件产品中有 5 件是次品件是次品,现从中任意抽取现从中任意抽取 4 件件,按下列条件按下列条件,各有多少种不同的抽法各有多少种不同的抽法(只要求只要求 列式)?列式)?都不是次品;都不是次品;至少有至少有 1 件次品;件次品;不都是次品不都是次品 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】解答 【解析】第题:与顺序无关;都不是次品,即全部都是
16、正品,正品有 195 件第题:与顺序无关;至少 有 1 件次品,即有 1 件次品、2 件次品、3 件次品、4 件次品等四类情况,次品共 5 件可用直接法 解答,也可用间接法解答第题:与顺序无关;不都是次品,即至少有 1 件是正品 都不是次品,即全部为正品 共有抽法 4 195 C种 至少有 1 件次品,包括 1 件、2 件、3 件、4 件次品的情况 共有抽法 3122134 1955195519555 ()CCCCCCC种(或 44 200195 ()CC种) 不都是次品,即至少有 1 件正品 共有抽法 1322314 195519551955195 ()CCCCCCC种(或 44 2005
17、()CC种) 【答案】 4 195 C 44 200195 ()CC 44 2005 ()CC 【例【例 8】 某班要在某班要在42名同学中选出名同学中选出3名同学去参加夏令营,问共有多少种选法?如果在名同学去参加夏令营,问共有多少种选法?如果在42人中选人中选3人站成人站成 一排,有多少种站法?一排,有多少种站法? 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】解答 【解析】要在42人中选3人去参加夏令营,那么,所有的选法只与选出的同学有关,而与三名同学被选出的 顺序无关所以,应用组合数公式,共有 3 42 C种不同的选法 要在42人中选出3人站成一排,那么,所有的站法不仅与选出的同学有关,而
18、且与三名同学被选出 的顺序有关所以,应用排列数公式,共有 3 42 P种不同的站法 由组合数公式,共有 3 342 42 3 3 4241 40 11480 32 1 P C P (种)不同的选法; 由排列数公式,共有 3 42 4241 4068880P (种)不同的站法 【答案】 3 42 68880P 【例【例 9】 将三盘同样的红花和四盘同样的黄花摆放成一排将三盘同样的红花和四盘同样的黄花摆放成一排, 要求三盘红花互不相邻要求三盘红花互不相邻, 共有共有_种不同种不同 的方法的方法 【考点】组合之基本运用【难度】1 星【题型】解答 【关键词】希望杯,1 试 【解析】因为三盘红花不能相邻
19、,所以可以先将四盘黄花摆好,红花只能摆在黄花之间或者黄花的两边这 样共有5个空,每个空最多只能放一盘红花,相当于从5个元素中取出3个,所以共有 7-5-2.组合的基本应用(二).题库教师版page5of10 3 5 543 10 1 23 C 种不同的放法 【答案】 3 5 10C 【例【例 10】在一次合唱比赛中,有身高互不相同的在一次合唱比赛中,有身高互不相同的 8 个人要站成两排,每排个人要站成两排,每排 4 个人,且前后对齐而且第二个人,且前后对齐而且第二 排的每个人都要比他身前的那个人高,这样才不会被挡住一共有多少种不同的排队方法?排的每个人都要比他身前的那个人高,这样才不会被挡住一
20、共有多少种不同的排队方法? 【考点】组合之基本运用【难度】2 星【题型】解答 【解析】因为所有人的身高两两不同,所以只要确定了位于同一列的两个人是谁,也就确定了他们的前后关 系所以排队方法总数为: 222 864 28 15 62520CCC(种) 【答案】2520 【例【例 11】在一次考试的选做题部分在一次考试的选做题部分, 要求在第一题的要求在第一题的4个小题中选做个小题中选做3个小题个小题, 在第二题的在第二题的3个小题中选做个小题中选做2 个小题,在第三题的个小题,在第三题的2个小题中选做个小题中选做1个小题,有多少种不同的选法?个小题,有多少种不同的选法? 【考点】组合之基本运用【
21、难度】1 星【题型】解答 【解析】由于选做的题目只与选取的题目有关,而与题目的顺序无关,所以在三道题中选题都是组合问题 第一题中,4个小题中选做3个,有 3 4 432 4 32 1 C (种)选法; 第二题中,3个小题中选做2个,有 2 3 32 3 2 1 C (种)选法; 第三题中,2个小题中选做1个,有 1 2 2 1 2 1 C (种)选法 根据乘法原理,一共有43224 (种)不同的选法 【答案】24 【例【例 12】某年级某年级6个班的数学课个班的数学课,分配给甲分配给甲、乙乙、丙三名数学老师任教丙三名数学老师任教,每人教两个班每人教两个班,分派的方法有多少分派的方法有多少 种?
22、种? 【考点】组合之基本运用【难度】3 星【题型】解答 【解析】分三步进行: 第一步,取两个班分配给甲,与先后顺序无关,是组合问题,有 2 6 65 15 2 1 C (种)选法; 第二步,从余下的4个班中选取两个班给乙,有 2 4 43 6 2 1 C (种)选法; 第三步,剩余的两个班给丙,有1种选法 根据乘法原理,一共有156 190 (种)不同的分配方法 【答案】90 【例【例 13】将将 19 枚棋子放入枚棋子放入5 5的方格网内的方格网内,每个方格至多只放一枚棋子每个方格至多只放一枚棋子,且每行每列的棋子个数均为奇数且每行每列的棋子个数均为奇数 个,那么共有个,那么共有_种不同的放
23、法种不同的放法 【考点】组合之基本运用【难度】2 星【题型】解答 【关键词】迎春杯,高年级,初赛 【解析】【解析】5 5的方格网共有 25 个方格,放入 19 枚棋子,说明还有 6 个空格由于棋子的数目较多,直接考 虑棋子比较困难,可以反过来考虑 6 个空格由于每行每列的棋子个数均为奇数个,而每行每列都 有 5 个方格,说明每行每列的空格数都是偶数个那么每行每列的空格数可能为 0,2 或 4如果有 某一行或某一列的空格数为 4 个,为保证每行每列的空格数都是偶数个,那么这 4 个空格所在的列 或行都至少还有另外 1 枚棋子,这样至少有 8 个空格,与题意不符,所以每行每列的空格数不能为 4 个
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