高中数学复习选修2-3-1.2.2.2-组合的综合应用课件.ppt
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1、第2课时 组合的综合应用1.掌握组合的有关性质.2.能解决有关组合的简单实际问题.3.能解决无限制条件的组合问题. 1.本节重点是解决组合问题的常见的解题策略.2.本节难点是解决与组合问题有关的实际问题.1.排列与组合的联系和区别排列与组合的共同点都是“从n个不同元素中,任取m个元素”,如果交换两个元素的位置对结果产生影响,就是_;反之,如果交换两个元素的位置对结果没有影响,就是_.简而言之,_与顺序有关,_与顺序无关.排列问题组合问题排列问题组合问题2.解排列组合综合题的思路解决该问题的一般思路是先选后排,先_后_,解题时应灵活运用_原理和_原理.分类时,注意各类中是否分步,分步时注意各步中
2、是否分类.组合排列分类加法计数分步乘法计数1.把6个不同的苹果,按1个、2个、3个的数量分给甲、乙、丙三个小朋友.这个问题是排列问题,还是组合问题?提示:因为按1个、2个、3个分组,结果已确定,分给甲、乙、丙三个人与顺序有关,因此是排列问题.2.已知a,b,c,d这四个元素,每次取出两个元素的组合有_种.【解析】有 种组合方式,如图所示:答案:6244 3C62 13.甲、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中参加某项志愿者活动,要求每人参加一天且每天至多安排一人,并要求甲安排在另外两位前面,不同的安排方法共有_种.【解析】由题意,从5天中选出3天安排3位志愿者的方法数为 (种),甲安排在另
3、外两位前面,故另两位有两种安排方法,根据分步乘法计数原理,不同的安排方法共有20种.答案:2035C104.从5名学生中选出2名学生到甲、乙两地(每地一名)参加社会实践活动,不同的选法有_种.【解析】先选后排, (种).答案:2022525 4C A22021.解组合应用题的总体思路(1)考察顺序区别排列与组合的重要标志是“有序”与“无序”,无序问题属于组合问题,有序问题属于排列问题.(2)整体分类对事件进行整体分类,从集合的意义讲,分类要做到各类的并集等于全集.计算结果时,使用分类加法计数原理.(3)局部分步整体分类以后,对每一类进行局部分步,分步要做到步骤连续且独立,计算每一类相应结果时使
4、用分步乘法计数原理.(4)辩证地看待“元素”与“位置”.排列、组合问题中的元素与位置没有严格的界定标准,哪些事件看成元素或位置,随解题者的思维方式的变化而变化,要视具体情况而定.有时“元素选位置”,问题解决得简捷,有时“位置选元素”,效果会更好.2.组合常见问题及对策(1)无条件限制的组合应用题.其解题步骤为判断;转化;求值;作答.(2)有限制条件的组合应用题“含”与“不含”问题这类问题的解题思路是将限制条件视为特殊元素和特殊位置,一般来讲,特殊要先满足,其余则“一视同仁”.若正面入手不易,则从反面入手,寻找问题的突破口,即采用排除法.解题时要注意分清“有且仅有”“至多”“至少”“全是”“都不
5、是”“不都是”等词语的确切含义,准确把握分类标准.几何中的计算问题在处理几何问题中的组合应用问题时,应先明确几何中的点、线、面及构型,明确平面图形和立体图形中的点、线、面之间的关系,将几何问题抽象成组合问题来解决.分组、分配问题分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同,是不可区分的,而后者即使两组元素个数相同,但因元素不同,仍然是可区分的. 简单的组合问题【技法点拨】解简单的组合应用题的策略(1)解简单的组合应用题时,首先要判断它是不是组合问题,组合问题与排列问题的根本区别在于排列问题与取出元素之间的顺序有关,而组合问题与取出元素的顺序无关,只要元素相同即可.(2)要注意两
6、个基本原理的运用,即分类与分步的灵活运用,在分类和分步时,一定注意有无重复或遗漏.【典例训练】1.某人决定投资3种股票和4种债券,经纪人向他推荐了6种股票和5种债券,则此人不同的投资方式有_种.2.在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;(5)甲、乙、丙三人至少1人参加;(6)甲、乙、丙三人至多2人参加.【解析】1.需分两步:第一步,根据经纪人的推荐在6种股票中选3种,共有 种选法;第二步,根据经纪人的推荐在5
7、种债券中选4种,共有 种选法.根据分步乘法计数原理,此人有 种不同的投资方式.答案:10036C45C3465C C1002.(1) 种不同的选法;(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有 种不同的选法;(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有 种不同的选法;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有 种选法,再从另外的9人中选4人,有 种选法.共有 种不同的选法;512C79229C3659C12613C349C1439C C378(5)方法一(直接法):可分为三类:第一类:甲、乙、丙中有1人参加,共有 种;第二类:甲、乙、
8、丙中有2人参加,共有 种;第三类:甲、乙、丙中有3人参加,共有 种.共有 种不同的选法.方法二(间接法):12人中任意选5人,共有 种,甲、乙、丙三人都不能参加的有 种,所以,共有 种不同的选法.1439C C3782339C C2523239C C36142332393939C CC CC C666512C59C55129CC666(6)方法一(直接法):甲、乙、丙三人至多2人参加,可分为三类:第一类:甲、乙、丙都不参加,共有 种;第二类:甲、乙、丙中有1人参加,共有 种;第三类:甲、乙、丙中有2人参加,共有 种.共有 种不同的选法.方法二(间接法):12人中任意选5人,共有 种,甲、乙、丙
9、三人全参加的有 种,所以,共有 种不同的选法.59C1439C C2339C C5142393939CC CC C756512C29C52129CC756【归纳】解决形如题2的问题的关注点.提示:(1)解决简单的组合问题时,可根据题意分别对不同问题中的“含”与“不含”作出正确的判断和分析.注意“至少”“至多”问题,运用间接法解会简化思维过程,如题2中的(5)(6).(2)对题目中的元素分类后,被取出的元素“含有”哪一类,“含有”多少个,或者对于某个特殊元素,被取出的元素中含不含这个特殊元素,这些都是解题的关键.【变式训练】(2012陕西高考)两人进行乒乓球比赛,先赢3局者获胜,决出胜负为止,则
10、所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有( )(A)10种 (B)15种 (C)20种 (D)30种【解题指南】根据决出胜负这一条件,可以分两类情况:甲赢或乙赢(设两人分别为甲、乙),则计算一种情形后再乘以2即可.【解析】选C.一方赢,则只要在5局中赢3局即可,有 种情形,所以共有102=20种情形.35C10 组合应用题的分组问题【技法点拨】1.分组问题属于“组合”问题,常见的分组问题有三种(1)完全均匀分组,每组的元素个数均相等;(2)部分均匀分组,应注意不要重复,若有n组均匀,最后必须除以n!;(3)完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.2.分配问题属于“排列”问题分配
11、问题可以按要求逐个分配,也可以分组后再分配. 【典例训练】1.(2012新课标全国高考)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )(A)12种 (B)10种 (C)9种 (D)8种2.有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法有_种.3.6本不同的书,按下列要求各有多少种不同的选法:(1)分给甲、乙、丙三人,每人两本;(2)分为三份,每份两本;(3)分为三份,一份一本,一份两本,一份三本;(4)分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本.【解析
12、】1.选A.将4名学生均分为2个小组共有 种分法;将2个小组的同学分给两名教师带有 种分法,最后将两个小组的人员分配到甲、乙两地有 种分法.故不同的安排方案共有322=12(种).224222C C3A22A222A22.先考虑分组,即10人中选4人分为三组,其中两组各一人,另一组二人,共有 (种)分法.再考虑排列,甲任务需2人承担,因此2人的那个组只能承担甲任务,而一个人的两组既可以承担乙任务又可以承担丙任务,所以共有 (种)不同的选法.答案:2 520112109822C C CA11221098222C C CA2 520A3.(1)根据分步乘法计数原理得有 种.(2)分给甲、乙、丙三人
13、,每人两本有 种方法,这个过程可以分两步完成:第一步分为三份,每份两本设有x种方法;第二步再将这三份分给甲、乙、丙三名同学有 种方法.根据分步乘法计数原理可得: 所以 因此分为三份,每份两本一共有15种方法.222642C C C90222642C C C22236423C C CxA,22264233C C Cx15.A33A(3)这是“不均匀分组”问题,一共有 种方法.(4)在(3)的基础上再进行全排列,所以一共有 种方法.123653C C C6012336533C C C A360【互动探究】若题3条件不变,则分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少种不同的选法?【解题指南】“至少一本
14、”包括三种类型:“2,2,2型”“1,2,3型”“1,1,4型”.【解析】可以分为三类情况:“2,2,2型”,即(1)中的分配情况,有 种方法;“1,2,3型”,即(4)中的分配情况,有 种方法;“1,1,4型”,有 种方法.所以一共有90+360+90540种方法.222642C C C9012336533C C C A3604363C A90【归纳】解答题3(2)和(4)易忽视的问题及解决此类问题的关键点.提示:(1)解答题3(2)易忽视除以 ,解答题3(4)易忽视乘以 .(2)解决此类问题时,要分清问题是“无对象的均匀分配”还是“无对象的非均匀分配”.对于“无对象的均匀分配”问题(如第(
15、2)小题)只需按“有对象的均匀分配”问题列式后除以组数的全排列数;对于“无对象的非均匀分配”问题(如第(4)小题)只需先分组后排列即可.33A33A 有限制条件的组合问题【技法点拨】解答有限制条件的组合问题的基本方法直接法间接法优先安排特殊元素的选取,再安排其他元素的选取.正面情况分类较多时,从反面入手,”正难则反”.【典例训练】1.从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有( )(A)70种 (B) 80种 (C) 100种 (D)140种2.(2012山东高考)现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张
16、,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为( )(A)232 (B)252 (C)472 (D)4843.假设在100件产品中有3件是次品,从中任意抽取5件,求下列抽取方法各有多少种.(1)没有次品;(2)恰有两件是次品;(3)至少有两件是次品.【解析】1.选A.方法一(直接法):一男两女,有 (种),两男一女,有 (种),共计70种. 方法二(间接法):任意选取 种,其中都是男医生的有 种,都是女医生的有 种,于是符合条件的有84-10-470(种).1254C C5 6 302154C C10 4 4039C8435C1034C42.选C.从16张不同的卡片中任
17、取3张共有 种,其中有两张红色的有 其中三张卡片颜色相同的有 所以3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张的不同取法的种数为 种.31616 15 14C5603 2 1 21412CC ,34C4.3213164124CCCC44723.(1)没有次品的抽法就是从97件正品中抽取5件的抽法,共有 =64 446 024种.(2)恰有2件是次品的抽法就是从97件正品中抽取3件,并从3件次品中抽2件的抽法,共有 种.597C32973C C442 320(3)至少有2件是次品的抽法,按次品件数来分,有二类:第一类,从97件正品中抽取3件,并从3件次品中抽取2件,有 种.第二类,从97件正品中
18、抽取2件,并将3件次品全部抽取,有 种.按分类加法计数原理有 种.32973C C23973C C3223973973C CC C446 976【思考】解决题3中的(3)应注意的问题是什么?提示:此题是只选“元”而不排“序”的典型的组合问题,附加的条件是从不同种类的元素中抽取,应当注意:如果第(3)题采用先从3件次品抽取2件(以保证至少有2件是次品),再从余下的98件产品中任意抽取3件的抽法,那么所得结果是 种,其结论是错误的,错在“重复”:假设3件次品是A,B,C,第一步先抽A,B,第二步再抽C和其余2件正品,与第一步先抽A,C(或B,C),第二步再抽B(或A)和其余2件正品是同一种抽法,但
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