高考数学(理)一轮复习课件:112排列与组合(人教A.ppt
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1、1第二节 排列与组合2三年三年9 9考考 高考指数高考指数:1.1.理解排列、组合的概念理解排列、组合的概念.2.2.能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式.3.3.能解决简单的实际问题能解决简单的实际问题.31.1.排列与组合的应用是考查重点;排列与组合的应用是考查重点;2.2.常与其他知识交汇命题,考查分类讨论思想;常与其他知识交汇命题,考查分类讨论思想;3.3.题型以选择题和填空题为主,在解答题中和概率相结合进行题型以选择题和填空题为主,在解答题中和概率相结合进行考查考查.41.1.排列与排列数公式排列与排列数公式(1)(1)排列与排列数:排列与
2、排列数:(2)(2)排列数公式:排列数公式:=_=_.=_=_.(3)(3)排列数的性质:排列数的性质:=_;=_;0!=_.0!=_.顺序顺序个数个数mnAn(n-1)(n-2)(n-m+1)n(n-1)(n-2)(n-m+1)n!(nm)!n!n!1 1nnA5【即时应用】【即时应用】(1)(1)思考:排列与排列数有什么区别?思考:排列与排列数有什么区别?提示:提示:排列与排列数是两个不同的概念,排列是一个具体的排排列与排列数是两个不同的概念,排列是一个具体的排法,不是数,而排列数是所有排列的个数,是一个正整数法,不是数,而排列数是所有排列的个数,是一个正整数.(2)(2)设设x,mNx,
3、mN*,且,且m m1919x,x,则则(x-m)(x-m-1)(x-19)(x-m)(x-m-1)(x-19)用排列用排列符号可表示为符号可表示为_._.【解析】【解析】由排列数公式的特征,下标是由排列数公式的特征,下标是“连乘数连乘数”最大数最大数x-mx-m,上标是上标是“连乘数连乘数”的个数,即的个数,即(x-m)-(x-19)+1=20-m.(x-m)-(x-19)+1=20-m.答案:答案:20 mx mA6(3)(3)从从4 4名男生和名男生和3 3名女生中选出名女生中选出3 3人,分别从事三项不同的工作,人,分别从事三项不同的工作,若这若这3 3人中至少有人中至少有1 1名女生
4、,则选派方案共有名女生,则选派方案共有_种种.【解析】【解析】从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派方案共有方案共有 =186(=186(种种).).答案:答案:1861863374AA7(4)(4)一条铁路原有一条铁路原有m m个车站,为了适应客运需求新增加了个车站,为了适应客运需求新增加了2 2个车个车站,则客运车票增加了站,则客运车票增加了5858种,那么原有车站种,那么原有车站_个个.【解析】【解析】根据题意得:根据题意得:=58,=58,即即(m+2)(m+1)-m(m-1)=58,(m+2)(m+1)-m(m-1)=58,即即m
5、=14.m=14.答案:答案:141422m 2mAA82.2.组合与组合数公式组合与组合数公式(1)(1)组合与组合数:组合与组合数:(2)(2)组合数公式:组合数公式:=_=_.=_=_.(3)(3)组合数的性质:组合数的性质:=_;=_;=_;=_;=_.=_.合成一组合成一组个数个数mmnnmmACAn n1 n2nm1m!n!m!nm!0nC1 1mnCn mnCmm 1nnCCmn 1C9【即时应用】【即时应用】(1)(1)若若 则则x=_.x=_.(2)(2)某校开设某校开设1010门课程供学生选修,其中门课程供学生选修,其中A A、B B、C C三门课程由于三门课程由于上课时间
6、相同,所以至多只能选一门上课时间相同,所以至多只能选一门.学校规定,每位同学选学校规定,每位同学选修三门,则每位同学不同的选修方案种数是修三门,则每位同学不同的选修方案种数是_._.(3)(3)某班级要从某班级要从4 4名男生、名男生、2 2名女生中选派名女生中选派4 4人参加某次社区服务,人参加某次社区服务,如果要求至少有如果要求至少有1 1名女生,那么不同的选派方案种数为名女生,那么不同的选派方案种数为_._.2x 7x2020CC,10【解析】【解析】(1)(1)由由2x-7=x2x-7=x或或2x-7+x=202x-7+x=20,得,得x=7x=7或或x=9.x=9.(2)(2)分两类
7、:第一类分两类:第一类A A、B B、C C三门课程都不选,有三门课程都不选,有 =35=35种方种方案;第二类案;第二类A A、B B、C C三门课程中选一门,剩余三门课程中选一门,剩余7 7门课程中选两门课程中选两门,有门,有 =63=63种方案种方案.故共有故共有35+63=9835+63=98种方案种方案.37C1237C C11(3)(3)方法一:方法一:4 4人中至少有人中至少有1 1名女生包括名女生包括1 1女女3 3男及男及2 2女女2 2男两种情男两种情况,故不同的选派方案种数为况,故不同的选派方案种数为 =2=24+14+16=14.6=14.方法二:从方法二:从4 4男男
8、2 2女中选女中选4 4人共有人共有 种选法,种选法,4 4名都是男生的选法名都是男生的选法有有 种,故至少有种,故至少有1 1名女生的选派方案种数为名女生的选派方案种数为 =15-1=14.=15-1=14.答案:答案:(1)7(1)7或或9 (2)98 (3)149 (2)98 (3)1413222424CCCC46C44C4464CC123.3.排列问题与组合问题的区别排列问题与组合问题的区别区分某一问题是排列问题还是组合问题,关键是看所选的元素区分某一问题是排列问题还是组合问题,关键是看所选的元素与顺序是否有关,若交换某两个元素的位置对结果产生影响,与顺序是否有关,若交换某两个元素的位
9、置对结果产生影响,则是则是_问题,否则是问题,否则是_问题问题.排列排列组合组合13【即时应用】【即时应用】(1)(1)由由1 1,2 2,3 3,4 4,5 5这五个数字组成的没有重复数字的三位数这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,三位数字之和为奇数的共有中,三位数字之和为奇数的共有_个个.(.(用数字作答用数字作答)(2)(2)今有今有2 2个红球、个红球、3 3个黄球、个黄球、4 4个白球,同色球不加以区分,将个白球,同色球不加以区分,将这这9 9个球排成一列有个球排成一列有_种不同的方法种不同的方法.(.(用数字作答用数字作答)(3)(3)某工程队有某工程队有6 6项工程需要单独完
10、成,其中工程乙必须在工程项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,工甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,工程丁必须在工程丙完成后才能进行程丁必须在工程丙完成后才能进行.那么安排这那么安排这6 6项工程的不同项工程的不同排法种数是排法种数是_.(_.(用数字作答用数字作答)14【解析】【解析】(1)(1)根据题意,所选的三位数字有两种情况:根据题意,所选的三位数字有两种情况:3 3个数个数字都是奇数,有字都是奇数,有 种方法;种方法;3 3个数字中有一个是奇数,有个数字中有一个是奇数,有 种,故共有种,故共有 2424个个.(2)
11、(2)由题意,可知因同色球不加以区分,实际上是一个组合问由题意,可知因同色球不加以区分,实际上是一个组合问题,共有题,共有 =1 260=1 260种种.(3)(3)根据题意,共有根据题意,共有 2020种不同排法种不同排法.答案:答案:(1)24 (2)1 260 (3)20(1)24 (2)1 260 (3)2033A1333C A313333AC A423953CCC25A15 排列数、组合数公式的应用排列数、组合数公式的应用【方法点睛】【方法点睛】排列数、组合数公式的特点及适用范围排列数、组合数公式的特点及适用范围(1)(1)排列数公式右边第一个因数为排列数公式右边第一个因数为n n,
12、后面每个因数都比它前面,后面每个因数都比它前面那个因数少那个因数少1 1,最后一个因数是,最后一个因数是n-m+1,n-m+1,共共m m个因数个因数.公式公式 主要用于含有字母的排列数的式子的变形与论主要用于含有字母的排列数的式子的变形与论证;证;mnn!Anm!16(2)(2)组合数公式有乘积形式与阶乘形式两种,乘积形式分母为组合数公式有乘积形式与阶乘形式两种,乘积形式分母为m m!,分子左边第一个因数为!,分子左边第一个因数为n,n,后面每个因数都比它前面那个因后面每个因数都比它前面那个因数少数少1 1,最后一个因数是,最后一个因数是n-m+1,n-m+1,共共m m个因数,多用于数字计
13、算个因数,多用于数字计算.阶阶乘形式多用于对含有字母的组合数的式子进行变形和论证乘形式多用于对含有字母的组合数的式子进行变形和论证.17【例【例1 1】(1)(1)组合数组合数 (n(nr1,nr1,n、rNrN*)恒等于恒等于()()(A)(A)(B)(B)(C)(C)(D)(D)(2)(2)若若 则则x=_.x=_.(3)=_.(3)=_.r 1n 1r1Cn1r 1n 1n1 r1 Cr 1n 1nrCr 1n 1nCrxx 299A6A,n 12n 32n 3n 1CCrnC18【解题指南】【解题指南】(1)(2)(1)(2)利用排列数和组合数的公式及意义求解,利用排列数和组合数的公式
14、及意义求解,(3)(3)中注意中注意n n的取值范围的取值范围.【规范解答】【规范解答】(1)(1)选选D.D.rnn!Cr!nr!r 1n 1n1!nnC.rr1!n1r1!r19(2)(2)原方程即原方程即也就是也就是化简得化简得x x2 2-21x+104=0,-21x+104=0,解得解得x=8x=8或或x=13,x=13,又因为又因为2x9,2x9,且且xNxN*,所以所以x=8.x=8.答案:答案:8 89!9!6,9x!11x!16,9x!11x10 x9x!20(3)(3)若若 有意义,有意义,则则 解得解得2n4.2n4.当当n=2n=2时,有时,有当当n=3n=3时,有时,
15、有当当n=4n=4时,有时,有答案:答案:4 4或或7 7或或1111n 12n 32n 3n 1CC*0n12n302n3n1,nN 1113CC4;2334CC7;3555CC11.21【互动探究】【互动探究】在本例的在本例的(2)(2)中,若将条件改为中,若将条件改为 求求x x的取的取值范围值范围.【解析】【解析】原不等式即原不等式即也就是也就是化简得化简得x x2 2-21x+104-21x+1040.0.解得解得x x8 8或或x x13,13,又因为又因为2x9,2x9,且且xNxN*,所以所以x=2,3,4,5,6x=2,3,4,5,6,7.7.xx 299A6A,9!9!6,
16、9x!11x!16,9x!11x10 x9x!22【反思【反思 感悟】感悟】1.1.在排列数、组合数计算过程中要注意阶乘的运在排列数、组合数计算过程中要注意阶乘的运算及组合数性质的运用,注意含有排列数或组合数的方程都是算及组合数性质的运用,注意含有排列数或组合数的方程都是在某个正整数范围内求解在某个正整数范围内求解.2.2.应注意应注意 或或x+y=nx+y=n两种情况两种情况.xynnCCxy23【变式备选】【变式备选】计算计算 的值的值.【解析】【解析】222222345100CCCCC222222345100CCCCC32222334510032224451003225510033101
17、10133CCCCCCCCCCCCACA101 100 99166 650.3 2 1 24 排列问题的应用排列问题的应用【方法点睛】【方法点睛】解决排列类应用题的主要方法解决排列类应用题的主要方法(1)(1)直接法:把符合条件的排列数直接列式计算;直接法:把符合条件的排列数直接列式计算;(2)(2)特殊元素特殊元素(或位置或位置)优先安排的方法,即先排特殊元素或特殊优先安排的方法,即先排特殊元素或特殊位置;位置;(3)(3)捆绑法:相邻问题捆绑处理的方法,即可以把相邻元素看作捆绑法:相邻问题捆绑处理的方法,即可以把相邻元素看作一个整体参与其他元素排列,同时注意捆绑元素的内部排列;一个整体参与
18、其他元素排列,同时注意捆绑元素的内部排列;25(4)(4)插空法:不相邻问题插空处理的方法,即先考虑不受限制的插空法:不相邻问题插空处理的方法,即先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中;元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中;(5)(5)分排问题直排处理的方法;分排问题直排处理的方法;(6)“(6)“小集团小集团”排列问题中先集体后局部的处理方法;排列问题中先集体后局部的处理方法;(7)(7)定序问题除法处理的方法,即可以先不考虑顺序限制,排列定序问题除法处理的方法,即可以先不考虑顺序限制,排列后再除以定序元素的全排列后再除以定序元素的全排列.26【
19、例【例2 2】有】有3 3名男生、名男生、4 4名女生,在下列不同条件下,求不同的排名女生,在下列不同条件下,求不同的排列方法总数列方法总数.(1)(1)选其中选其中5 5人排成一排;人排成一排;(2)(2)排成前后两排,前排排成前后两排,前排3 3人,后排人,后排4 4人;人;(3)(3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾;全体排成一排,甲不站排头也不站排尾;(4)(4)全体排成一排,女生必须相邻;全体排成一排,女生必须相邻;(5)(5)全体排成一排,男生互不相邻;全体排成一排,男生互不相邻;(6)(6)全体排成一排,甲、乙两人中间恰好有全体排成一排,甲、乙两人中间恰好有3 3人人.27【解
20、题指南】【解题指南】(1)(1)无限制条件的排列问题直接应用公式;无限制条件的排列问题直接应用公式;(2)(2)先先排前排再排后排;排前排再排后排;(3)“(3)“在在”与与“不在不在”的问题,采用的问题,采用“优先优先法法”;(4)(5)(6)“(4)(5)(6)“邻邻”与与“不邻不邻”的问题,采用的问题,采用“捆绑法捆绑法”或或“插空法插空法”.28【规范解答】【规范解答】(1)(1)从从7 7个人中选个人中选5 5个人来排列,有个人来排列,有 =7=76 65 54 43=2 5203=2 520种种.(2)(2)分两步完成,先选分两步完成,先选3 3人排在前排,有人排在前排,有 种方法
21、,余下种方法,余下4 4人排在人排在后排,有后排,有 种方法,故共有种方法,故共有 =5 040=5 040种种.事实上,本小题即事实上,本小题即为为7 7人排成一排的全排列,无任何限制条件人排成一排的全排列,无任何限制条件.57A37A3474AA44A29(3)(3)(优先法优先法)方法一:甲为特殊元素方法一:甲为特殊元素.先排甲,有先排甲,有5 5种方法;其余种方法;其余6 6人有人有 种方种方法,故共有法,故共有5 5 =3 600 =3 600种种.方法二:排头与排尾为特殊位置方法二:排头与排尾为特殊位置.排头与排尾从非甲的排头与排尾从非甲的6 6个人中个人中选选2 2个排列,有个排
22、列,有 种方法,中间种方法,中间5 5个位置由余下个位置由余下4 4人和甲进行全排人和甲进行全排列,有列,有 种方法,共有种方法,共有 =3 600=3 600种种.66A26A55A2565AA66A30(4)(4)(捆绑法捆绑法)将女生看成一个整体,与将女生看成一个整体,与3 3名男生在一起进行全排名男生在一起进行全排列,有列,有 种方法,再将种方法,再将4 4名女生进行全排列,也有名女生进行全排列,也有 种方法,故种方法,故共有共有 =576=576种种.(5)(5)(插空法插空法)男生不相邻,而女生不作要求,所以应先排女生,男生不相邻,而女生不作要求,所以应先排女生,有有 种方法,再在
23、女生之间及首尾空出的种方法,再在女生之间及首尾空出的5 5个空位中任选个空位中任选3 3个空个空位排男生,有位排男生,有 种方法,故共有种方法,故共有 =1 440=1 440种种.44A44A4444AA44A35A4345AA31(6)(6)把甲、乙及中间把甲、乙及中间3 3人看作一个整体,第一步先排甲、乙两人人看作一个整体,第一步先排甲、乙两人有有 种方法,再从剩下的种方法,再从剩下的5 5人中选人中选3 3人排到中间,有人排到中间,有 种方法,种方法,最后把甲、乙及中间最后把甲、乙及中间3 3人看作一个整体,与剩余人看作一个整体,与剩余2 2人全排列,有人全排列,有 种方法,故共有种方
24、法,故共有 =720=720种种.22A35A33A233253AAA32【互动探究】【互动探究】本例中第本例中第(5)(5)问改为问改为“甲、乙两人相邻,但都不与甲、乙两人相邻,但都不与丙相邻丙相邻”,其他条件不变,应如何求解?,其他条件不变,应如何求解?【解析】【解析】先排甲、乙、丙以外的先排甲、乙、丙以外的4 4人,有人,有 种方法,由于甲、乙种方法,由于甲、乙要相邻,故再把甲、乙排好,有要相邻,故再把甲、乙排好,有 种方法,最后把排好的甲、种方法,最后把排好的甲、乙视为一个整体与丙分别插入原先排好的乙视为一个整体与丙分别插入原先排好的4 4人之间及其首尾的人之间及其首尾的5 5个空位,
25、有个空位,有 种方法种方法.所以,总共有所以,总共有 =960=960种种.44A22A25A422425AAA33【反思【反思 感悟】感悟】无限制条件的排列问题,直接利用排列数公式即无限制条件的排列问题,直接利用排列数公式即可,但要看清是全排列还是选排列问题;有限制条件的排列问可,但要看清是全排列还是选排列问题;有限制条件的排列问题,用直接法或间接法题,用直接法或间接法.34【变式备选】【变式备选】1.1.用数字用数字0 0,1 1,2 2,3 3,4 4组成没有重复数字的五位组成没有重复数字的五位数,则其中数字数,则其中数字1 1,2 2相邻的偶数有相邻的偶数有_个个(用数字作答用数字作答
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