排列组合公式排列组合计算公式Word文档格式.docx
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即不要求顺序的,属于"
组合C〞计算*畴。
上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重复的个数即为最终组合数C(3,9)=9*8*7/3*2*1
排列、组合的概念和公式典型例题分析
例1 设有3名学生和4个课外小组.〔1〕每名学生都只参加一个课外小组;
〔2〕每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加.各有多少种不同方法?
解〔1〕由于每名学生都可以参加4个课外小组中的任何一个,而不限制每个课外小组的人数,因此共有种不同方法.
〔2〕由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加,因此共有种不同方法.
点评
由于要让3名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进展计算.
例2排成一行,其中不排第一,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少种?
解
依题意,符合要求的排法可分为第一个排、、中的*一个,共3类,每一类中不同排法可采用画"
树图〞的方式逐一排出:
∴符合题意的不同排法共有9种.
按照分"
类〞的思路,此题应用了加法原理.为把握不同排法的规律,"
树图〞是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计数问题的一种数学模型.
例3 判断以下问题是排列问题还是组合问题?
并计算出结果.
〔1〕高三年级学生会有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〕高二年级数学课外小组共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种不同的商?
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?
分析 〔1〕①由于每人互通一封信,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.
〔1〕①是排列问题,共用了封信;
②是组合问题,共需握手〔次〕.
〔2〕①是排列问题,共有〔种〕不同的选法;
②是组合问题,共有种不同的选法.
〔3〕①是排列问题,共有种不同的商;
②是组合问题,共有种不同的积.
〔4〕①是排列问题,共有种不同的选法;
例4 证明.
证明 左式
右式.
∴等式成立.
点评 这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质,可使变形过程得以简化.
例5 化简.
解法一 原式
解法二 原式
解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;
解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化.
例6 解方程:
〔1〕;
〔2〕.
解〔1〕原方程
解得.
〔2〕原方程可变为
∵,,
∴原方程可化为.
即,解得
第六章
排列组合、二项式定理
一、考纲要求
1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单的问题.
2.理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合数的性质,并能用它们解决一些简单的问题.
3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一些简单问题.
二、知识构造
三、知识点、能力点提示
(一)加法原理乘法原理
说明
加法原理、乘法原理是学习排列组合的根底,掌握此两原理为处理排列、组合中有关问题提供了理论根据.
例1
5位高中毕业生,准备报考3所高等院校,每人报且只报一所,不同的报名方法共有多少种"
解:
5个学生中每人都可以在3所高等院校中任选一所报名,因而每个学生都有3种不同的报名方法,根据乘法原理,得到不同报名方法总共有
3×
3=35(种)
(二)排列、排列数公式
排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为独特,它研究的对象以及研究问题的方法都和前面掌握的知识不同,内容抽象,解题方法比拟灵活,历届高考主要考察排列的应用题,都是选择题或填空题考察.
例2
由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中小于50000的偶数共有(
)
A.60个
B.48个
C.36个
D.24个
解
因为要求是偶数,个位数只能是2或4的排法有P12;
小于50000的五位数,万位只能是1、3或2、4中剩下的一个的排法有P13;
在首末两位数排定后,中间3个位数的排法有P33,得P13P33P12=36(个)
由此可知此题应选C.
例3
将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格里,每格填一个数字,则每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有多少种"
将数字1填入第2方格,则每个方格的标号与所填的数字均不一样的填法有3种,即2143,3142,4123;
同样将数字1填入第3方格,也对应着3种填法;
将数字1填入第4方格,也对应3种填法,因此共有填法为
3P13=9(种).
例四 例五可能有问题,等思考
三)组合、组合数公式、组合数的两个性质
历届高考均有这方面的题目出现,主要考察排列组合的应用题,且根本上都是由选择题或填空题考察.
例4
从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少有甲型与乙型电视机各1台,则不同的取法共有(
A.140种
B.84种
C.70种
D.35种
抽出的3台电视机中甲型1台乙型2台的取法有C14·
C25种;
甲型2台乙型1台的取法有C24·
C15种
根据加法原理可得总的取法有
C24·
C25+C24·
C15=40+30=70(种)
可知此题应选C.
例5
甲、乙、丙、丁四个公司承包8项工程,甲公司承包3项,乙公司承包1项,丙、丁公司各承包2项,问共有多少种承包方式"
甲公司从8项工程中选出3项工程的方式C38种;
乙公司从甲公司挑选后余下的5项工程中选出1项工程的方式有C15种;
丙公司从甲乙两公司挑选后余下的4项工程中选出2项工程的方式有C24种;
丁公司从甲、乙、丙三个公司挑选后余下的2项工程中选出2项工程的方式有C22种.
根据乘法原理可得承包方式的种数有C38×
C15×
C24×
C22=×
1=1680(种).
(四)二项式定理、二项展开式的性质
二项式定理提醒了二项式的正整数次幂的展开法则,在数学中它是常用的根底知识,从1985年至1998年历届高考均有这方面的题目出现,主要考察二项展开式中通项公式等,题型主要为选择题或填空题.
例6
在(*-)10的展开式中,*6的系数是(
)
A.-27C610
B.27C410
C.-9C610
D.9C410
设(*-)10的展开式中第γ+1项含*6,
因Tγ+1=Cγ10*10-γ(-)γ,10-γ=6,γ=4
于是展开式中第5项含*6,第5项系数是C410(-)4=9C410
故此题应选D.
例7
(*-1)-(*-1)2+(*-1)3-(*-1)+(*-1)5的展开式中的*2的系数等于
此题可视为首项为*-1,公比为-(*-1)的等比数列的前5项的和,则其和为
在(*-1)6中含*3的项是C36*3(-1)3=-20*3,因此展开式中*2的系数是-20.
(五)综合例题赏析
例8
假设(2*+)4=a0+a1*+a2*2+a3*3+a4*4,则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值为(
A.1
B.-1
C.0
D.2
A.
例9
2名医生和4名护士被分配到2所学校为学生体检,每校分配1名医生和2名护士,不同的分配方法共有(
A.6种
B.12种
C.18种
D.24种
分医生的方法有P22=2种,分护士方法有C24=6种,所以共有6×
2=12种不同的分配方法。
应选B.
例10
从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少要有甲型与乙型电视机各1台,则不同取法共有(
).
取出的3台电视机中,甲型电视机分为恰有一台和恰有二台两种情形.
∵C24·
+C25·
C14=5×
6+10×
4=70.
∴应选C.
例11
*小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2名代表,至少有1名女生中选的不同选法有(
A.27种
B.48种
C.21种
分恰有1名女生和恰有2名女生代表两类:
∵C13·
C17+C23=3×
7+3=24,
∴应选D.
例12
由数学0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有(
A.210个
B.300个
C.464个
D.600个
先考虑可组成无限制条件的六位数有多少个"
应有P15·
P55=600个.
由对称性,个位数小于十位数的六位数和个位数大于十位数的六位数各占一半.
∴有×
600=300个符合题设的六位数.
例13
以一个正方体的顶点为顶点的四面体共有(
A.70个
B.64个
C.58个
D.52个
如图,正方体有8个顶点,任取4个的组合数为C48=70个.
其中共面四点分3类:
构成侧面的有6组;
构成垂直底面的对角面的有2组;
形如(ADB1C1)的有4组.
∴能形成四面体的有70-6-2-4=58(组)
应选C.
例14
如果把两条异面直线看成"
一对〞,则六棱锥的棱所在的12条直线中,异面直线共有(
A.12对
B.24对
C.36对
D.48对
设正六棱锥为O—ABCDEF.
任取一侧棱OA(C16)则OA与BC、CD、DE、EF均形成异面直线对.
∴共有C16×
4=24对异面直线.
例15
正六边形的中心和顶点共7个点,以其中三个点为顶点的三角形共个(以数字作答).
7点中任取3个则有C37=35组.
其中三点共线的有3组(正六边形有3条直径).
∴三角形个数为35-3=32个.
例16
设含有10个元素的集合的全部子集数为S,其中由3个元素组成的子集数为T,则的值为。
10个元素的集合的全部子集数有:
S=C010+C110+C210+C310+C410+C510+C610+C710+C810+C910+C1010=210=1024
其中,含3个元素的子集数有T=C310=120
故=
例17
例17在50件产品n中有4件是次品,从中任意抽了5件,至少有3件是次品的抽法共
种(用数字作答).
"
至少3件次品〞即"
有3件次品〞或"
有4件次品〞.
∴C34·
C246+C44·
C146=4186(种)
例18
有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承当,乙、丙各需1人承当,从10人中选派4人承当这三项任务,不同的选法共有(
A.1260种
B.2025种
C.2520种
D.5040种
先从10人中选2个承当任务甲(C210)
再从剩余8人中选1人承当任务乙(C18)
又从剩余7人中选1人承当任务乙(C17)
∴有C210·
C18C17=2520(种).
例19
集合{1,2,3}子集总共有(
A.7个
B.8个
C.6个
D.5个
三个元素的集合的子集中,不含任何元素的子集有一个,由一个元素组成的子集数
C13,由二个元素组成的子集数C23。
由3个元素组成的子集数C33。
由加法原理可得集合子集的总个数是
C13+C23+C33+1=3+3+1+1=8
故此题应选B.
例20
假设在200件产品中有3件是次品,现在从中任意抽取5件,其中至少有两件次品的抽法有(
A.C23C3197种
B.C23C3197+C33C2197
C.C5200-C5197
D.C5200-C13C4197
5件中恰有二件为次品的抽法为C23C3197,
5件中恰三件为次品的抽法为C33C2197,
∴至少有两件次品的抽法为C23C3197+C33C2197.
例21
两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,假设8名学生入座(每人一个座位),则不同座法的总数是(
A.C58C38
B.P12C58C38 C.P58P38