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1、學(xué)而思高中完整講義:排列與組合.版塊二.乘法原理.學(xué)生版
知識(shí)內(nèi)容
1.基本計(jì)數(shù)原理
⑴加法原理
分類計(jì)數(shù)原理:做一件事,完成它有類辦法,在第一類辦法中有種不同的方法,在第二類辦法中有種方法,……,在第類辦法中有種不同的方法.那么完成這件事共有種不同的方法.又稱加法原理.
⑵乘法原理
分步計(jì)數(shù)原理:做一件事,完成它需要分成個(gè)子步驟,做第一個(gè)步驟有種不同的方法,做第二個(gè)步驟有種不同方法,……,做第個(gè)步驟有種不同的方法.那么完成這件事共有種不同的方法.又稱乘法原理.
⑶加法原理與乘法原理的綜合運(yùn)用
如果完成一件事的各種方法是相互獨(dú)立的,那么計(jì)算完成這件事
2、的方法數(shù)時(shí),使用分類計(jì)數(shù)原理.如果完成一件事的各個(gè)步驟是相互聯(lián)系的,即各個(gè)步驟都必須完成,這件事才告完成,那么計(jì)算完成這件事的方法數(shù)時(shí),使用分步計(jì)數(shù)原理.
分類計(jì)數(shù)原理、分步計(jì)數(shù)原理是推導(dǎo)排列數(shù)、組合數(shù)公式的理論基礎(chǔ),也是求解排列、組合問題的基本思想方法,這兩個(gè)原理十分重要必須認(rèn)真學(xué)好,并正確地靈活加以應(yīng)用.
2. 排列與組合
⑴排列:一般地,從個(gè)不同的元素中任取個(gè)元素,按照一定的順序排成一列,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)排列.(其中被取的對象叫做元素)
排列數(shù):從個(gè)不同的元素中取出個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的排列數(shù),用符號(hào)表示.
排列數(shù)公式:,,并且
3、.
全排列:一般地,個(gè)不同元素全部取出的一個(gè)排列,叫做個(gè)不同元素的一個(gè)全排列.
的階乘:正整數(shù)由到的連乘積,叫作的階乘,用表示.規(guī)定:.
⑵組合:一般地,從個(gè)不同元素中,任意取出個(gè)元素并成一組,叫做從個(gè)元素中任取個(gè)元素的一個(gè)組合.
組合數(shù):從個(gè)不同元素中,任意取出個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從個(gè)不同元素中,任意取出個(gè)元素的組合數(shù),用符號(hào)表示.
組合數(shù)公式:,,并且.
組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì):性質(zhì)1:;性質(zhì)2:.(規(guī)定)
⑶排列組合綜合問題
解排列組合問題,首先要用好兩個(gè)計(jì)數(shù)原理和排列組合的定義,即首先弄清是分類還是分步,是排列還是組合,同時(shí)要掌握一些常見類型的排列組合問題的解法:
4、1.特殊元素、特殊位置優(yōu)先法
元素優(yōu)先法:先考慮有限制條件的元素的要求,再考慮其他元素;
位置優(yōu)先法:先考慮有限制條件的位置的要求,再考慮其他位置;
2.分類分步法:對于較復(fù)雜的排列組合問題,常需要分類討論或分步計(jì)算,一定要做到分類明確,層次清楚,不重不漏.
3.排除法,從總體中排除不符合條件的方法數(shù),這是一種間接解題的方法.
4.捆綁法:某些元素必相鄰的排列,可以先將相鄰的元素“捆成一個(gè)”元素,與其它元素進(jìn)行排列,然后再給那“一捆元素”內(nèi)部排列.
5.插空法:某些元素不相鄰的排列,可以先排其它元素,再讓不相鄰的元素插空.
6.插板法:個(gè)相同元素,分成組,每組至少一個(gè)的分組問題—
5、—把個(gè)元素排成一排,從個(gè)空中選個(gè)空,各插一個(gè)隔板,有.
7.分組、分配法:分組問題(分成幾堆,無序).有等分、不等分、部分等分之別.一般地平均分成堆(組),必須除以!,如果有堆(組)元素個(gè)數(shù)相等,必須除以!
8.錯(cuò)位法:編號(hào)為1至的個(gè)小球放入編號(hào)為1到的個(gè)盒子里,每個(gè)盒子放一個(gè)小球,要求小球與盒子的編號(hào)都不同,這種排列稱為錯(cuò)位排列,特別當(dāng),3,4,5時(shí)的錯(cuò)位數(shù)各為1,2,9,44.關(guān)于5、6、7個(gè)元素的錯(cuò)位排列的計(jì)算,可以用剔除法轉(zhuǎn)化為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)元素的錯(cuò)位排列的問題.
1.排列與組合應(yīng)用題,主要考查有附加條件的應(yīng)用問題,解決此類問題通常有三種途徑:
①元素分析法:以元素為主,
6、應(yīng)先滿足特殊元素的要求,再考慮其他元素;
②位置分析法:以位置為主考慮,即先滿足特殊位置的要求,再考慮其他位置;
③間接法:先不考慮附加條件,計(jì)算出排列或組合數(shù),再減去不符合要求的排列數(shù)或組合數(shù).
求解時(shí)應(yīng)注意先把具體問題轉(zhuǎn)化或歸結(jié)為排列或組合問題;再通過分析確定運(yùn)用分類計(jì)數(shù)原理還是分步計(jì)數(shù)原理;然后分析題目條件,避免“選取”時(shí)重復(fù)和遺漏;最后列出式子計(jì)算作答.
2.具體的解題策略有:
①對特殊元素進(jìn)行優(yōu)先安排;
②理解題意后進(jìn)行合理和準(zhǔn)確分類,分類后要驗(yàn)證是否不重不漏;
③對于抽出部分元素進(jìn)行排列的問題一般是先選后排,以防出現(xiàn)重復(fù);
④對于元素相鄰的條件,采取捆綁法;對于元素
7、間隔排列的問題,采取插空法或隔板法;
⑤順序固定的問題用除法處理;分幾排的問題可以轉(zhuǎn)化為直排問題處理;
⑥對于正面考慮太復(fù)雜的問題,可以考慮反面.
⑦對于一些排列數(shù)與組合數(shù)的問題,需要構(gòu)造模型.
典例分析
乘法原理
【例1】 公園有個(gè)門,從一個(gè)門進(jìn),一個(gè)門出,共有_____種不同的走法.
【例2】 將個(gè)不同的小球放入個(gè)盒子中,則不同放法種數(shù)有_______.
【例3】 如果在一周內(nèi)(周一至周日)安排三所學(xué)校的學(xué)生參觀某展覽館,每天最多只安排一所學(xué)校,要求甲學(xué)校連續(xù)參觀兩天,其余兩所學(xué)校均只參觀一天,那么不同的安排方法共有
8、 種.
【例4】 高二年級一班有女生人,男生人,從中選取一名男生和一名女生作代表,參加學(xué)校組織的調(diào)查團(tuán),問選取代表的方法有幾種.
【例5】 六名同學(xué)報(bào)名參加三項(xiàng)體育比賽,每人限報(bào)一項(xiàng),共有多少種不同的報(bào)名結(jié)果?
【例6】 六名同學(xué)參加三項(xiàng)比賽,三個(gè)項(xiàng)目比賽冠軍的不同結(jié)果有多少種?
【例7】 用,,,,,組成六位數(shù)(沒有重復(fù)數(shù)字),要求任何相鄰兩個(gè)數(shù)字的奇偶性不同,且和相鄰,這樣的六位數(shù)的個(gè)數(shù)是__________(用數(shù)字作答).
9、【例8】 從集合中任選兩個(gè)元素作為橢圓方程中的和,則能組成落在矩形區(qū)域且內(nèi)的橢圓個(gè)數(shù)為( ?。?
A. B. C. D.
【例9】 若一系列函數(shù)的解析式相同,值域相同,但其定義域不同,則稱這些函數(shù)為“同族函數(shù)”,那么函數(shù)解析式為,值域?yàn)榈摹巴搴瘮?shù)”共有( )
A.個(gè) B.個(gè) C.個(gè) D.個(gè)
【例10】 某銀行儲(chǔ)蓄卡的密碼是一個(gè)位數(shù)碼,某人采用千位、百位上的數(shù)字之積作為十位和個(gè)位上的數(shù)字(如)的方法設(shè)計(jì)密碼,當(dāng)積為一位數(shù)時(shí),十位上數(shù)字選,并且千位、
10、百位上都能取.這樣設(shè)計(jì)出來的密碼共有( )
A.個(gè) B.個(gè) C.個(gè) D.個(gè)
【例11】 從集合中,選出個(gè)數(shù)組成子集,使得這個(gè)數(shù)中的任何兩個(gè)數(shù)之和不等于,則取出這樣的子集的個(gè)數(shù)為( )
A. B. C. D.
【例12】 若、是整數(shù),且,,則以為坐標(biāo)的不同的點(diǎn)共有多少個(gè)?
【例13】 用,,,,,這個(gè)數(shù)字:
⑴可以組成______________個(gè)數(shù)字不重復(fù)的三位數(shù).
⑵可以組成______________個(gè)數(shù)字允許重復(fù)的三位數(shù).
【例14】 六名同學(xué)報(bào)名參加三項(xiàng)體育比賽,共有多少種不同的報(bào)名結(jié)果?
【例15】 將名教師分配到所中學(xué)任教,每所中學(xué)至少一名教師,則不同的分配方案共有( )種.
A. B. C. D.