2018-2019年高中數(shù)學(xué) 第一章 計(jì)數(shù)原理 1.2.1 第一課時(shí) 排列與排列數(shù)公式學(xué)案 新人教A版選修2-3.doc

第一課時(shí)排列與排列數(shù)公式教材研讀預(yù)習(xí)教材P1420，思考以下問題1排列的概念是什么？2排列數(shù)的定義是什么？什么是排列數(shù)公式？3排列數(shù)公式有哪些性質(zhì)？要點(diǎn)梳理1排列的概念從n個(gè)不同元素中取出m(mn)個(gè)元素，按照一定的順序排成一列，叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列2相同排列的兩個(gè)條件(1)元素相同(2)順序相同3排列數(shù)及排列數(shù)公式自我診斷判斷(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)11,2,3與3,2,1為同一排列()2在一個(gè)排列中，同一個(gè)元素不能重復(fù)出現(xiàn)()3從1,2,3,4中任選兩個(gè)元素，就組成一個(gè)排列()4從5個(gè)同學(xué)中任選2個(gè)同學(xué)分別參加數(shù)學(xué)和物理競(jìng)賽的所有不同的選法是一個(gè)排列問題()答案1.2.3.4.思考：如何判斷一個(gè)問題是否為排列問題？提示：判斷一個(gè)具體問題是否為排列問題，就看取出元素后排列是有序的還是無序的，而檢驗(yàn)它是否有序的依據(jù)就是變換元素的“位置”(這里的“位置”應(yīng)視具體問題的性質(zhì)和條件來決定)，看其結(jié)果是否有變化，有變化就是排列問題，無變化就不是排列問題 下列問題是排列問題的為_(只填序號(hào))選2個(gè)小組分別去植樹和種菜；選2個(gè)小組分別去種菜；某班40名同學(xué)在假期互發(fā)短信；由1,2,3三個(gè)數(shù)字可以組成多少個(gè)無重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)？從40人中選5人組成籃球隊(duì)，有多少種不同的選法？從1,2,3,4中取兩個(gè)數(shù)可以組成多少個(gè)不同的集合？解析是植樹和種菜是不同的，存在順序問題，屬于排列問題不是選2個(gè)小組分別去種菜，不存在順序問題，不是排列問題是A給B發(fā)短信與B給A發(fā)短信是不同的，所以存在順序問題，是排列問題由1,2,3組成的三位數(shù)與順序有關(guān)，是排列問題，不存在順序問題，不是排列問題答案變式 將典例中的“互發(fā)短信”改為“互通電話”，則此問題是排列問題嗎？解不是，互通電話與互發(fā)短信不同，與順序無關(guān)，故不是排列問題判斷一個(gè)具體問題是否為排列問題的思路跟蹤訓(xùn)練判斷下列問題是否為排列問題：(1)某班共有50名同學(xué)，現(xiàn)要投票選舉正、副班長(zhǎng)各一人，共有多少種可能的選舉結(jié)果？(2)從2,3,5,7,9五個(gè)數(shù)字中任取兩個(gè)數(shù)分別作為對(duì)數(shù)的底數(shù)和真數(shù)，有多少個(gè)不同的對(duì)數(shù)值？(3)有12個(gè)車站，共需準(zhǔn)備多少種車票？(4)從集合Mx|1x9，xN中任取相異的兩個(gè)元素作為a，b，可以得到多少個(gè)焦點(diǎn)在x軸上的橢圓1?解(1)是選出的2人，擔(dān)任正、副班長(zhǎng)，職務(wù)不同，與順序有關(guān)，所以是排列問題；(2)是對(duì)數(shù)值與底數(shù)和真數(shù)的取值的不同有關(guān)系，與順序有關(guān)；(3)是起點(diǎn)站或終點(diǎn)站不同，則車票就不同，與順序有關(guān)(4)不是焦點(diǎn)在x軸上的橢圓，方程中的a，b必須a>b，a，b的大小一定，選出的兩數(shù)較大的只能作a，較小的只能作b，與順序無關(guān)，所以不是排列問題題型二排列數(shù)公式及應(yīng)用思考：你認(rèn)為“排列”和“排列數(shù)”是同一個(gè)概念嗎？它們有什么區(qū)別？提示：“排列”與“排列數(shù)”是兩個(gè)不同的概念，排列是指“從n個(gè)不同元素中取出m(mn)個(gè)元素，按照一定的順序排成一列”，它不是一個(gè)數(shù)，而是具體的一件事“排列數(shù)”是指“從n個(gè)不同元素中取出m(mn)個(gè)元素的所有不同排列的個(gè)數(shù)”，它是一個(gè)數(shù) (1)用排列數(shù)表示(55n)(56n)(69n)(nN*且n<55)；(2)計(jì)算2AA；(3)求證：AmAA.思路導(dǎo)引(1)(2)應(yīng)是排列數(shù)公式的正、逆用；(3)中證明常采用排列數(shù)公式的階乘形式解(1)55n,56n，69n中的最大數(shù)為69n，且共有69n(55n)115個(gè)元素，(55n)(56n)(69n)A.(2)2AA24324321482472.(3)證明：AmAmA.(1)排列數(shù)的第一個(gè)公式An(n1)(nm1)適用于具體計(jì)算以及解當(dāng)m較小時(shí)的含有排列數(shù)的方程和不等式，在運(yùn)用該公式時(shí)要注意它的特點(diǎn)；(2)排列數(shù)的第二個(gè)公式A適用于與排列數(shù)有關(guān)的證明、解方程、解不等式等，在具體運(yùn)用時(shí)，應(yīng)注意先提取公因式，再計(jì)算，同時(shí)還要注意隱含條件“mn且nN*，mN*”的運(yùn)用跟蹤訓(xùn)練1計(jì)算.解.2求3A4A中的x.解原方程3A4A可化為，即，化簡(jiǎn)，得x219x780，解得x16，x213.由題意知解得x8.所以原方程的解為x6. (1)從1,2,3,4四個(gè)數(shù)字中任取兩個(gè)數(shù)字組成兩位不同的數(shù)，一共可以組成多少個(gè)？(2)寫出從4個(gè)元素a，b，c，d中任取3個(gè)元素的所有排列思路導(dǎo)引可采用樹形圖的方法列舉，也可以直接利用排列數(shù)公式解(1)解法一：把1,2,3,4中任意一個(gè)數(shù)字排在第一個(gè)位置上，有4種排法；第一個(gè)位置排好后，第二個(gè)位置上的數(shù)字就有3種排法由題意作樹形圖，如下故組成的所有兩位數(shù)為12,13,14,21,23,24,31,32,34,41,42,43，共有12個(gè)解法二：從4個(gè)數(shù)字中任取2個(gè)，其排列個(gè)數(shù)為A4312.(2)由題意作樹形圖，如下故所有的排列為abc，abd，acb，acd，adb，adc，bac，bad，bca，bcd，bda，bdc，cab，cad，cba，cbd，cda，cdb，dab，dac，dba，dbc，dca，dcb.利用“樹形圖”法解決簡(jiǎn)單排列問題的適用范圍及策略(1)適用范圍：“樹形圖”在解決排列元素個(gè)數(shù)不多的問題時(shí)，是一種比較有效的表示方式(2)策略：在操作中先將元素按一定順序排出，然后以先安排哪個(gè)元素為分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，再安排第二個(gè)元素，并按此元素分類，依次進(jìn)行，直到完成一個(gè)排列，這樣能做到不重不漏，然后再按樹形圖寫出排列跟蹤訓(xùn)練1寫出A，B，C，D四名同學(xué)站成一排照相，A不站在兩端的所有可能站法解如圖所示的樹形圖：故所有可能的站法是BACD，BADC，BCAD，BDAC，CABD，CADB，CBAD，CDAB，DABC，DACB，DBAC，DCAB，共12種2(1)有5個(gè)不同的科研小課題，從中選3個(gè)由高二(6)班的3個(gè)學(xué)習(xí)興趣小組進(jìn)行研究，每組一個(gè)課題，共有多少種不同的安排方法？(2)12名選手參加校園歌手大獎(jiǎng)賽，比賽設(shè)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一名，每人最多獲得一種獎(jiǎng)項(xiàng)，共有多少種不同的獲獎(jiǎng)情況？解(1)從5個(gè)不同的科研小課題中選出3個(gè)，由3個(gè)學(xué)習(xí)興趣小組進(jìn)行研究，對(duì)應(yīng)于從5個(gè)不同元素中取出3個(gè)元素的一個(gè)排列因此共有A54360種不同的安排方法(2)從12名選手中選出3名獲獎(jiǎng)并安排獎(jiǎng)次，共有A1211101320種不同的獲獎(jiǎng)情況1.本節(jié)課的重點(diǎn)是排列的概念、排列數(shù)公式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用難點(diǎn)是排列數(shù)公式的計(jì)算與證明問題2本節(jié)課要重點(diǎn)掌握的規(guī)律方法(1)對(duì)排列概念的理解，見典例1；(2)利用排列數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算或證明，見典例2；(3)簡(jiǎn)單排列問題的解決方法，見典例3.3本節(jié)課的易錯(cuò)點(diǎn)是利用排列數(shù)公式A解決問題時(shí)，易忽視條件mn，且mN*，nN*.