第1课时两个计数原理、排列与组合
[考试要求]1.理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理.2.理解排列、组合的概念,能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式.3.会用两个计数原理及排列、组合分析和解决一些简单的实际问题.
1.两个计数原理
分类加法
计数原理
完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法
分步乘法
计数原理
完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法
2.排列与组合的概念
排列
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列
组合
作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
3.排列数、组合数的定义、公式、性质
排列数
组合数
定义
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数
公式
Aeq\o\al(m,n)=n(n-1)·(n-2)·…·(n-m+1)=eq\f(n!,?n-m?!)
Ceq\o\al(m,n)=eq\f(A\o\al(m,n),A\o\al(m,m))=eq\f(1,m!)[n·(n-1)·(n-2)·…·(n-m+1)]=eq\f(n!,m!?n-m?!)
性质
Aeq\o\al(n,n)=n!,
0!=1
Aeq\o\al(m,n)=n·Aeq\o\al(m-1,n-1)
Ceq\o\al(n,n)=1,Ceq\o\al(0,n)=1
Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n)
Ceq\o\al(m,n)+Ceq\o\al(m-1,n)=Ceq\o\al(m,n+1)
[常用结论]
排列数、组合数常用公式
(1)Aeq\o\al(m,n)=(n-m+1)Aeq\o\al(m-1,n).
(2)Aeq\o\al(m,n)=nAeq\o\al(m-1,n-1).
(3)(n+1)!-n!=n·n!.
(4)kCeq\o\al(k,n)=nCeq\o\al(k-1,n-1),Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n).
(5)Ceq\o\al(m,n)+Ceq\o\al(m,n-1)+…+Ceq\o\al(m,m+1)+Ceq\o\al(m,m)=Ceq\o\al(m+1,n+1).
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.(×)
(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.(√)
(3)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.(√)
二、教材经典衍生
1.(人教A版选择性必修第三册P11习题6.1T2改编)如图,从甲地到乙地有3条路,从乙地到丁地有2条路;从甲地到丙地有3条路,从丙地到丁地有4条路.则从甲地到丁地的不同路线共有()
A.12条 B.15条
C.18条 D.72条
C[若路线为甲乙丁,则有3×2=6(条);若路线为甲丙丁,则有3×4=12(条),故共有6+12=18(条).故选C.]
2.(人教A版选择性必修第三册P19例4改编)从0,1,2,3,4,5这六个数字中选3个数字,可以组成的无重复数字的三位偶数的个数为()
A.52 B.56
C.48 D.72
A[当个位为0时,共有Aeq\o\al(2,5)=5×4=20(个);当个位不为0时,共有Aeq\o\al(1,2)Aeq\o\al(1,4)Aeq\o\al(1,4)=2×4×4=32(个),所以综合可得,无重复数字的三位偶数共有20+32=52(个).故选A.]
3.(人教A版选择性必修第三册P27习题6.2T13改编)从2名女生,4名男生中选3人参加学科竞赛,且至少有1名女生入选,则不同的选法共有________种.(用数字作答)
16[法一:可分两种情况:第一种情况,只有1名女生入选,不同的选法有Ceq\o\al(1,2)Ceq\o\al(2,4)=12(种);第二种情况,有2名女生入选,不同的选法有Ceq\o\al(2,2)Ceq\o\al(1,4)=4(种).根据分类加法计数原理知,至少有1名女生入选的不同的选法共有12+4=16(种).
法二:从6人中任选3人,不同的选法共有Ceq\o\al(3,6)=20(种),从6人中任选3人都是男生,不同的选法有Ceq\o\al(3,4)=4(种),所以至少有1名女生入选的不同的选法共有20-4=16(种).]
4.(易错题)(人教A版选择性