§10.1计数原理与排列组合
课标要求1.理解分类加法计数原理、分步乘法计数原理及其意义.2.理解排列、组合的概念.3.能利用计数原理、排列组合解决简单的实际问题.
知识梳理
1.两个计数原理
(1)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=________种不同的方法.
(2)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=________种不同的方法.
2.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
按照__________排成一列
组合
作为一组
3.排列数与组合数
(1)排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有______________的个数,用符号________表示.
(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有______________的个数,用符号________表示.
4.排列数、组合数的公式及性质
公式
(1)Aeq\o\al(m,n)=________________________=____________________(n,m∈N*,且m≤n).
(2)Ceq\o\al(m,n)=eq\f(A\o\al(m,n),A\o\al(m,m))=____________(n,m∈N*,且m≤n)
性质
(1)0!=________;Aeq\o\al(n,n)=________.
(2)Ceq\o\al(0,n)=1;Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n);Ceq\o\al(m,n+1)=____________
常用结论
1.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).
(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).
2.解决排列、组合问题的十种技巧
(1)特殊元素优先安排.
(2)合理分类与准确分步.
(3)排列、组合混合问题要先选后排.
(4)相邻问题捆绑处理.
(5)不相邻问题插空处理.
(6)定序问题倍缩法处理.
(7)分排问题直排处理.
(8)“小集团”排列问题先整体后局部.
(9)构造模型.
(10)正难则反,等价转化.
自主诊断
1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)在分类加法计数原理中,某两类不同方案中的方法可以相同.()
(2)在分步乘法计数原理中,事情是分两步完成的,其中任何一个单独的步骤都能完成这件事.()
(3)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.()
(4)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.()
2.(多选)下列结论正确的是()
A.3×4×5=Aeq\o\al(3,5)
B.Ceq\o\al(2,5)+Ceq\o\al(3,5)=Ceq\o\al(2,6)
C.若Ceq\o\al(x,10)=Ceq\o\al(2x-2,10),则x=3
D.Ceq\o\al(0,7)+Ceq\o\al(2,7)+Ceq\o\al(4,7)+Ceq\o\al(6,7)=64
3.(选择性必修第三册P5例3改编)书架的第1层放有4本不同的语文书,第2层放有5本不同的数学书,第3层放有6本不同的体育书.从书架上任取1本书,不同的取法种数为________,从第1,2,3层各取1本书,不同的取法种数为________.
4.将4名学生分别安排到甲、乙、丙三地参加社会实践活动,每个地方至少安排一名学生参加,则不同的安排方案共有________种.
题型一计数原理
例1(1)如果一条直线与一个平面平行,那么称此直线与平面构成一个“平行线面组”.在一个长方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“平行线面组”的个数是()
A.60B.48C.36D.24
(2)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000大的偶数共有()
A.144个B.120个C.96个D.72个
(3)如图是在“赵爽弦图”的基础上创作出的一个“数学风车”平面模型,图中正方形ABCD内部为“赵爽弦图”(由四个全等的直角三角形和一个小正方形组成)