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优质课件-排列组合应用题的解题技巧


排列组合应用题的解题技巧
教学目的

教学过程
课堂练习 课堂小结

1.熟悉解决排列组合问题的基本 方法;
2.让学生掌握基本的排列组合应 用题的解题技巧; 3.学会应用数学思想分析解决排 列组合问题.

一 复习引入
二 新课讲授 排列组合问题在实际应用中是非常广泛的, 并

且在实际中的解题方法也是比较复杂的,下 面就通过一些实例来总结实际应用中的解题技 巧.

例题1
例题4

例题2
例题5

例题3
例题6

1.排列的定义:从n个不同元素中,任取m个元素,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. 2.组合的定义:从n个不同元素中,任取m个元素,并成一组, 叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个 组合.
m 3.排列数公式: Pn ? n ( n ? 1)( n ? 2) ? ( n ? m ? 1)

n! ( n ? m )! m P n ( n ? 1)( n ? 2) ? ( n ? m ? 1) m n C ? ? 4.组合数公式: n m m! P m ?
? n! m! ( n ? m )!

排列与组合的区别与联系:与顺序有关的 为排列问题,与顺序无关的为组合问题.

例1 学校组织老师学生一起看电影,同一排电影票12张。 8个学生,4个老师,要求老师在学生中间,且老师互不 相邻,共有多少种不同的坐法?

分析 此题涉及到的是不相邻问题,并且是对老师有特殊 的要求,因此老师是特殊元素,在解决时就要特殊对待. 所涉及问题是排列问题. 8 P 解 先排学生共有 8 种排法,然后把老师插入学生 之间的空档,共有7个空档可插,选其中的4个空档,共 4 8 4 有P P 7 种选法.根据乘法原理,共有的不同坐法为 P 8 7 种. 结论1 插入法:对于某两个元素或者几个元素要求不 相邻的问题,可以用插入法.即先排好没有限制条件的 元素,然后将有限制条件的元素按要求插入排好元素 的空档之中即可.

例2 5个男生3个女生排成一排,3个女生要排在一起, 有多少种不同的排法? 分析 此题涉及到的是排队问题,对于女生有特殊的限 制,因此,女生是特殊元素,并且要求她们要相邻,因此 可以将她们看成是一个元素来解决问题. 解 因为女生要排在一起,所以可以将3个女生看成是一 6 个人,与5个男生作全排列,有 P 种排法 ,其中女生内部 6 3 6 3 P P 也有 P 种排法 , 根据乘法原理 , 共有 种不同的排法 . 3 6 3

结论2 捆绑法:要求某几个元素必须排在一起的问题, 可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并 为一个元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合 并元素内部也可以作排列.

例3 高二年级8个班,组织一个12个人的年级学生分会, 每班要求至少1人,名额分配方案有多少种? 分析 此题若直接去考虑的话,就会比较复杂.但如果 我们将其转换为等价的其他问题,就会显得比较清楚, 方法简单,结果容易理解. 解 此题可以转化为:将12个相同的白球分成8份,有多 少种不同的分法问题,因此须把这12个白球排成一排, 在11个空档中放上7个相同的黑球,每个空档最多放一 7 个,即可将白球分成8份,显然有C11 种不同的放法,所以 7 C 名额分配方案有 11 种. 结论3 转化法:对于某些较复杂的、或较抽象的排列 组合问题,可以利用转化思想,将其化归为简单的、具 体的问题来求解.

例4 袋中有5分硬币23个,1角硬币10个,如果从袋中 取出2元钱,有多少种取法? 分析 此题是一个组合问题,若是直接考虑取钱的问题 的话,情况比较多,也显得比较凌乱,难以理出头绪来. 但是如果根据组合数性质考虑剩余问题的话,就会很 容易解决问题. 解 把所有的硬币全部取出来,将得到 0.05×23+0.10×10=2.15元,所以比2元多0.15元,所 以剩下0.15元即剩下3个5分或1个5分与1个1角,所以 3 1 1 C ? C ? C 共有 23 23 10 种取法. 结论4 剩余法:在组合问题中,有多少取法,就有多少 种剩法,他们是一一对应的,因此,当求取法困难时,可 转化为求剩法.

例5 期中安排考试科目9门,语文要在数学之前考,有 多少种不同的安排顺序? 分析 对于任何一个排列问题,就其中的两个元素来讲 的话,他们的排列顺序只有两种情况,并且在整个排列 中,他们出现的机会是均等的,因此要求其中的某一种 情况,能够得到全体,那么问题就可以解决了.并且也避 免了问题的复杂性. 解 不加任何限制条件,整个排法有 P99 种,“语文安排 在数学之前考”,与“数学安排在语文之前考”的排法 1 9 P9 是相等的,所以语文安排在数学之前考的排法共有 2 种 . 5 对等法:在有些题目中,它的限制条件的肯定与 结论
否定是对等的,各占全体的二分之一.在求解中只要求 出全体,就可以得到所求.

例6 我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班 长、团支部书记至少有一人在内的抽法有多少种?
分析 此题若是直接去考虑的话,就要将问题分成好几 种情况,这样解题的话,容易造成各种情况遗漏或者重 复的情况.而如果从此问题相反的方面去考虑的话,不 但容易理解,而且在计算中也是非常的简便.这样就可 以简化计算过程. 5 C 解 43人中任抽5人的方法有 43 种,正副班长,团支部 5 书记都不在内的抽法有C40 种,所以正副班长,团支部书 5 5 记至少有1人在内的抽法有 C43 ? C40 种. 结论6 排异法:有些问题,正面直接考虑比较复杂,而它 的反面往往比较简捷,可以先求出它的反面,再从整体中 排除.

练习1 某人射击8枪,命中4枪,那么命中的4枪中恰有3 枪是连中的情形有几种? 练习2 一排8个座位,3人去坐,每人两边至少有一个空 座的坐法有多少种? 练习3 马路上有编号为1,2,3,……10的十只路灯,为节 约电而不影响照明,可以把其中的三只路灯关掉,但不能 同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉马路两端的灯, 问满足条件的关灯方法有多少种? 练习4 A、B、C、D、E五人站成一排,如果B必须站在A 的右边,那么不同的站法有多少种? 练习5 某电路有5个串联的电子元件,求发生故障的不 同情形数目?

小结:
本节课我们学习了解决排列组合应用题的一些解 题技巧,具体有插入法,捆绑法,转化法,剩余法,对等法, 排异法;对于不同的题目,根据它们的条件,我们就可以 选取不同的技巧来解决问题.对于一些比较复杂的问题, 我们可以将几种技巧结合起来应用,便于我们迅速准确 地解题.在这些技巧中所涉及到的数学思想方法,例如: 分类讨论思想,变换思想,特殊化思想等等,要在应用中 注意掌握.


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