3.组合数的两个性质:
(1)C=C;(2)C=C+C.
●点击双基
2.组合数公式C=.
1.组合的概念: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,组合的个数叫组合数,用C表示.
10.3 组合
●知识梳理
9.有点难度哟!
8个人站成一排,其中A、B、C互不相邻且D、E也互不相邻的排法有多少种?
解:先排去掉A、B、C外的5个人,有A种,
再排A、B、C 3人,有A种.
故有A·A种(含D、E相邻).
其中D、E相邻的有A·A·A种.
∴满足条件的排法种数为A·A-A·A·A=11520.
思考讨论
下述解法少了哪种情况?
解:先排A、B、C、D、E外的3人,有A种,
再排A、B、C 3人,有A种(插空),
最后排D、E 2人,有A种(插空).
故排法种数为A·A·A=6048.
●思悟小结
对带有限制条件的排列问题,要掌握基本的解题思想方法:
(1)直接法:
(2)间接法;
(3)一般先从特殊元素和特殊位置入手.
●教师下载中心
教学点睛
排列与组合是两类特殊的计数问题,它还有一些较为独特的思考方法,应理解掌握.关于排列组合问题,大致有下面几种解法:第一,不附加条件的排列组合问题.大多用分类讨论的方法,注意分类不重不漏.第二,元素必须相邻.一般采用看作一个整体的方法.第三,元素不相邻.采用插空法.第四,排列组合的混合型问题.交替使用两个原理.第五,间接法.把不合条件的排列数或组合数剔除掉.第六,穷举法.把符合条件的所有排列或组合一一写出来.
拓展题例
[例1] (1)书架上有3本不同的书,如果保持这些书的相对顺序不变,再放上2本不同的书,有多少种不同的放法?
(2)身高均不相同的7个人排成一列,要求正中间的个子最高,从中间向两边看,一个比一个矮,有多少种不同的排法?
解:(1)问题相当于5本书排成一排,其中某3本书的顺序一定.所以共有=A=20种放法.
(2)先排正中间的人,只有1种方法,再排左边的3个人,有C种方法,剩下的3个人排在右边的3个位子中只有1种方法,所以共有C=20种方法.
评述:第(1)题是定序排列问题,可用缩倍法求解.
[例2] 有4名男生、5名女生,全体排成一行,问下列情形各有多少种不同的排法?
(1)甲不在中间也不在两端;
(2)甲、乙两人必须排在两端;
(3)男、女生分别排在一起;
(4)男女相间;
(5)甲、乙、丙三人从左到右顺序保持一定.
分析:这是一个排列问题,一般情况下,我们会从受到限制的特殊元素开始考虑,有时也从特殊的位置讨论起.
解:(1)方法一:(元素分析法)先排甲有6种,其余有A种,故共有6·A=241920种排法.
方法二:(位置分析法)中间和两端有A种排法,包括甲在内的其余6人有A种排法,故共有A·A=336×720=241920种排法.
方法三:(等机会法)9个人的全排列数有A种,甲排在每一个位置的机会都是均等的,依题意,甲不在中间及两端的排法总数是A×=241920种.
方法四:(间接法)A-3·A=6A=241920种.
(2)先排甲、乙,再排其余7人,共有A·A=10800种排法.
(3)(捆绑法)A·A·A=5760种.
(4)(插空法)先排4名男生有A种方法,再将5名女生插空,有A种方法,故共有A·A=2880种排法.
(5)方法一:(等机会法)9人共有A种排法,其中甲、乙、丙三人有A种排法,因而在A种排法中每A种对应一种符合条件的排法,故共有=60480种排法.
方法二:C·A=60480种.
点评:本题集排列多种类型于一题,充分体现了元素分析法(优先考虑特殊元素)、位置分析法(优先考虑特殊位置)、直接法、间接法(排除法)、捆绑法、等机会法、插空法等常见的解题思路.
8.(理)用1,2,3,4,5排成一个数字不重复的五位数a1a2a3a4a5,满足a1<a2,a2>a3,a3<a4,a4>a5的五位数有多少个?
解:因为a2>a1、a3,a4>a3、a5,所以a2只能是3、4、5.
(1)若a2=3,则a4=5,a5=4,a1与a3是1或2,这时共有A=2个符合条件的五位数.
(2)若a2=4,则a4=5,a1、a3、a5可以是1、2、3,共有A=6个符合条件的五位数.
(3)若a2=5,则a4=3或4,此时分别与(1)(2)情况相同.
所以,满足条件的五位数有2(A+A)=16个.
(文)用0,1,2,3,4,5六个数字组成无重复数字的五位数,求比20314大的数的个数.
解:比20314大的五位数可分为三类:
第一类:3××××,4××××,5××××,共3A(个);
第二类:21×××,23×××,24×××,25×××,共4A(个);
第三类:203××,204××,205××,除去20314这个数,共3A-1(个).
故比20314大的无重复数字的五位数有3A+4A+3A-1=473(个).
还可以这样考虑:
用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的五位数共A个.其中比20314小的有两类:第一类:0××××,1××××,共2A个;第二类:201××,有A个,与20314相等的有1个,
故比20314大的数共有A-2A-A-1=473(个).
探究创新
7.用0、1、2、3、4、5这六个数字组成无重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的六位数的个数是多少个?
解:(1)个位数为0,十位数可为1、2、3、4、5,故为A种;(2)个位数为1,十位数可为2、3、4、5,故为A·A·A个;(3)个位数为2,十位数为3、4、5,故为A·A·A个;(4)个位数为3,十位数为4、5,故为A·A·A个;(5)个位数为4,十位数为5,故为A·A个.
所以共有A+A·A(A+A+A+1)=300个.
6.甲、乙、丙、丁、戊5名同学进行某种劳动技术比赛,决出了第1到第5名的名次.甲、乙两名参赛者去询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都未拿到冠军.”对乙说:“你当然不会是最差的.”从这个回答分析,5人的名次排列共可能有多少种不同的情况?(用数字作答)
解:本题等价于5人排成一排,甲、乙都不站在排头且乙不站在排尾的排法有多少种.乙的限制最多,故先排乙,有3种情况;再排甲,也有3种情况;余下3人有A种排法.故共有3·3·A=54种不同的情况.
5.用数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的四位数,
(1)可组成多少个不同的四位数?
(2)可组成多少个四位偶数?
(3)将(1)中的四位数按从小到大的顺序排成一数列,问第85项是什么?
解:(1)AA=300或A-A=300(间接法).
(2)A+AAA=156.
(3)千位是1的四位数有A=60个,千位是2,百位是0或1的四位数有2A=24个,
∴第85项是2301.
培养能力
4.在所有无重复数字的四位数中,千位上的数字比个位上的数字大2的数共有_______个.
解析:形如2××0,3××1,4××2,5××3,6××4,7××5,8××6,9××7符合条件,共有8A=448个.
答案:448
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