(完整版)排列组合问题的解题方法与技巧的总结
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学员数学科目第次个性化教案
授课时间教师姓名备课时间
学员年级高二课题名称排列组合问题的解题策略
课时总数共课时教育顾问学管邱老师
教学目标1、两个计数原理的掌握与应用;
2、关于排列与组合的定义的理解;关于排列与组合数公式的掌握;关于组合数两个性质的掌握;
3、运用排列与组合的意义与公式解决简单的应用问题(多为排列与组合的混合问题)
教学重点1、两个计数原理的掌握与应用;
2、关于排列与组合的定义的理解;关于排列与组合数公式的掌握;关于组合数两个性质的掌握;
教学难点运用排列与组合的意义与公式解决简单的应用问题(多为排列与组合的混合问题)
教学过程
教师活动
一、作业检查与评价(第一次课程)
二、复习导入
排列组合问题联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,因此解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列问题、组合问题还是排列与组合综合问题;其次要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。
三、内容讲解
1.分类计数原理(加法原理)
完成一件事,有n类办法,在第1类办法中有
1
m种不同的方法,在第2类办法中有
2
m种不同的
方法,…,在第n类办法中有
n
m种不同的方法,那么完成这件事共有:
12n
N m m m
=+++
L
种不同的方法.
2.分步计数原理(乘法原理)
完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有
1
m种不同的方法,做第2步有
2
m种不同的方法,…,
做第n步有
n
m种不同的方法,那么完成这件事共有:
12n
N m m m
=⨯⨯⨯
L
种不同的方法.
3.分类计数原理分步计数原理区别
分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件.
解决排列组合综合性问题的一般过程如下:
1.认真审题弄清要做什么事
2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.
4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略
排列组合问题的解题策略
一、相临问题——捆绑法
例1.7名学生站成一排,甲、乙必须站在一起有多少不同排法?
解:两个元素排在一起的问题可用“捆绑”法解决,先将甲乙二人看作一个元素与其他五人进行排列,
并考虑甲乙二人的顺序,所以共有 种。
评注:一般地: n 站成一排,其中某m 个人相邻,可用“捆绑”法解决,共有N M M N M M A A --种排法。
练习: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?
二、不相临问题——选空插入法
例2. 7名学生站成一排,甲乙互不相邻有多少不同排法?
解:甲、乙二人不相邻的排法一般应用“插空”法,所以甲、乙二人不相邻的排法总数应为:25
65A A 种 .
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.若N 个人站成一排,其中M 个
人不相邻,可用“插空”法解决,共有 种排法。
练习: 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.
解 先排学生共有 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,
共有 种选法.根据乘法原理,共有的不同坐法为 种.
三、复杂问题--总体排除法或排异法
有些问题直接法考虑比较难比较复杂,或分类不清或多种时,而它的反面往往比较简捷,可考虑用
“排除法”,先求出它的反面,再从整体中排除.解决几何问题必须注意几何图形本身对其构成元素
的限制。
例 3.(1996年全国高考题)正六边形的中心和顶点共7个点,以其中3个点为顶点的三角形共有
个.
解:从7个点中取3个点的取法有 种,但其中正六边形的对角线所含的中心和顶点三点共线
不能组成三角形,有3条,所以满足条件的三角形共有 -3=32个.
练习: 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.
解 43人中任抽5人的方法有 种,正副班长,团支部书记都不在内的抽法有 种,所以正副班
长,团支部书记至少有1人在内的抽法有 种.
四、特殊元素--优先考虑法
对于含有限定条件的排列组合应用题,可以考虑优先安排特殊位置,然后再考虑其他位置的安排。
例4. (1995年上海高考题) 1名老师和4名获奖学生排成一排照像留念,若老师不排在两端,则
共有不同的排法
种.
解:先考虑特殊元素(老师)的排法,因老师不排在两端,故可在中间三个位置上任选一个位置,
有3种,而其余学生的排法有 种,所以共有 =72种不同的排法.
例5.(2000年全国高考题)乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,派5名队员参加比赛,3名
主力队员要安排在第一、三、五位置,其余7名队员选2名安排在第二、四位置,那么不同的出场
安排共有 种.
解:由于第一、三、五位置特殊,只能安排主力队员,有 种排法,而其余7名队员选出2名
安排在第二、四位置,有 种 排法,所以不同的出场安排共有 =252种.
五、多元问题--分类讨论法
对于元素多,选取情况多,可按要求进行分类讨论,最后总计。
例6.(2003年北京春招)某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新
节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为( )
A .42
B .30
C .20
D .12
解:增加的两个新节目,可分为相临与不相临两种情况:1.不相临:共有 种;2.相临:共有
种。故不同插法的种数为:26A + 22A 16A =42 ,故选A 。
例7.(2003年全国高考试题)如图,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻地区
不得使用同一颜色,现有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种.(以数字作答)
解:由题意,选用3种颜色时,C 43种颜色,必须是②④同色,③⑤同色,与①进行全排列,涂色
方法有C 43A 33=24种4色全用时涂色方法:是②④同色或③⑤同色,有2种情况,涂色方法有
C 21A 44=48种所以不同的着色方法共有48+24=72种;故答案为72
六、混合问题--先选后排法
对于排列组合的混合应用题,可采取先选取元素,后进行排列的策略.