高考数学一轮复习第10章计数原理、概率、随机变量及其分布第2节排列与组合学案理北师大版 下载本文

第二节 排列与组合

[考纲传真] (教师用书独具)1.理解排列与组合的概念.2.理解排列数公式、组合数公式.3.能利用公式解决一些简单的实际问题.

(对应学生用书第170页)

[基础知识填充]

1.排列、组合的定义

排列的定义 组合的定义 从n个不同元素中取出按照一定的顺序排成一列 合成一组 m(m≤n)个元素 2.排列数、组合数的定义、公式、性质 排列数 组合数 从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数 Ann(n-1)(n-2)…(n-m+1)C=m= Amm!mnm定 从n个不同元素中取出m(m≤n)个元义 素的所有排列的个数 公 式 性 质 An=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=mn! (n-m)!An=n!, 0!=1 nCn=Cn, Cn+Cn=Cn+1 [基本能力自测] mm-1mmn-m1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(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)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( ) (3)若组合式Cn=Cn,则x=m成立.( ) (4)kCn=nCn-1.( )

[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√

2.(教材改编)某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了毕业留言( )

A.1 560条B.780条 C.1 600条 D.800条

A[由题意,得毕业留言共A40=1 560条.]

3.(2017·全国卷Ⅱ)安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有( ) A.12种

B.18种

2

xmkk-1

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C.24种 D.36种

D[由题意可得其中1人必须完成2项工作,其他2人各完成1项工作,可得安排4×3122121

方式为C3·C4·A2=36(种),或列式为C3·C4·C2=3××2=36(种).

2故选D.]

4.某市委从组织机关10名科员中选3人担任驻村第一书记,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为( ) A.85 C.49

B.56 D.28

12

C[法一(直接法):甲、乙两人均入选,有C7C2种方法, 甲、乙两人只有1人入选,有C2C7种方法, 由分类加法计数原理,共有C2C7+C2C7=49种选法. 法二(间接法):从9人中选3人有C9种方法, 其中甲、乙均不入选有C7种方法,

所以满足条件的选排方法有C9-C7=84-35=49种.]

5.A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果B必须站在A的右边(A,B可以不相邻),那么不同的排法共有________种.

60[5人的全排列,B站在A的右边与A站在B的右边各占一半, 15

所以满足条件的不同排法共A5=60种.]

2

(对应学生用书第171页)

3

3

3

3

21

1212

排列问题 有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,求不同的排列方法总数. (1)选5人排成一排;

(2)排成前后两排,前排3人,后排4人; (3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾; (4)全体排成一排,女生必须站在一起; (5)全体排成一排,男生互不相邻.

[解] (1)从7人中选5人排列,有A7=7×6×5×4×3=2 520(种).

(2)分两步完成,先选3人站前排,有A7种方法,余下4人站后排,有A4种方法,共有A7·A4=5 040(种).

3

4

3

4

5

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(3)法一:(特殊元素优先法)先排甲,有5种方法,其余6人有A6种排列方法,共有5×A6=3 600(种).

法二:(特殊位置优先法)首尾位置可安排另6人中的两人,有A6种排法,其他有A5种排法,共有A6A5=3 600(种).

(4)(捆绑法)将女生看作一个整体与3名男生一起全排列,有A4种方法,再将女生全排列,有A4种方法,共有A4·A4=576(种).

(5)(插空法)先排女生,有A4种方法,再在女生之间及首尾5个空位中任选3个空位安排男生,有A5种方法,共有A4·A5=1 440(种). [规律方法] 求解排列应用问题的六种常用方法 直接法 优先法 捆绑法 把符合条件的排列数直接列式计算 优先安排特殊元素或特殊位置 相隔问题把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列 对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中 对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列 正难则反、等价转化的方法 3

4

3

4

4

4

4

4

5

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2

6

6

插空法 定序问题 除法处理 间接法 [跟踪训练] (1)在航天员进行的一项太空试验中,要先后实施6个程序,其中程序A只能出现在第一或最后一步,程序B和C在实施时必须相邻,问试验顺序的编排方法共有( )

A.34种 C.96种

B.48种 D.144种

(2)(2017·北京西城区质检)把5件不同产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.

(1)C(2)36 [(1)程序A的顺序有A2=2种结果,将程序B和C看作一个元素与除A外的元素排列有A2A4=48种结果,

由分步乘法计数原理,试验编排共有2×48=96种方法.

(2)记其余两种产品为D,E,A,B相邻视为一个元素,先与D,E排列,有A2A3种方法.再将C插入,仅有3个空位可选,共有A2A3C3=2×6×3=36种不同的摆法.]

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1

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组合问题 某课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长.现从中选5人主持某种活动,依下列条件各有多少种选法?

(1)只有一名女生当选; (2)两队长当选; (3)至少有一名队长当选; (4)至多有两名女生当选.

[解] (1)只有一名女生当选等价于有一名女生和四名男生当选.故共有C5·C8=350种.

(2)两队长当选,共有C2·C11=165种.

(3)至少有一名队长当选含有两类:只有一名队长当选,有两名队长当选.故共有C2·C11+C2·C11=825种.(或采用排除法:C13-C11=825(种)).

(4)至多有两名女生当选含有三类:有两名女生当选,只有一名女生当选,没有女生当选.故选法共有C5·C8+C5·C8+C8=966种.

[规律方法] 组合问题的常见类型与处理方法 1“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中选取. 2“至少”或“至多”含有几个元素的题型:若直接法分类复杂时,逆向思维,间接求解. [跟踪训练] (1)(2018·银川质检)某地实行高考改革,考生除参加语文、数学、外语统一考试外,还需从物理、化学、生物、政治、历史、地理六科中选考三科,要求物理、化学、生物三科至少选一科,政治、历史、地理三科至少选一科,则考生选考方法种数共有( )

【导学号:79140342】

A.6 C.18

B.12 D.24

2

3

1

4

5

1

4

2

3

5

5

2

3

1

4

(2)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有( ) A.60种 C.65种

B.63种 D.66种

(1)C(2)D[(1)法一:所有选考方法可分两类:第一类可分两步,第一步,考生从物理、化学、生物三科中任选一科有C3种不同的选法,第二步,考生从政治、历史、地理三科中任选二科有C3种不同的选法,根据分步乘法计数原理,共有C3C3种不同的选法;第二类可分两步,第一步,考生从物理、化学、生物三科中任选二科有C3种不同的选法,第二步,从政治、历史、地理三科中任选一科有C3种不同的选法,根

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