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组合的应用
学习目标
1.进一步深化排列与组合的概念,熟练排列数公式及组合数公式.
2.应用排列与组合知识解决简单的实际问题.
课堂互动讲练
第二课时
课前自主学案
温故夯基
组合常见问题及对策
解答有限制条件的组合问题的基本方法是“直接法”和“______(排除法)”.其中用直接法求解时,应坚持“特殊元素优先选取”的原则,优先安排________的选取,再安排其他元素的选取.而选择间接法的原则是“正难则反”,也就是若正面问题分类较多、较复杂或计算量较大,不妨从反面问题入手,试一试看是否简捷些,特别是涉及“至多”、“至少”等组合问题时更是如此.此时正确理解“都不是”、“不都是”、“至多”、“至少”等词语的确切含义,是解决这类组合问题的关键.
知新益能
间接法
特殊元素
“把6个不同苹果,按1个、2个、3个的数量分给甲、乙、丙三个小朋友”.这个问题是排列问题,还是组合问题?
提示:把6个不同的苹果按1个、2个、3个分为3组,是组合问题,再分给甲、乙、丙三个人,是排列问题,这是排列与组合的混合问题.
问题探究
组合问题中的“含”与“不含”
对题目中的元素分类后,被取出的元素“含有”哪一类,“含有”多少个,或者对于某个特殊元素,被取出的元素中含不含这个特殊元素,这是解题的关键.
在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?
例1
考点突破
(1)任意选5人;
(2)甲、乙、丙三人必须参加;
(3)甲、乙、丙三人不能参加;
(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;
(5)甲、乙、丙三人至少1人参加.
【思路点拨】 本题属于组合问题中的最基本的问题,可根据题意分别对不同问题中的“含”与“不含”作出正确的判断和分析.注意“至少”、“至多”问题,运用间接法解会简化思维过程.
【思维总结】 要理解题目中的关键字“必须”、“不能”、“只能”、“至少”,准确求解.
把题目中所给的元素(不同)分开成几组,求其分法.
6本不同的书,按下列要求各有多少种不同的选法:
组合问题中的分组问题
例2
(1)分给甲、乙、丙三人,每人两本;
(2)分为三份,每份两本;
(3)分为三份,一份一本,一份两本,一份三本;
(4)分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本;
(5)分给甲、乙、丙三人,每人至少一本.
【思路点拨】 (1)是平均分组问题,与顺序无关,相当于6本不同的书平均分给甲、乙、丙三人,可以理解为一个人一个人地来取,(2)是“均匀分组”问题,(3)是分组问题,分三步进行,(4)分组后再分配,(5)明确“至少一本”包括“2、2、2型”、“1、2、3型”、“1、1、4型”.
【误区警示】 分组问题是组合问题,分配问题是排列问题,“分组”方法与“组合数”是不同的概念.
几何图形可看作几何元素的一个组合.
(1)以正方体的顶点为顶点,可以确定多少个四面体?
(2)以正方体的顶点为顶点,可以确定多少个四棱锥?
几何中的组合问题
例3
【思路点拨】 四面体可看作不共面四点的一个组合.
四棱锥是共面四点与平面外一点的组合.
(1)可用间接法,(2)可用直接法.
【思维总结】 几何中的组合问题要注意利用几何概念.如不共线的三点才组成三角形,不共线的三点才确定一个平面等.
变式训练2 正六边形顶点和中心共7个点,可组成________个三角形.
答案:32
方法技巧
1.对于“含”与“不含”、“至少”、“至多”的组合问题,要善于把所给元素分类,分析分别从每类元素抽取多少个元素来组成所要抽取的元素,一般用分类加法原理.如例1
方法感悟
2.常见的分组问题
(1)完全均匀分组,每组的元素个数均相等;
(2)部分均匀分组,应注意不要重复,有n组均匀,最后必须除以n!;
(3)完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.如例2
3.解决与几何图形有关的组合问题时,要善于利用几何图形的有关性质和特征,充分挖掘图形的隐含条件,转化为有限制条件的组合问题求解.如例3
失误防范
1.区分开是排列还是组合,是分步还是分类.
2.注意几何问题本身的限制条件,如共线、共面、交点等,要注意分清对应关系,可用“直接法”,也可用“间接法”.