课时分层作业(三十三)
1.B [∵,∴6,∴,∴m=3+4=7.]
2.C [∵,∴,∴n+1=7+8,∴n=14.]
3.A [由于集合中的元素是没有顺序的,一个含有3个元素的子集就是一个从{0,1,2,3}中取出3个元素的组合,这是一个组合问题,组合数是=4.]
4.B [要使路线最短,只能向右或向上走,途中不能向左或向下走.因此,从A地到B地归结为走完5条横线段和4条纵线段.设每走一段横线段或纵线段为一个行走时段,从9个行走时段中任取4个时段走纵线段,其余5个时段走横线段,共有=126种走法,故从A地到B地的最短路线共有126条.]
5.B [分为两类:第一类,取出的5件产品有2件次品3件合格品,有种抽法:第二类,取出的5件产品有3件次品2件合格品,有种抽法.因此共有()种抽法.]
6.{1,4} [当n=0时,=1:当n=1时,=4:当n=2时,=6:
当n=3时,=4:当n=4时,=1,
∴A={x|x=,n∈N}={1,4,6}.
又∵B={1,2,3,4},∴A∩B={1,4}.]
7. [∵m=,n=,∴m∶n=.]
8.140 [可分步完成此事,第一步选周六的3人共有种方法:第二步选周日的志愿者共有种方法.由分步乘法计数原理可知,不同的安排方案共有·=140(种).]
9.解:由组合数公式化简整理得m2-23m+42=0,解得m=2或m=21,又0≤m≤5,所以m=2.
10.解:(1)从5个元素中取出3个元素并成一组,就是集合A的子集,元素无序,则共有=10(个).
(2)每两人握手一次就完成这一件事,则共有握手次数为=45(次).
11.B [.]
12.A [分两类,第1类:从直线a上任取一个点,从直线b上任取两个点,共有种方法:第2类:从直线a上任取两个点,从直线b上任取一个点,共有=70(个).]
13.ABC [∵,∴
∴
即
∵n∈N+,∴n=6,7,8,9.]
14.1 260 80 [第一组中每两条与另一组中的每两条直线均能构成一个平行四边形,故共有=1 260(个).第一组中每条直线与另一组中每条直线均有一个交点,所以共有=80(个).]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)§3 组合问题
3.1 组合
3.2 组合数及其性质
学习任务 核心素养
1.理解组合及组合数的定义.(重点) 2.掌握组合数公式,并会应用求值.(难点) 1.通过对组合及组合数的概念的学习,培养数学抽象素养. 2.借助对组合数公式的应用,培养数学运算素养.
1.从1,2,3,5这四个数字中,任选两个数做加法,试写出所有不同的结果.
2.问题1中1+2与2+1是不同结果吗?这说明什么问题?
1.组合及组合问题
组合 一般地,从n个不同元素中,任取m(m≤n,且m,n∈N+)个元素为一组,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
组合问题 有关求组合的个数的问题
2.排列与组合的异同点
相同点 都是关于从n个不同元素中取出m(m≤n,且m,n∈N+)个元素的计数问题
不同点 排列需考虑元素顺序,组合不需考虑元素顺序,即只有元素相同且顺序也相同的两个排列才是相同的;只要两个组合的元素相同,不管元素的顺序如何,都是相同的组合
3.组合数、组合数公式及其性质
组合数 从n个不同元素中取出m(mn,且m,n∈N+)个元素的所有组合的个数,叫作从n个不同元素中取出m(mn,且m,n∈N+)个元素的组合数,用符号表示
公 式 乘积式 =
阶乘式 =
性质 性质1
性质2
规定 =1
组合数公式与排列数公式有何联系?
[提示] 按照分步乘法计数原理,从n个元素中取m(mn)个元素进行排列,可分两步进行:第1步,从n个元素中先取m个元素,有种选法;第2步,把选出的m个元素进行全排列有种排法.所以从n个不同元素中取m个不同元素进行排列有种方法,所以.
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)元素相同的两个组合即为同一组合. ( )
(2)若组合式=,则x=m成立. ( )
=+. ( )
. ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.某新农村社区共包括8个自然村,且这些村庄分布零散,没有任何3个村庄在一条直线上,现要在该社区内建造“村村通”工程,共需建公路的条数为( )
A.4 B.8
C.28 D.64
C [共需要建=28条公路.]
.+=________.
36 [+=15+21=36.]
4.已知=+,则=________.
91 [由=+,得2·,
整理得n2-21n+98=0,
解得n=7或n=14,又n≥12,
所以n=14,
于是===91.]
类型1 组合的概念
【例1】 判断下列问题是排列问题还是组合问题,并求出相应的排列数或组合数.
(1)10个人相互写一封信,共写出了多少封信?
(2)10个人相互通一次电话,共通了多少次电话?
(3)10支球队以单循环进行比赛(每两队比赛一次),这次比赛需要进行多少场次?
(4)从10个人中选3人去开会,有多少种选法?
(5)从10个人中选出3人担任3个不同学科的课代表,有多少种选法?
[解] (1)是排列问题,因为发信人与收信人是有顺序区别的,排列数为=90.
(2)是组合问题,因为甲与乙通一次电话,也就是乙与甲通一次电话,没有顺序区别,组合数为=45.
(3)是组合问题,因为每两支球队比赛一次,没有顺序的区别,组合数为=45.
(4)是组合问题,因为选出的3个人之间没有顺序的区别,组合数为=120.
(5)是排列问题,因为3个人担任哪一科的课代表是有区别的,排列数为=720.
区分排列与组合的方法是看事件是否有顺序,而区分事件有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,若对结果产生影响,即说明有顺序,是排列问题;若对结果没有影响,即说明无顺序,是组合问题.
[跟进训练]
1.给出下列问题:
(1)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?
(2)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票价?(往返票价相同)
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长和学习委员3个职务,有多少种不同的选法?
(4)从全班40人中选出3人参加某项劳动,有多少种不同的选法?
在上述问题中,哪些是组合问题?哪些是排列问题?
[解] (1)飞机票与起点、终点有关,有顺序,是排列问题.
(2)票价与起点、终点无关,没有顺序,是组合问题.
(3)3人分别担任三个不同职务,有顺序,是排列问题.
(4)3人参加某项相同劳动,没有顺序,是组合问题.
类型2 组合数公式及性质的应用
【例2】 (1)计算:①;②+;③++…+.
(2)证明:+=.
[解] (1)①3=3× =148.
②∵
∴9.5n10.5,
∵n∈N+,∴n=10,
∴=466.
③法一:原式=+…+=330.
法二:原式=+…++…++…+=…==330.
(2)证明:法一:左边=
=[(n-m)(n-m+1)+m(m+1)+2(m+1)(n-m+1)]
=(n+2)(n+1)
=
=
=右边,原结论得证.
法二:利用公式推得,
左边=()+()==右边,原结论得证.
关于组合数的性质
(1)关于组合数的性质1()
①该性质反映了组合数的对称性,即从n个不同的元素中取出m个元素的每一个组合,都对应着剩下的n-m个元素的一个组合,反过来也一样,这是一一对应的关系.
②当m>.
(2)组合数的性质2()
①形式特点:公式的左端下标为n+1,右端下标为n,相差1,上标左端与右端的一个相同,右端的另一个比它们少1.
②作用:常用于有关组合数式子的化简或组合数恒等式的证明.应用时要注意公式的正用、逆用和变形用.正用是将一个组合数拆成两个,逆用则是“合二为一”为某些项前后抵消提供了方便,在解题中要注意灵活应用.
[跟进训练]
2.求值:.
[解] 由解得4n5.
又因为n∈N+,所以n=4或n=5.
当n=4时,原式==5;
当n=5时,原式==16.
3.求证:.
[证明] 因为
所以.
4.计算:(1);(2).
[解] (1)原式==56+4 950=5 006.
(2)原式==(n+1)n=n2+n.
类型3 简单的组合问题
【例3】 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.
(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?
(2)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?
[思路点拨] 第(1)小题选2名教师不考虑男女,实质上是从10个不同的元素中取出2个的组合问题,可用直接法求解.第(2)小题必须选男、女教师各2名,才算完成所做的事,因此需要分两步进行,先从6名男教师中选2名,再从4名女教师中选2名,可用直接法求解.
[解] (1)从10名教师中选2名去参加会议的选法数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即=45(种).
(2)从6名男教师中选2名的选法有种,从4名女教师中选2名的选法有种,根据分步乘法计数原理,因此共有不同的选法=90(种).
解简单的组合问题的方法
(1)先判断它是不是组合问题,取出的元素只是组成一组,与顺序无关则是组合问题;取出元素排成一列,与顺序有关则是排列问题.
(2)由上面得出组合(排列)数,然后用公式计算.
[跟进训练]
5.平面内有10个点,其中任何3个点不共线.
(1)以其中任意2个点为端点的线段有多少条?
(2)以其中任意2个点为端点的有向线段有多少条?
[解] (1)所求线段的条数即为从10个元素中任取2个元素的组合,共有=45(条).
(2)所求有向线段的条数即为从10个元素中任取2个元素的排列,共有=10×9=90(条).
1.下列问题中是组合问题的个数是( )
①从全班50人中选出5名组成班委会;
②从全班50人中选出5名分别担任班长、副班长、团支部书记、学习委员和生活委员;
③从1,2,3,…,9中任取出两个数求积;
④从1,2,3,…,9中任取出两个数求商.
A.1 B.2
C.3 D.4
B [①③与顺序无关,属于组合问题;②④与顺序有关,属于排列问题,故选B.]
2.某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有( )
种 种 种 种
D [由题意,初中部和高中部学生人数之比为,所以抽取的60名学生中初中部应有60×=40(人),高中部应有60×=20(人),所以不同的抽样结果共有种,故选D.]
3.某施工小组有男工7名,女工3名,现要选1名女工和2名男工去支援另一施工小组,不同的选法有( )
A.种 C.种
D [每个被选的人都无顺序差别,是组合问题.分两步完成:第一步,选女工,有种选法;第二步,选男工,有种选法.故共有种不同的选法.]
4.某单位需同时参加甲、乙、丙三个会议,甲需2人参加,乙、丙各需1人参加,从10人中选派4人参加这三个会议,不同的安排方法有________种.
2 520 [从10人中选派4人有种方法,对选出的4人具体安排会议有种方法,由分步乘法计数原理知,不同的选派方法种数为=2 520.]
5.一位教练的足球队共有17名初级学员,他们以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一支足球队的上场队员是11人.问:
(1)这位教练从这17名学员中可以形成多少种学员上场方案?
(2)在选出11名上场队员时,还要确定其中一人为守门员,那么教练员有多少种方法做这件事情?
[解] (1)由于上场学员没有角色差异,所以可以形成的学员上场方案有=12 376(种).
(2)教练员可以分两步完成这件事情.
第1步,从17名学员中选出11人组成上场小组,共有种选法;第2步,从选出的11人中再选出1名守门员,共有种选法.
所以教练员做这件事情的方法数有=136 136(种).
1.组合的定义中包括两个内容:一是“取出元素”;二是“组成一组”是与顺序无关的问题.
2.与组合数有关的计算或证明,要合理地选择公式,计算时,一般用,而证明时,一般用.
3.本节课的易错点是利用组合数性质=解题时,易误认为一定有x=y,从而导致解题错误.事实上=
课时分层作业(三十三) 组合 组合数及其性质
一、选择题
1.若,则m的值为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
B [∵=,∴,∴=,∴m=3+4=7.]
2.若-=,则n=( )
A.12 B.13
C.14 D.15
C [∵-=,∴=+=,∴n+1=7+8,∴n=14.]
3.集合{0,1,2,3}中含有3个元素的子集的个数是( )
A.4 B.5
C.7 D.8
A [由于集合中的元素是没有顺序的,一个含有3个元素的子集就是一个从{0,1,2,3}中取出3个元素的组合,这是一个组合问题,组合数是=4.]
4.某城市纵向有6条道路,横向有5条道路,构成如图所示的矩形道路网(图中黑线表示道路),则从西南角A地到东北角B地的最短路线共有( )
A.125条 B.126条
C.127条 D.128条
B [要使路线最短,只能向右或向上走,途中不能向左或向下走.因此,从A地到B地归结为走完5条横线段和4条纵线段.设每走一段横线段或纵线段为一个行走时段,从9个行走时段中任取4个时段走纵线段,其余5个时段走横线段,共有=126种走法,故从A地到B地的最短路线共有126条.]
5.假设200件产品中有3件次品,现在从中任取5件,其中至少有2件次品的抽法种数为( )
A. B.
C. D.
B [分为两类:第一类,取出的5件产品有2件次品3件合格品,有种抽法;第二类,取出的5件产品有3件次品2件合格品,有种抽法.因此共有()种抽法.]
二、填空题
6.设A={x|x=,n∈N},B={1,2,3,4},则A∩B=________.
{1,4} [当n=0时=1;当n=1时=4;当n=2时=6;
当n=3时==4;当n=4时==1,
∴A={x|x=,n∈N}={1,4,6}.
又∵B={1,2,3,4},
∴A∩B={1,4}.]
7.从2,3,5,7这四个数中任取两个不同的数相乘,有m个不同的积;任取两个不同的数相除,有n个不同的商,则m∶n=________.
[∵m=,n=,
∴m∶n=.]
8.7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排不同的3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)
140 [可分步完成此事,第一步选周六的3人共有种方法;第二步选周日的志愿者共有种方法.由分步乘法计数原理可知,不同的安排方案共有=140(种).]
三、解答题
9.已知,求m的值.
[解] 由组合数公式化简整理得m2-23m+42=0,解得m=2或m=21,又0≤m≤5,所以m=2.
10.(1)设集合A={a1,a2,a3,a4,a5},则集合A中含有3个元素的子集有多少个?
(2)10位同学聚会,见面后每两人之间要握手相互问候,共需握手多少次?
[解] (1)从5个元素中取出3个元素并成一组,就是集合A的子集,元素无序,则共有=10(个).
(2)每两人握手一次就完成这一件事,则共有握手次数为=45(次).
.+=( )
B [+=+++=+=.]
12.有两条平行直线a和b,在直线a上取4个点,在直线b上取5个点,以这些点为顶点作三角形,这样的三角形共有( )
A.70个 B.80个
C.82个 D.84个
A [分两类,第1类:从直线a上任取一个点,从直线b上任取两个点,共有种方法;第2类:从直线a上任取两个点,从直线b上任取一个点,共有种方法.故满足条件的三角形共有=70(个).]
13.(多选题)若,则n的值可以是( )
A.6 B.7
C.8 D.10
ABC [∵,∴
∴
即解得
∵n∈N+,∴n=6,7,8,9.]
14.在同一个平面内有一组平行线共8条,另一组平行线共10条,这两组平行线相互不平行,它们共能构成______个平行四边形,共有________个交点.
1 260 80 [第一组中每两条与另一组中的每两条直线均能构成一个平行四边形,故共有=1 260(个).第一组中每条直线与另一组中每条直线均有一个交点,所以共有=80(个).]
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说明:单项选择题每题5分,多项选择题每题6分,填空题每题5分,本试卷共89分
一、选择题
1.若,则m的值为( )
A.6 B.7
C.8 D.9
2.若-=,则n=( )
A.12 B.13
C.14 D.15
3.集合{0,1,2,3}中含有3个元素的子集的个数是( )
A.4 B.5
C.7 D.8
4.某城市纵向有6条道路,横向有5条道路,构成如图所示的矩形道路网(图中黑线表示道路),则从西南角A地到东北角B地的最短路线共有( )
A.125条 B.126条
C.127条 D.128条
5.假设200件产品中有3件次品,现在从中任取5件,其中至少有2件次品的抽法种数为( )
A. B.
C. D.
二、填空题
6.设A={x|x=,n∈N},B={1,2,3,4},则A∩B=________.
7.从2,3,5,7这四个数中任取两个不同的数相乘,有m个不同的积;任取两个不同的数相除,有n个不同的商,则m∶n=________.
8.7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排不同的3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)
三、解答题
9.已知,求m的值.
10.(1)设集合A={a1,a2,a3,a4,a5},则集合A中含有3个元素的子集有多少个?
(2)10位同学聚会,见面后每两人之间要握手相互问候,共需握手多少次?
.+=( )
12.有两条平行直线a和b,在直线a上取4个点,在直线b上取5个点,以这些点为顶点作三角形,这样的三角形共有( )
A.70个 B.80个
C.82个 D.84个
13.(多选题)若,则n的值可以是( )
A.6 B.7
C.8 D.10
14.在同一个平面内有一组平行线共8条,另一组平行线共10条,这两组平行线相互不平行,它们共能构成______个平行四边形,共有________个交点.
21世纪教育网(www.21cnjy.com)§3 组合问题
3.1 组合
3.2 组合数及其性质
学习任务 核心素养
1.理解组合及组合数的定义.(重点) 2.掌握组合数公式,并会应用求值.(难点) 1.通过对组合及组合数的概念的学习,培养数学抽象素养. 2.借助对组合数公式的应用,培养数学运算素养.
1.从1,2,3,5这四个数字中,任选两个数做加法,试写出所有不同的结果.
2.问题1中1+2与2+1是不同结果吗?这说明什么问题?
1.组合及组合问题
组合 一般地,从n个不同元素中,任取m(m≤n,且m,n∈N+)个元素为____,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
组合问题 有关求组合的个数的问题
2.排列与组合的异同点
相同点 都是关于从n个不同元素中取出m(m≤n,且m,n∈N+)个元素的计数问题
不同点 排列需考虑元素顺序,组合不需考虑元素顺序,即只有元素____且顺序也____的两个排列才是相同的;只要两个组合的元素____,不管元素的顺序如何,都是相同的组合
3.组合数、组合数公式及其性质
组合数 从n个不同元素中取出m(mn,且m,n∈N+)个元素的所有__________,叫作从n个不同元素中取出m(mn,且m,n∈N+)个元素的组合数,用符号表示
公 式 乘积式 =
阶乘式 =
性质 性质1
性质2
规定 =1
组合数公式与排列数公式有何联系?
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1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)元素相同的两个组合即为同一组合. ( )
(2)若组合式=,则x=m成立. ( )
=+. ( )
. ( )
2.某新农村社区共包括8个自然村,且这些村庄分布零散,没有任何3个村庄在一条直线上,现要在该社区内建造“村村通”工程,共需建公路的条数为( )
A.4 B.8
C.28 D.64
.+=________.
4.已知=+,则=________.
类型1 组合的概念
【例1】 判断下列问题是排列问题还是组合问题,并求出相应的排列数或组合数.
(1)10个人相互写一封信,共写出了多少封信?
(2)10个人相互通一次电话,共通了多少次电话?
(3)10支球队以单循环进行比赛(每两队比赛一次),这次比赛需要进行多少场次?
(4)从10个人中选3人去开会,有多少种选法?
(5)从10个人中选出3人担任3个不同学科的课代表,有多少种选法?
[尝试解答] ________________________________________________________
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区分排列与组合的方法是看事件是否有顺序,而区分事件有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,若对结果产生影响,即说明有顺序,是排列问题;若对结果没有影响,即说明无顺序,是组合问题.
[跟进训练]
1.给出下列问题:
(1)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?
(2)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票价?(往返票价相同)
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长和学习委员3个职务,有多少种不同的选法?
(4)从全班40人中选出3人参加某项劳动,有多少种不同的选法?
在上述问题中,哪些是组合问题?哪些是排列问题?
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类型2 组合数公式及性质的应用
【例2】 (1)计算:①;②+;③++…+.
(2)证明:+=.
[尝试解答] ________________________________________________________
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关于组合数的性质
(1)关于组合数的性质1()
①该性质反映了组合数的对称性,即从n个不同的元素中取出m个元素的每一个组合,都对应着剩下的n-m个元素的一个组合,反过来也一样,这是一一对应的关系.
②当m>.
(2)组合数的性质2()
①形式特点:公式的左端下标为n+1,右端下标为n,相差1,上标左端与右端的一个相同,右端的另一个比它们少1.
②作用:常用于有关组合数式子的化简或组合数恒等式的证明.应用时要注意公式的正用、逆用和变形用.正用是将一个组合数拆成两个,逆用则是“合二为一”为某些项前后抵消提供了方便,在解题中要注意灵活应用.
[跟进训练]
2.求值:.
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3.求证:.
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4.计算:(1);(2).
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类型3 简单的组合问题
【例3】 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.
(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?
(2)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?
[思路点拨] 第(1)小题选2名教师不考虑男女,实质上是从10个不同的元素中取出2个的组合问题,可用直接法求解.第(2)小题必须选男、女教师各2名,才算完成所做的事,因此需要分两步进行,先从6名男教师中选2名,再从4名女教师中选2名,可用直接法求解.
[尝试解答] ________________________________________________________
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解简单的组合问题的方法
(1)先判断它是不是组合问题,取出的元素只是组成一组,与顺序无关则是组合问题;取出元素排成一列,与顺序有关则是排列问题.
(2)由上面得出组合(排列)数,然后用公式计算.
[跟进训练]
5.平面内有10个点,其中任何3个点不共线.
(1)以其中任意2个点为端点的线段有多少条?
(2)以其中任意2个点为端点的有向线段有多少条?
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1.下列问题中是组合问题的个数是( )
①从全班50人中选出5名组成班委会;
②从全班50人中选出5名分别担任班长、副班长、团支部书记、学习委员和生活委员;
③从1,2,3,…,9中任取出两个数求积;
④从1,2,3,…,9中任取出两个数求商.
A.1 B.2
C.3 D.4
2.某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有( )
种 种 种 种
3.某施工小组有男工7名,女工3名,现要选1名女工和2名男工去支援另一施工小组,不同的选法有( )
A.种 C.种
4.某单位需同时参加甲、乙、丙三个会议,甲需2人参加,乙、丙各需1人参加,从10人中选派4人参加这三个会议,不同的安排方法有________种.
5.一位教练的足球队共有17名初级学员,他们以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一支足球队的上场队员是11人.问:
(1)这位教练从这17名学员中可以形成多少种学员上场方案?
(2)在选出11名上场队员时,还要确定其中一人为守门员,那么教练员有多少种方法做这件事情?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
1.组合的定义中包括两个内容:一是“取出元素”;二是“组成一组”是与顺序无关的问题.
2.与组合数有关的计算或证明,要合理地选择公式,计算时,一般用,而证明时,一般用.
3.本节课的易错点是利用组合数性质=解题时,易误认为一定有x=y,从而导致解题错误.事实上=
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第五章 计数原理
§3 组合问题
3.1 组合
3.2 组合数及其性质
学习任务 核心素养
1.理解组合及组合数的定义.(重点)
2.掌握组合数公式,并会应用求值.(难点) 1.通过对组合及组合数的概念的学习,培养数学抽象素养.
2.借助对组合数公式的应用,培养数学运算素养.
1.从1,2,3,5这四个数字中,任选两个数做加法,试写出所有不同的结果.
2.问题1中1+2与2+1是不同结果吗?这说明什么问题?
必备知识·情境导学探新知
1.组合及组合问题
组合 一般地,从n个不同元素中,任取m(m≤n,且m,n∈N+)个元素为____,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
组合问题 有关求组合的个数的问题
一组
2.排列与组合的异同点
相同点 都是关于从n个不同元素中取出m(m≤n,且m,n∈N+)个元素的计数问题
不同点 排列需考虑元素顺序,组合不需考虑元素顺序,即只有元素____且顺序也____的两个排列才是相同的;只要两个组合的元素____,不管元素的顺序如何,都是相同的组合
相同
相同
相同
3.组合数、组合数公式及其性质
组合数
公式 乘积式
阶乘式
组合的个数
性质
规定
思考 组合数公式与排列数公式有何联系?
√
×
√
√
2.某新农村社区共包括8个自然村,且这些村庄分布零散,没有任何3个村庄在一条直线上,现要在该社区内建造“村村通”工程,共需建公路的条数为( )
A.4 B.8
C.28 D.64
√
36
91
关键能力·合作探究释疑难
类型1 组合的概念
【例1】 判断下列问题是排列问题还是组合问题,并求出相应的排列数或组合数.
(1)10个人相互写一封信,共写出了多少封信?
(2)10个人相互通一次电话,共通了多少次电话?
(3)10支球队以单循环进行比赛(每两队比赛一次),这次比赛需要进行多少场次?
(4)从10个人中选3人去开会,有多少种选法?
(5)从10个人中选出3人担任3个不同学科的课代表,有多少种选法?
反思领悟 区分排列与组合的方法是看事件是否有顺序,而区分事件有无顺序的方法是:把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,若对结果产生影响,即说明有顺序,是排列问题;若对结果没有影响,即说明无顺序,是组合问题.
[跟进训练]
1.给出下列问题:
(1)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票?
(2)在北京、上海和广州三个民航站之间的直达航线上,有多少种不同的飞机票价?(往返票价相同)
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长和学习委员3个职务,有多少种不同的选法?
(4)从全班40人中选出3人参加某项劳动,有多少种不同的选法?
在上述问题中,哪些是组合问题?哪些是排列问题?
[解] (1)飞机票与起点、终点有关,有顺序,是排列问题.
(2)票价与起点、终点无关,没有顺序,是组合问题.
(3)3人分别担任三个不同职务,有顺序,是排列问题.
(4)3人参加某项相同劳动,没有顺序,是组合问题.
类型3 简单的组合问题
【例3】 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名.
(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?
(2)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?
[思路点拨] 第(1)小题选2名教师不考虑男女,实质上是从10个不同的元素中取出2个的组合问题,可用直接法求解.第(2)小题必须选男、女教师各2名,才算完成所做的事,因此需要分两步进行,先从6名男教师中选2名,再从4名女教师中选2名,可用直接法求解.
反思领悟 解简单的组合问题的方法
(1)先判断它是不是组合问题,取出的元素只是组成一组,与顺序无关则是组合问题;取出元素排成一列,与顺序有关则是排列问题.
(2)由上面得出组合(排列)数,然后用公式计算.
[跟进训练]
5.平面内有10个点,其中任何3个点不共线.
(1)以其中任意2个点为端点的线段有多少条?
(2)以其中任意2个点为端点的有向线段有多少条?
学习效果·课堂评估夯基础
√
1.下列问题中是组合问题的个数是( )
①从全班50人中选出5名组成班委会;
②从全班50人中选出5名分别担任班长、副班长、团支部书记、学习委员和生活委员;
③从1,2,3,…,9中任取出两个数求积;
④从1,2,3,…,9中任取出两个数求商.
A.1 B.2 C.3 D.4
B [①③与顺序无关,属于组合问题;②④与顺序有关,属于排列问题,故选B.]
√
√
4.某单位需同时参加甲、乙、丙三个会议,甲需2人参加,乙、丙各需1人参加,从10人中选派4人参加这三个会议,不同的安排方法有________种.
2 520
5.一位教练的足球队共有17名初级学员,他们以前没有一人参加过比赛.按照足球比赛规则,比赛时一支足球队的上场队员是11人.问:
(1)这位教练从这17名学员中可以形成多少种学员上场方案?
(2)在选出11名上场队员时,还要确定其中一人为守门员,那么教练员有多少种方法做这件事情?
章末综合测评(一) 动量守恒定律
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
√
14
课时分层作业(三十三) 组合 组合数及其性质
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
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11
12
13
14
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
3.集合{0,1,2,3}中含有3个元素的子集的个数是( )
A.4 B.5
C.7 D.8
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
4.某城市纵向有6条道路,横向有5条道路,构成如图所示的矩形道路网(图中黑线表示道路),则从西南角A地到东北角B地的最短路线共有( )
A.125条 B.126条
C.127条 D.128条
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
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11
12
13
14
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
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10
11
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13
14
{1,4}
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
7.从2,3,5,7这四个数中任取两个不同的数相乘,有m个不同的积;任取两个不同的数相除,有n个不同的商,则m∶n=________.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
8.7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排不同的3人,则不同的安排方案共有_____种.(用数字作答)
140
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
[解] 由组合数公式化简整理得m2-23m+42=0,解得m=2或m=21,又0≤m≤5,所以m=2.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
10.(1)设集合A={a1,a2,a3,a4,a5},则集合A中含有3个元素的子集有多少个?
(2)10位同学聚会,见面后每两人之间要握手相互问候,共需握手多少次?
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
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11
12
13
14
题号
2
1
3
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5
6
8
7
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10
11
12
13
14
12.有两条平行直线a和b,在直线a上取4个点,在直线b上取5个点,以这些点为顶点作三角形,这样的三角形共有( )
A.70个 B.80个
C.82个 D.84个
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
14
√
√
√
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
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11
12
13
14
14.在同一个平面内有一组平行线共8条,另一组平行线共10条,这两组平行线相互不平行,它们共能构成______个平行四边形,共有________个交点.
1 260
80