(共40张PPT)
第六章 计数原理
6.2.1 排列
·选择性必修第三册·
学习目标
1.通过实例理解排列的概念,能用列举法、树状图法列出简单的排列(重点)
2.能应用排列知识解决简单的实际问题. (难点)
3.通过学习排列的概念,进一步提升数学抽象及逻辑推理素养.
情景导入
6.2.1 排列
01
引入新知
回顾
在上节例8的解答中我们看到,用分步乘法计数原理解决问题时,因做了一些重复性工作而显得烦琐.
分了三大类:①没有字母,
②有1个字母,
③有2个字母.
其中:②中分了五个子类,
③中分了十个子类.
能否对这类计数问题给出一种简捷的方法呢?
排列的概念
6.2.1 排列
02
探究新知
问题1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名参加一项活动,其中1名同学参加
上午的活动,另1名同学参加下午的活动,有几种不同的选法
要求
先用两个计数原理求得结果
要完成的一件事是“选出2名同学参加活动,1名同学参加上午的活动,另1名同学参加下午的活动”,可以分两个步骤:
第1步,确定参加上午活动的同学,从3人中任选1人,有3种选法;
第2步,确定参加下午活动的同学,当参加上午活动的同学确定后,参加下午活动的同学只能从剩下的2人中去选,有2种选法.
探究新知
追问
用树状图表示所有不同选法
思考
如果把上面问题中被取出的对象叫做元素,那么问题可叙述为:
从3个不同的元素a,b,c中任意取出2个,并按一定的顺序排成一列,共有多少种不同的排列方法
所有不同的排列是ab,ac,ba,bc,cb,ca.
不同的排列方法种数为 3×2=6.
追问
问题1中的“顺序”是什么?
问题1的顺序为参加活动的顺序,即参加上午的活动在前, 参加下午的活动在后.
探究新知
问题2:从1,2,3,4这4个数字中,每次取出3个排成一个三位数,共可得
到多少个不同的三位数
要求
先用两个计数原理求得结果
完成的事情:从4个数字中,取出3个,顺序排成一列,得到一个三位数.即:从4个数字中,每次取出3个,按“百位、十位、个位”的顺序排成一列,就得到一个三位数,因此有多少种不同的排列方法就有多少个不同的三位数.可以分三个步骤来解决这个问题:
第1步,确定百位上的数字,从1,2,3,4这4个数字中任取1个,有4种方法;
第2步,确定十位上的数字,当百位上的数字确定后,十位上的数字只能从余下的3个数字中去取,有3种方法;
第3步,确定个位上的数字,当百位、十位上的数字确定后,个位的数字只能从余下的2个数字中去取,有2种方法.
探究新知
根据分步乘法计数原理,从1,2,3,4这4个不同的数字中,每次取出3个数字,按“百位、十位、个位”的顺序排成一列,不同的排法种数为
因而共可得到24个不同的三位数,树状图:如图6.2-2所示.
探究新知
由此可写出所有的三位数:
123,124,132,134,142,143,
213,214,231,234,241,243,
312,314,321,324,341,342,
412,413,421,423,431,432.
要求
要求
问题2中的“顺序”是什么?
问题2的顺序为百位在前,十位居中,个位在后.
探究新知
思考
上述问题1,2的共同特点是什么 你能将它们推广到一般情形吗
问题1和问题2都是研究从一些不同元素中取出部分元素,并按照一定的顺序排成一列的方法数.
定义
排列
辨析
定义中包含两个基本内容:①取出元素
②按照一定的顺序排列
(判断一个问题是否是排列的标志)
探究新知
思考
根据排列的定义,两个排列相同的充要条件是什么?
两个排列的元素完全相同,且元素的排列顺序也相同.
要求
根据问题1和问题2进行举例说明
在问题1中,“甲乙”与“甲丙”的元素不完全相同,它们是不同的排列;“甲乙”与“乙甲”虽然元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列.
在问题2中,123与134的元素不完全相同,它们是不同的排列;123与132虽然元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列.
应用新知
例1:某省中学生足球赛预选赛每组有6支队,每支队都要与同组的其他各队在主、客场分别比赛1场,那么每组共进行多少场比赛
分析
每组任意2支队之间进行的1场比赛,可以看作是从该组6支队中选取2支,按“主队、客队”的顺序排成的一个排列.
详解
应用新知
总结
排列的根本特征是每一个排列不仅与选取的元素有关,而且与元素的排列顺序有关.
在判断一个问题是否是排列问题时,可以考虑对所取出的元素任意交换其中两个,若结果变化,则是排列问题,否则不是排列问题.
应用新知
跟踪练习
从甲、乙、丙、丁四名同学中选出两名分别参加数学和物理学习小组,那么共有多少种不同的选法
分析
可以看作是从4名同学中选出2名同学,按“数学、物理”的顺序排成的一个排列.
详解
应用新知
例2:(1)一张餐桌上有5盘不同的菜,甲、乙、丙3名同学每人从中各取1盘菜,共有多少种不同的取法
分析
第(2)问中,3名同学每人从5盘不同的菜中取1盘菜,可看作是从这5盘菜中任取3盘,放在3个位置(给3名同学)的一个排列.
详解
应用新知
例2:(2)学校食堂的一个窗口共卖5种菜,甲、乙、丙3名同学每人从中选一种,共有多少种不同的选法
分析
第(2)问中,3名同学每人从食堂窗口的5种菜中选1种,每人都有5种选法,不能看成一个排列.
详解
探究新知
总结
解决此类相似问题时,首先要分清楚是不是排列问题,其次使用分步乘法计数原理求排列总数时,要做到步骤完整,步与步之间相互独立,然后把完成每一步的方法数相乘即可得到总数.
探究新知
跟踪练习
(1)有7本不同的书,从中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
(2)有7种不同的书(每种不少于3本),要买3本送给3名同学,每人各1本,共有多 少种不同的送法?
详解
探究新知
跟踪练习
(1)有7本不同的书,从中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
(2)有7种不同的书(每种不少于3本),要买3本送给3名同学,每人各1本,共有多 少种不同的送法?
详解
能力提升
6.2.1 排列
03
能力提升
题型一
“排列”判断
例题1
判断下列问题是否为排列问题.
(1)北京、上海、天津三个民航站之间的直达航线的飞机票的价格(假设来回的票价相同);
(2)选2个小组分别去植树和种菜;
(3)选2个小组去种菜;
(4)选10人组成一个学习小组;
(5)选3个人分别担任班长、学习委员、生活委员;
(6)某班40名学生在假期相互通信.
能力提升
【详解】(1)虽然机票是不同的,但票价是一样的,不存在顺序问题,所以不是排列问题.
(2)植树和种菜是不同的,存在顺序问题,属于排列问题.
(3)(4)不存在顺序问题,不属于排列问题.
(5)中每个人的职务不同,存在顺序问题,属于排列问题.
(6)A给B写信与B给A写信是不同的,所以存在顺序问题,属于排列问题.
综上,(2)(5)(6)属于排列问题,(1)(3)(4)不属于排列问题.
排列问题的判断方法:
(1)元素的无重复性 (2)元素的有序性
判断关键是看选出的元素有没有顺序要求.
能力提升
题型二
排列解决“排数”问题
例题2
用1,2,3,4,5,6六个数字,可以排成多少个没有重复数字的三位数?
【详解】由题意,可以看作是从6个元素中,取三个元素,按照一定顺序排列的排列问题.
先从6个数字中,选择一个数字,作为个位,共有6种选法;
再从剩下5个数字中,选择一个数字,作为十位,共有5种选法;
最后从剩下的4个数字中,选择一个数字,作为百位,共有4中选法,
由分步乘法计数原理可得,则共有6×5×4=120(种)不同排法;
能力提升
总结
排列解决“排数”问题
(1)先根据排列的定义,判断所解决的问题是否为排列问题
(2)将排列问题,进行分步进行
(3)结合分步计数原理即可得解
课堂小结+限时小练
6.2.1 排列
04
课堂小结
随堂限时小练
随堂限时小练
解
随堂限时小练
解
随堂限时小练
解
随堂限时小练
解
随堂限时小练
解
作业布置
巩固作业
作业1:完成教材:第16页 练习1;第17页 练习2,3;
作业2:配套辅导资料对应的《排列》.
作业布置与课后练习答案
6.2.1 排列
05
课后作业答案
练习(第16页)
1.写出:
(1)用0~4这5个自然数组成的没有重复数字的全部两位数;
(2)从a,b,c,d中取出2个字母的所有排列.
(1) 10,12,13,14,20,21,23,24,30,31,32,34,40,41,42,43.
(2) ab,ba,ac,ca,ad,da,bc,cb,bd,db,cd,dc.
课后作业答案
练习(第17页)
2.一位老师要给4个班轮流做讲座,每个班讲1场,有多少种轮流次序
课后作业答案
练习(第17页)
3.学校乒乓球团体比赛采用5场3胜制(5场单打),每支球队派3名运动员参赛,前3场比赛每名运动员各出场1次,其中第1,2位出场的运动员在后2场比赛中还各出场1次.
(1) 从5名运动员中选3名参加比赛,前3场比赛有几种出场情况
(2) 甲、乙、丙3名运动员参加比赛,写出所有可能的出场情况.
课后作业答案
THANKS
感谢您的聆听