6.2.3 组 合
6.2.4 组合数
第1课时 组合及组合数的定义
学习目标 1.理解组合的定义,正确认识组合与排列的区别与联系.2.会用组合知识解决一些简单的组合问题.
知识点一 组合及组合数的定义
1.组合
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
2.组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号C表示.
知识点二 排列与组合的关系
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
关系
组合数C与排列数A间存在的关系
A=CA
1.从a1,a2,a3三个不同元素中任取两个元素作为一组是组合问题.( √ )
2.“abc”“acb”与“bac”是三种不同的组合.( × )
3.组合数C=.( √ )
4.两个组合相同,则其对应的元素一定相同.( √ )
一、组合概念的理解
例1 判断下列问题是组合问题还是排列问题:
(1)a,b,c,d四支足球队之间进行单循环比赛,共需比赛多少场?
(2)a,b,c,d四支足球队争夺冠、亚军,有多少种不同的结果?
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?
(4)从全班40人中选出3人参加某项活动,有多少种不同的选法?
解 (1)单循环比赛要求两支球队之间只打一场比赛,没有顺序,是组合问题.
(2)冠、亚军是有顺序的,是排列问题.
(3)3人分别担任三个不同职务,有顺序,是排列问题.
(4)3人参加某项活动,没有顺序,是组合问题.
反思感悟 排列、组合辨析切入点
(1)组合的特点是只选不排,即组合只是从n个不同的元素中取出m(m≤n)个不同的元素即可.
(2)只要两个组合中的元素完全相同,不管顺序如何,这两个组合就是相同的组合.
(3)判断组合与排列的依据是看是否与顺序有关,与顺序有关的是排列问题,与顺序无关的是组合问题.
跟踪训练1 判断下列问题是组合问题还是排列问题:
(1)某铁路线上有4个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票?
(2)把5本不同的书分给5个学生,每人一本;
(3)从7本不同的书中取出5本给某个学生.
解 (1)因为一种火车票与起点、终点顺序有关,如甲→乙和乙→甲的车票是不同的,所以它是排列问题.
(2)由于书不同,每人每次拿到的书也不同,有顺序之分,因此它是排列问题.
(3)从7本不同的书中,取出5本给某个学生,在每种取法中取出的5本并不考虑书的顺序,故它是组合问题.
二、组合的个数问题
例2 在A,B,C,D四位候选人中.
(1)如果选举正、副班长各一人,共有几种选法?写出所有可能的选举结果;
(2)如果选举两人负责班级工作,共有几种选法?写出所有可能的选举结果;
(3)类比上述两个结果间的等量关系,你能找出排列数A与组合数C间的等量关系吗?
解 (1)从四位候选人中选举正、副班长各一人是排列问题,有A=12(种)选法,所有可能的选举结果:AB,AC,AD,BC,BD,CD,BA,CA,DA,CB,DB,DC.
(2)从四位候选人中选举两人负责班级工作是组合问题,有C=6(种)选法,所有可能的选举结果:AB,AC,AD,BC,BD,CD.
(3)由(1)(2)我们发现,(2)中每一个组合都对应A个排列,即A=CA.类比可知,从n个不同元素选出m个元素的排列数A与组合数C间的等量关系为A=CA.
反思感悟 组合个数的求解策略
(1)枚举法:书写时常以首字母为切入点,相同元素的不必重复列举,如本例中,先枚举以字母A开头的组合,再枚举以字母B开头的组合,直到全部枚举完毕.
(2)公式法:利用排列数A与组合数C之间的关系C=求解.
跟踪训练2 从5个不同元素a,b,c,d,e中取出2个,共有多少种不同的组合?请写出所有组合.
解 先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个写出来,如图所示:
由此可得所有的组合:ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de,共有10种.
三、简单的组合问题
例3 有10名教师,其中6名男教师,4名女教师.
(1)现要从中选2名去参加会议,有________种不同的选法;
(2)选出2名男教师或2名女教师参加会议,有________种不同的选法;
(3)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有________种不同的选法.
答案 (1)45 (2)21 (3)90
解析 (1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,
即C===45.
(2)可把问题分两类情况:
第1类,选出的2名是男教师有C种方法;
第2类,选出的2名是女教师有C种方法.
根据分类加法计数原理,共有C+C=+=+=15+6=21(种)不同的选法.
(3)从6名男教师中选2名的选法有C种,从4名女教师中选2名的选法有C种,根据分步乘法计数原理,共有不同的选法C×C=×=×=90(种).
反思感悟 利用排列与组合之间的关系,建立起排列数与组合数之间的计算方法,借助排列数求组合数.
跟踪训练3 一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.
(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
(2)从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
解 (1)从口袋内的8个球中取出3个球,
取法种数是C===56.
(2)从口袋内取出3个球有1个是黑球,于是还要从7个白球中再取出2个,取法种数是C===21.
(3)由于所取出的3个球中不含黑球,也就是要从7个白球中取出3个球,取法种数是C===35.
1.(多选)下面四组元素,是相同组合的是( )
A.a,b,c—b,c,a
B.a,b,c—a,c,b
C.a,c,d—d,a,c
D.a,b,c—a,b,d
答案 ABC
2.从5名同学中推选4人去参加一个会议,则不同的推选方法种数是( )
A.10
B.5
C.4
D.1
答案 B
解析 组合问题,可从对立面考虑,选出一人不参加会议即可,故有5种方法.
3.在桥牌比赛中,发给4名参赛者每人一手由52张牌的四分之一(即13张牌)组成的牌,一名参赛者可能得到的不同的牌为( )
A.4×13手
B.134手
C.A手
D.C手
答案 D
解析 本题实质上是从52个元素中取13个元素为一组,故一名参赛者可能得到C手不同的牌.
4.下列问题中,组合问题有________,排列问题有________.(填序号)
①从1,3,5,9中任取两个数相加,所得不同的和;
②平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段的条数;
③从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加不同的两项活动.
答案 ①② ③
解析 ①②为组合问题,③为排列问题.
5.已知a,b,c,d这四个元素,则每次取出2个元素的所有组合为________________________.
答案 ab,ac,ad,bc,bd,cd
解析 可按a→b→c→d顺序写出,即
所以所有组合为ab,ac,ad,bc,bd,cd.
1.知识清单:
(1)组合与组合数的定义.
(2)排列与组合的区别与联系.
(3)用列举法写组合.
2.方法归纳:枚举法.
3.常见误区:分不清“排列”还是“组合”.
1.(多选)给出下面几个问题,其中是组合问题的有( )
A.由1,2,3,4构成的含有2个元素的集合个数
B.五个队进行单循环比赛的比赛场次数
C.由1,2,3组成两位数的不同方法数
D.由1,2,3组成的无重复数字的两位数的个数
答案 AB
2.把三张游园票分给10个人中的3人,分法有( )
A.A种
B.C种
C.CA种
D.30种
答案 B
解析 三张票没区别,从10人中选3人,即C.
3.已知平面内A,B,C,D这4个点中任何3点不共线,则由其中每3点为顶点的所有三角形的个数为( )
A.3
B.4
C.12
D.24
答案 B
解析 由于与顺序无关,所以是组合问题,共有4个:△ABC,△ABD,△ACD,△BCD.
4.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三个村庄在一条直线上,现要在该社区内建“村村通”工程,则共需建公路的条数为( )
A.4
B.8
C.28
D.64
答案 C
解析 由于“村村通”公路的修建,是组合问题,故共需要建C===28(条)公路.
5.某乒乓球队有9名队员,其中有两名种子选手,现要选5名队员参加运动会,种子选手都必须在内,则不同的选法有( )
A.C种
B.A种
C.C种
D.C种
答案 C
解析 只需再从其他7名队员中选3人,即C种选法.
6.从9名学生中选出3名参加“希望英语”口语比赛,有______种不同选法.
答案 84
解析 只需从9名学生中选出3名即可,从而有C===84(种)选法.
7.若已知集合P={1,2,3,4},则集合P的子集中含有2个元素的子集数为________.
答案 6
解析 由于集合中的元素具有无序性,因此含2个元素的子集个数与元素顺序无关,是组合问题,共有C===6(个).
8.有3张参观券,要在5人中确定3人去参观,则不同方法的种数是________.(用数字作答)
答案 10
解析 由于选出的人无角色差异,所以是组合问题,共有C===10(种)不同方法.
9.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,一共写了多少封信?
(2)10个人相互通一次电话,一共通了多少次电话?
(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?
(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A=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C==45.
(3)是组合问题,因为每两个队比赛一次,没有顺序的区别,组合数为C==45.
(4)是组合问题,因为去开会的3个人之间没有顺序的区别,组合数为C==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A=720.
10.平面内有10个点,其中任意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?
(3)以其中任意3个点为顶点的三角形有多少个?
解 (1)所求线段的条数,即为从10个元素中任取2个元素的组合数,共有C===45(条),即以10个点中的任意2个点为端点的线段共有45条.
(2)所求有向线段的条数,即为从10个元素中任取2个元素的排列数,共有A=10×9=90(条),即以10个点中的任意2个点为端点的有向线段共有90条.
(3)所求三角形的个数,即为从10个元素中任选3个元素的组合数,共有C===120(个).
11.(多选)下列问题是组合问题的有( )
A.10个朋友聚会,每两人握手一次,一共握手多少次
B.平面上有2
021个不同的点,它们中任意三点不共线,连接任意两点可以构成多少条线段
C.集合{a1,a2,a3,…,an}中含有三个元素的子集有多少个
D.从高三(19)班的54名学生中选出2名学生分别参加校庆晚会的独唱、独舞节目,有多少种选法
答案 ABC
解析 组合问题与次序无关,排列问题与次序有关,D选项中,选出的2名学生,如甲、乙,其中“甲参加独唱、乙参加独舞”与“乙参加独唱、甲参加独舞”是两个不同的选法,因此是排列问题,不是组合问题,故选ABC.
12.从5人中选3人参加座谈会,其中甲必须参加,则不同的选法有( )
A.60种
B.36种
C.10种
D.6种
答案 D
解析 甲必须参加,因此只要从除甲之外的4人中选2人即可,有C==6(种)不同的选法.
13.从8名女生和4名男生中,抽取3名学生参加某档电视节目,若按性别比例分层抽样,则不同的抽取方法数为( )
A.224
B.112
C.56
D.28
答案 B
解析 由分层抽样知,应从8名女生中抽取2名,从4名男生中抽取1名,所以抽取2名女生和1名男生的方法数为CC=·=112.
14.从2,3,5,7四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=________.
答案 1∶2
解析 ∵m=C,n=A,∴m∶n=1∶2.
15.某区有7条南北向街道,5条东西向街道.(如图)
(1)图中有________个矩形;
(2)从A点走向B点最短的走法有________种.
答案 (1)210 (2)210
解析 (1)在7条南北向街道中任选2条,5条南北向街道中任选2条,这样4条线可组成一个矩形,故可组成矩形C·C=·=210(个).
(2)每条东西向的街道被分成6段,每条南北向的街道被分成4段,从A到B最短的走法,无论怎样走,一定至少包括10段,其中6段方向相同,另4段方向也相同,每种走法,即是从10段中选出6段,这6段是走东西方向的(剩下4段即是走南北方向的),共有C·C=·=210(种)走法.
16.某次足球比赛共12支球队参加,分三个阶段进行.
(1)小组赛:经抽签分成甲、乙两组,每组6队进行单循环比赛,以积分及净胜球数取前两名;
(2)半决赛:甲组第一名与乙组第二名,乙组第一名与甲组第二名作主客场交叉淘汰赛(每两队主客场各赛一场)决出胜者;
(3)决赛:两个胜队参加决赛一场,决出胜负.
问:全部赛程共需比赛多少场?
解 (1)小组赛中每组6队进行单循环比赛,就是6支球队的任两支球队都要比赛一次,所需比赛的场次即为从6个元素中任取2个元素的组合数,所以小组赛共要比赛2C=2×=30(场).
(2)半决赛中甲组第一名与乙组第二名(乙组第一名与甲组第二名)主客场各赛一次,所以半决赛共要比赛2×2=4(场).
(3)决赛只需比赛1场,即可决出胜负.
所以全部赛程共需比赛30+4+1=35(场).(共65张PPT)
第六章 6.2.3 组 合 6.2.4 组合数
第2课时 组合数公式
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO
1.理解排列数与组合数之间的联系,掌握组合数公式.
2.能运用组合数公式进行计算.
3.会用组合数公式解决一些简单的组合问题.
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
知识点一 组合数公式
组合数
公式
乘积形式
=_________________________,
其中m,n∈N
,并且m≤n
阶乘形式
=______________
规定:C
=
.
1
知识点二 组合数的性质
预习小测
自我检验
YU
XI
XIAO
CE
ZI
WO
JIAN
YAN
2
020
3
6
2或3
2
题型探究
PART
TWO
一、组合数公式的应用
∵n∈N
,∴n=10,
命题角度2 与组合数有关的证明
命题角度3 与组合数有关的方程或不等式
例1-3 (1)(多选)若
,则n的可能取值有
A.6
B.7
C.8
D.9
√
√
√
√
又n∈N
,则n=6,7,8,9.
∴该不等式的解集为{6,7,8,9}.
即m2-23m+42=0,解得m=2或m=21.
∵0≤m≤5,m∈N
,∴m=2,
反思感悟
=4
950+200=5
150.
二、有限制条件的组合问题
例2 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人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?
(1)至少有一名队长当选;
(2)至多有两名女生当选;
解 至多有2名女生当选含有三类:
有2名女生当选;只有1名女生当选;没有女生当选,
(3)既要有队长,又要有女生当选.
解 分两类:
所以共有495+295=790(种)选法.
反思感悟
有限制条件的抽(选)取问题,主要有两类
(1)“含”与“不含”问题,其解法常用直接分步法,即“含”的先取出,“不含”的可把所指元素去掉再取,分步计数.
(2)“至多”“至少”问题,其解法常有两种解决思路:一是直接分类法,但要注意分类要不重不漏;二是间接法,注意找准对立面,确保不重不漏.
跟踪训练2 某食堂每天中午准备4种不同的荤菜,7种不同的蔬菜,用餐者可以按下述方法之一搭配午餐:(1)任选两种荤菜、两种蔬菜和白米饭;(2)任选一种荤菜、两种蔬菜和蛋炒饭.则每天不同午餐的搭配方法共有
A.210种
B.420种
C.56种
D.22种
解析 由分类加法计数原理知,两类配餐的搭配方法之和即为所求,
√
命题角度1 平均分组
例3-1 (1)6本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人两本,有多少种方法?
三、分组、分配问题
(2)6本不同的书,分为三份,每份两本,有多少种方法?
因此分为三份,每份两本,一共有15种方法.
命题角度2 不平均分组
例3-2 (1)6本不同的书,分为三份,一份一本,一份两本,一份三本,有多少种方法?
(2)6本不同的书,分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本,有多少种不同的方法?
命题角度3 分配问题
例3-3 6本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少种不同的方法?
所以一共有90+360+90=540(种)方法.
反思感悟
“分组”与“分配”问题的解法
(1)分组问题属于“组合”问题,常见的分组问题有三种:
①完全均匀分组,每组的元素个数均相等,均匀分成n组,最后必须除以n!;
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.
(2)分配问题属于“排列”问题,分配问题可以按要求逐个分配,也可以分组后再分配.
跟踪训练3 将4个编号为1,2,3,4的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子中.
(1)有多少种放法?
(2)每盒至多1个球,有多少种放法?
解 每个小球都可能放入4个盒子中的任何一个,将小球一个一个放入盒子,共有4×4×4×4=44=256(种)放法.
(3)恰好有1个空盒,有多少种放法?
(4)每个盒内放1个球,并且恰好有1个球的编号与盒子的编号相同,有多少种放法?
(5)把4个不同的小球换成4个相同的小球,恰有一个空盒,有多少种放法?
与几何有关的组合应用题
典例 如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A,B的六个点C1,C2,…,C6,线段AB上有异于A,B的四个点D1,D2,
D3,D4.
核心素养之数学抽象与数学运算
HE
XIN
SU
YANG
ZHI
SHU
XUE
CHOU
XIANG
YU
SHU
XUE
YUN
SUAN
(1)以这10个点中的3个点为顶点可作多少个三角形?其中含C1点的有多少个?
(2)以图中的12个点(包括A,B)中的4个点为顶点,可作出多少个四边形?
素养
提升
(1)图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算.常用直接法,也可采用间接法.
(2)把一个与几何相关的问题转化为组合问题,此题目的解决体现了数学抽象及数学运算的核心素养.
3
随堂演练
PART
THREE
1
2
3
4
5
1.
的值为
A.72
B.36
C.30
D.42
√
2.若
=28,则n的值为
A.9
B.8
C.7
D.6
1
2
3
4
5
√
1
2
3
4
5
3.若
,则m等于
A.9
B.8
C.7
D.6
√
1
2
3
4
5
4.甲、乙、丙3位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案的种数为____.
解析 从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,
96
1
2
3
4
5
5.有4名男医生、3名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成1个医疗小组,则不同的选法共有____种.
18
1.知识清单:
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
(4)分组分配问题.
2.方法归纳:分类讨论、正难则反、方程思想.
3.常见误区:分组分配中是否为“平均分组”.
4
课时对点练
PART
FOUR
1.计算:
等于
A.120
B.240
C.60
D.480
基础巩固
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2.从5名志愿者中选派4人在星期六和星期日参加公益活动,每人一天,每天两人,则不同的选派方法共有
A.60种
B.48种
C.30种
D.10种
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3.(多选)下列等式正确的有
√
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解析 A是组合数公式;
B是组合数性质;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4.200件产品中有3件次品,任意抽取5件,其中至少有2件次品的抽法有
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
5.空间中有10个点,其中有5个点在同一个平面内,其余点无三点共线,无四点共面,则以这些点为顶点,共可构成四面体的个数为
A.205
B.110
C.204
D.200
√
6.4名优秀学生全部保送到3所学校去,每所学校至少去1名,则不同的保送方案有______种.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
36
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
7.甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是____.(用数字作答)
336
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
8.某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有_____种.
600
所以共有600种不同的选派方案.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
整理得n2-21n+98=0,
解得n=7或n=14,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
10.现有8名青年,其中有5名能胜任英语翻译工作,有4名能胜任德语翻译工作(其中有1名青年两项工作都能胜任).现在要从中挑选5名青年承担一项任务,其中3名从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,则有多少种不同的选法?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
解 可以分三类:
11.若
,则n等于
A.12
B.13
C.14
D.15
综合运用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
√
12.在∠AOB的OA边上取m个点,在OB边上取n个点(均除O点外),连同O点共(m+n+1)个点,现任取其中三个点为顶点作三角形,则可作出的三角形的个数为
1
2
3
4
5
6
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√
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14
15
16
13.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
B.63种
C.65种
D.66种
√
1
2
3
4
5
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7
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9
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11
12
13
14
15
16
根据分类加法计数原理,满足题意的取法共有1+60+5=66(种).
1
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15
16
14.某企业有4个分厂,新培训了一批6名技术人员,将这6名技术人员分配到各分厂,要求每个分厂至少1人,则不同的分配方案种数为______.
1
560
解析 先把6名技术人员分成4组,每组至少一人.
若4个组的人数按3,1,1,1分配,
若4个组的人数为2,2,1,1,
故所有分组方法共有20+45=65(种).
15.(多选)6位同学在毕业聚会活动中进行纪念品的交换,任意两位同学之间最多交换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念品.已知6位同学之间共进行了13次交换,则收到4份纪念品的同学人数可能为
A.1
B.2
C.3
D.4
拓广探究
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
√
√
如果都完全交换,每个人都要交换5次,也就是每人得到5份纪念品.
现在6位同学总共交换了13次,少交换了2次,
这2次若不涉及同一人,则收到4份纪念品的同学有4人,
若涉及同一个人,则收到4份纪念品的同学有2人.故选BD.
1
2
3
4
5
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12
13
14
15
16
16.已知10件不同产品中有4件是次品,现对它们进行一一测试,直至找出所有4件次品为止.
(1)若恰在第5次测试,才测试到第一件次品,第10次才找到最后一件次品,则这样的不同测试方法数是多少?
1
2
3
4
5
6
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13
14
15
16
(2)若恰在第5次测试后,就找出了所有的4件次品,则这样的不同测试方法数是多少?
解 第5次测试的产品恰为最后一件次品,
另3件在前4次中出现,从而前4次有一件正品出现,
本课结束(共61张PPT)
第六章 6.2.3 组 合 6.2.4 组合数
第1课时 组合及组合数的定义
学习目标
XUE
XI
MU
BIAO
1.理解组合的定义,正确认识组合与排列的区别与联系.
2.会用组合知识解决一些简单的组合问题.
内
容
索
引
知识梳理
题型探究
随堂演练
课时对点练
1
知识梳理
PART
ONE
知识点一 组合及组合数的定义
1.组合
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
2.组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的
,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号
表示.
作为一组
所有不同组合的个数
知识点二 排列与组合的关系
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
关系
组合数
与排列数
间存在的关系
=______
1.从a1,a2,a3三个不同元素中任取两个元素作为一组是组合问题.
( )
2.“abc”“acb”与“bac”是三种不同的组合.( )
思考辨析
判断正误
SI
KAO
BIAN
XI
PAN
DUAN
ZHENG
WU
×
√
√
4.两个组合相同,则其对应的元素一定相同.( )
√
2
题型探究
PART
TWO
例1 判断下列问题是组合问题还是排列问题:
(1)a,b,c,d四支足球队之间进行单循环比赛,共需比赛多少场?
(2)a,b,c,d四支足球队争夺冠、亚军,有多少种不同的结果?
一、组合概念的理解
解 单循环比赛要求两支球队之间只打一场比赛,没有顺序,是组合问题.
解 冠、亚军是有顺序的,是排列问题.
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务,有多少种不同的选法?
(4)从全班40人中选出3人参加某项活动,有多少种不同的选法?
解 3人分别担任三个不同职务,有顺序,是排列问题.
解 3人参加某项活动,没有顺序,是组合问题.
反思感悟
排列、组合辨析切入点
(1)组合的特点是只选不排,即组合只是从n个不同的元素中取出m(m≤n)个不同的元素即可.
(2)只要两个组合中的元素完全相同,不管顺序如何,这两个组合就是相同的组合.
(3)判断组合与排列的依据是看是否与顺序有关,与顺序有关的是排列问题,与顺序无关的是组合问题.
跟踪训练1 判断下列问题是组合问题还是排列问题:
(1)某铁路线上有4个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票?
解 因为一种火车票与起点、终点顺序有关,如甲→乙和乙→甲的车票是不同的,所以它是排列问题.
(2)把5本不同的书分给5个学生,每人一本;
(3)从7本不同的书中取出5本给某个学生.
解 由于书不同,每人每次拿到的书也不同,有顺序之分,因此它是排列问题.
解 从7本不同的书中,取出5本给某个学生,在每种取法中取出的5本并不考虑书的顺序,故它是组合问题.
二、组合的个数问题
例2 在A,B,C,D四位候选人中.
(1)如果选举正、副班长各一人,共有几种选法?写出所有可能的选举结果;
(2)如果选举两人负责班级工作,共有几种选法?写出所有可能的选举结果;
反思感悟
组合个数的求解策略
(1)枚举法:书写时常以首字母为切入点,相同元素的不必重复列举,如本例中,先枚举以字母A开头的组合,再枚举以字母B开头的组合,直到全部枚举完毕.
跟踪训练2 从5个不同元素a,b,c,d,e中取出2个,共有多少种不同的组合?请写出所有组合.
解 先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个写出来,如图所示:
由此可得所有的组合:ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de,共有10种.
三、简单的组合问题
例3 有10名教师,其中6名男教师,4名女教师.
(1)现要从中选2名去参加会议,有____种不同的选法;
45
解析 从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,
(2)选出2名男教师或2名女教师参加会议,有____种不同的选法;
21
解析 可把问题分两类情况:
(3)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有____种不同的选法.
90
反思感悟
利用排列与组合之间的关系,建立起排列数与组合数之间的计算方法,借助排列数求组合数.
跟踪训练3 一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.
(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
解 从口袋内的8个球中取出3个球,
(2)从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
解 从口袋内取出3个球有1个是黑球,
于是还要从7个白球中再取出2个,
(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
解 由于所取出的3个球中不含黑球,
也就是要从7个白球中取出3个球,
3
随堂演练
PART
THREE
1
2
3
4
5
1.(多选)下面四组元素,是相同组合的是
A.a,b,c—b,c,a
B.a,b,c—a,c,b
C.a,c,d—d,a,c
D.a,b,c—a,b,d
√
√
√
2.从5名同学中推选4人去参加一个会议,则不同的推选方法种数是
A.10
B.5
C.4
D.1
1
2
3
4
5
解析 组合问题,可从对立面考虑,选出一人不参加会议即可,故有5种方法.
√
1
2
3
4
5
3.在桥牌比赛中,发给4名参赛者每人一手由52张牌的四分之一(即13张牌)组成的牌,一名参赛者可能得到的不同的牌为
A.4×13手
B.134手
C.A
手
D.C
手
√
解析 本题实质上是从52个元素中取13个元素为一组,故一名参赛者可能得到C
手不同的牌.
1
2
3
4
5
4.下列问题中,组合问题有______,排列问题有____.(填序号)
①从1,3,5,9中任取两个数相加,所得不同的和;
②平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段的条数;
③从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加不同的两项活动.
解析 ①②为组合问题,
③为排列问题.
①②
③
1
2
3
4
5
5.已知a,b,c,d这四个元素,则每次取出2个元素的所有组合为_______________________.
ab,ac,ad,bc,bd,cd
解析 可按a→b→c→d顺序写出,即
所以所有组合为ab,ac,ad,bc,bd,cd.
1.知识清单:
(1)组合与组合数的定义.
(2)排列与组合的区别与联系.
(3)用列举法写组合.
2.方法归纳:枚举法.
3.常见误区:分不清“排列”还是“组合”.
课堂小结
KE
TANG
XIAO
JIE
4
课时对点练
PART
FOUR
1.(多选)给出下面几个问题,其中是组合问题的有
A.由1,2,3,4构成的含有2个元素的集合个数
B.五个队进行单循环比赛的比赛场次数
C.由1,2,3组成两位数的不同方法数
D.由1,2,3组成的无重复数字的两位数的个数
基础巩固
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
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15
16
√
√
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3
4
5
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√
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3
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14
15
16
3.已知平面内A,B,C,D这4个点中任何3点不共线,则由其中每3点为顶点的所有三角形的个数为
A.3
B.4
C.12
D.24
√
解析 由于与顺序无关,所以是组合问题,共有4个:△ABC,△ABD,△ACD,△BCD.
1
2
3
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13
14
15
16
4.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三个村庄在一条直线上,现要在该社区内建“村村通”工程,则共需建公路的条数为
A.4
B.8
C.28
D.64
√
解析 由于“村村通”公路的修建,是组合问题,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
14
15
16
5.某乒乓球队有9名队员,其中有两名种子选手,现要选5名队员参加运动会,种子选手都必须在内,则不同的选法有
√
6.从9名学生中选出3名参加“希望英语”口语比赛,有___种不同选法.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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84
1
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3
4
5
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9
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14
15
16
7.若已知集合P={1,2,3,4},则集合P的子集中含有2个元素的子集数为____.
6
1
2
3
4
5
6
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10
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12
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14
15
16
8.有3张参观券,要在5人中确定3人去参观,则不同方法的种数是____.(用数字作答)
10
1
2
3
4
5
6
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8
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11
12
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15
16
9.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,一共写了多少封信?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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13
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15
16
(2)10个人相互通一次电话,一共通了多少次电话?
1
2
3
4
5
6
7
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13
14
15
16
(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?
1
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3
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16
(4)从10个人中选3人去开会,有多少种选法?
1
2
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5
6
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14
15
16
(5)从10个人中选出3人担任不同学科的课代表,有多少种选法?
1
2
3
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5
6
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16
10.平面内有10个点,其中任意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?
即以10个点中的任意2个点为端点的线段共有45条.
1
2
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14
15
16
(2)以其中任意2个点为端点的有向线段有多少条?
即以10个点中的任意2个点为端点的有向线段共有90条.
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2
3
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5
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14
15
16
(3)以其中任意3个点为顶点的三角形有多少个?
解 所求三角形的个数,即为从10个元素中任选3个元素的组合数,
11.(多选)下列问题是组合问题的有
A.10个朋友聚会,每两人握手一次,一共握手多少次
B.平面上有2
021个不同的点,它们中任意三点不共线,连接任意两点可
以构成多少条线段
C.集合{a1,a2,a3,…,an}中含有三个元素的子集有多少个
D.从高三(19)班的54名学生中选出2名学生分别参加校庆晚会的独唱、独
舞节目,有多少种选法
综合运用
1
2
3
4
5
6
7
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15
16
√
√
√
解析 组合问题与次序无关,排列问题与次序有关,D选项中,选出的2名学生,如甲、乙,其中“甲参加独唱、乙参加独舞”与“乙参加独唱、甲参加独舞”是两个不同的选法,因此是排列问题,不是组合问题,故选ABC.
1
2
3
4
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15
16
12.从5人中选3人参加座谈会,其中甲必须参加,则不同的选法有
A.60种
B.36种
C.10种
D.6种
1
2
3
4
5
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9
10
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√
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3
4
5
6
7
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15
16
13.从8名女生和4名男生中,抽取3名学生参加某档电视节目,若按性别比例分层抽样,则不同的抽取方法数为
A.224
B.112
C.56
D.28
√
解析 由分层抽样知,应从8名女生中抽取2名,从4名男生中抽取1名,
1
2
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15
16
14.从2,3,5,7四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=______.
1∶2
15.某区有7条南北向街道,5条东西向街道.(如图)
拓广探究
1
2
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4
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16
(1)图中有_____个矩形;
210
(2)从A点走向B点最短的走法有_____种.
1
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16
210
解析 每条东西向的街道被分成6段,每条南北向的街道被分成4段,从A到B最短的走法,无论怎样走,一定至少包括10段,
其中6段方向相同,另4段方向也相同,每种走法,即是从10段中选出6段,
1
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16
16.某次足球比赛共12支球队参加,分三个阶段进行.
(1)小组赛:经抽签分成甲、乙两组,每组6队进行单循环比赛,以积分及净胜球数取前两名;
解 小组赛中每组6队进行单循环比赛,就是6支球队的任两支球队都要比赛一次,
所需比赛的场次即为从6个元素中任取2个元素的组合数,
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5
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15
16
(2)半决赛:甲组第一名与乙组第二名,乙组第一名与甲组第二名作主客场交叉淘汰赛(每两队主客场各赛一场)决出胜者;
解 半决赛中甲组第一名与乙组第二名(乙组第一名与甲组第二名)主客场各赛一次,
所以半决赛共要比赛2×2=4(场).
1
2
3
4
5
6
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15
16
(3)决赛:两个胜队参加决赛一场,决出胜负.
问:全部赛程共需比赛多少场?
解 决赛只需比赛1场,即可决出胜负.
所以全部赛程共需比赛30+4+1=35(场).
本课结束