排
列
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,另名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
问题2:从1,2,3,4这4个数中,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?
上面两个问题有什么共同特征?可以用怎样的数学模型来刻画
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,另名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
分析:把题目转化为从甲、乙、丙3名同学中选2名,按照参加上午的活动在前,参加下午的活动在后的顺序排列,求一共有多少种不同的排法?
上午
下午
相应的排法
甲
乙
丙
乙
甲
丙
丙
甲
乙
甲丙
甲乙
乙甲
乙丙
丙甲
丙乙
第一步:确定参加上午活动的同学即从3名中任
选1名,有3种选法.
第二步:确定参加下午活动的同学,有2种方法
根据分步计数原理:3×2=6
即共6种方法。
www.
把上面问题中被取的对象叫做元素,于是问题1就可以叙述为:
从3个不同的元素a,b,c中任取2个,然后按照一定的顺序排成一列,一共有多少种不同的排列方法?
ab,
ac,
ba,
bc,
ca,
cb
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?
第1步,确定百位上的数字,有4种方法
第2步,确定十位上的数字,有3种方法
第3步,确定个位上的数字,有2种方法
根据分步乘法计数原理,共有
4×3×2=24
种不同的排法。如下图所示
有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。
同样,问题2可以归结为:
从4个不同的元素a,b,c,d中任取3个,
然后按照一定的顺序排成一列,共有多少
种不同的排列方法?
abc,abd,acb,acd,adb,adc;
bac,bad,bca,bcd,bda,bdc;
cab,cad,cba,cbd,cda,cdb;
dab,dac,dba,dbc,dca,dcb.
思考?上述两个问题的共同特点是?能否推广到一般?
(1)有顺序的
(2)不论是排列之前,还是之后,所有的元素都不相等,
推广到一般
排列:一般的,从n个不同的元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,
叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
排列问题实际包含两个过程:
(1)先从n个不同元素中取出m个不同的元素。
(2)再把这m个不同元素按照一定的顺序排成一列。
注意:
1、元素不能重复。n个中不能重复,m个中也不能重复。
2、“按一定顺序”就是与位置有关,这是判断一个问题是否是排列问题的关键。
3、两个排列相同,当且仅当这两个排列中的元素完全相同,而且元素的排列顺序也完全相同。
4、m<n时的排列叫选排列,m=n时的排列叫全排列。
5、为了使写出的所有排列情况既不重复也不遗漏,最好采用“树形图”。
例1.下列问题中哪些是排列问题?
(1)10名学生中抽2名学生开会
(2)10名学生中选2名做正、副组长
(3)从2,3,5,7,11中任取两个数相乘
(4)从2,3,5,7,11中任取两个数相除
(5)以圆上的10个点为端点作弦
(6)以圆上的10个点中的某一点为起点,作过另一个点的射线
(7)安排5个学生为班里的5个班干部,每人一个职位?
www.
2、排列数:
从n个不同的元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同的元素中取出m个元素的排列数。用符号
表示。
“排列”和“排列数”有什么区别?
排列数,而不表示具体的排列。
所有排列的个数,是一个数;
“排列数”是指从
个不同元素中,任取
个元素的
所以符号
只表示
“一个排列”是指:从
个不同元素中,任取
按照一定的顺序排成一列,不是数;
个元素
问题1中是求从3个不同元素中取出2个元素的排列数,记为
,
问题2中是求从4个不同元素中取出3个元素的排列数,记为 ,已经算出
探究:从n个不同元素中取出2个元素的排列数 是多少? , 又各是多少?
第1位
第2位
n
n-1
第1位
第2位
第3位
n-2
n
n-1
·
·
·
·
·
·
第1位
第2位
第3位
第m位
n
n-1
n-2
n-(m-1)
(1)第一个因数是n,后面每一个因数比它前面一个因数少1.
(2)最后一个因数是n-m+1.
(3)共有m个因数.
观察排列数公式有何特征:
排列数公式(1):
就是说,n个不同元素全部取出的排列数,
等于正整数1到n的连乘积,
正整数1到n的连乘积,叫做n的阶乘,
用n!表示,
所以n个不同元素的全排列数公式可以写成
n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个元素的一个全排列,这时公式中的m=n,即有
另外,我们规定 0!=1
排列数公式(2):
说明:
1、排列数公式的第一个常用来计算,第二个常用来证明。
2、对于
这个条件要留意,往往是解方程时的隐含条件。
小结:
【排列】从n个不同元素中选出m(m≤n)个元素,并按一定的顺序排成一列.
【关键点】1、互异性(被选、所选元素互不相同)
2、有序性(所选元素有先后位置等顺序之分)
【排列数】所有排列总数
排列数公式:
常用于计算含有数字的排列数的值
常用于对含有字母的排列数的式子进行变形和论证
例2
排列数的计算
1.计算:(1)
(2)
课堂练习
2.从4种蔬菜品种中选出3种,分别种植在不同土质的3块土地
上进行试验,有 种不同的种植方法?
4.信号兵用3种不同颜色的旗子各一面,每次打出3面,最多能
打出不同的信号有(
)
3.从参加乒乓球团体比赛的5名运动员中选出3名进行某场比赛,
并排定他们的出场顺序,有 种不同的方法?
例3.某年全国足球甲级A组联赛共有14个队参加,每队要与其余各队在主、客场分别比赛一次,共进行多少场比赛?
解:14个队中任意两队进行1次主场比赛与1次客场比赛,对应于从14个元素中任取2个元素的一个排列,因此,比赛的总场次是
例
4(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
(2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
=
5×4×3=
60
被选元素可重复选取,不是排列问题!
5×5×5=
125
“从5个不同元素中选出3并按顺序排列”
例5.用0到9这10个数字可以组成多少个没有重复数字的三位数?
特殊位置“百位”,特殊元素“0”
百位
十位
个位
法1:
法2:
特殊位置优先安排
百位
十位
个位
0
百位
十位
个位
0
百位
十位
个位
特殊元素优先考虑
法3:
正难则反(间接法)
对于有限制条件的排列问题,必须遵循“特殊元素优先考虑,特殊位置优先安排”,并注意“合理分类,准确分步”,做到“不重不漏,步骤完整”
,适当考虑“正难则反”
。
排列问题,是取出m个元素后,还要按一定的顺序排成一列,取出同样的m个元素,只要排列顺序不同,就视为完成这件事的两种不同的方法(两个不同的排列).
由排列的定义可知,排列与元素的顺序有关,也就是说与位置有关的问题才能归结为排列问题.当元素较少时,可以根据排列的意义写出所有的排列.
再
见
敬请指导
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