高二數(shù)學(xué)排列與組合知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高二數(shù)學(xué)排列與組合知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
數(shù)學(xué)對(duì)于文科生來說是個(gè)大難題,有些同學(xué)甚至“談數(shù)學(xué)色變”。其實(shí)只要掌握恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法,就能輕松拿下數(shù)學(xué)這門課。雖然說數(shù)學(xué)是理科,但是一些重要公式還是需要花時(shí)間記憶的,下面小編總結(jié)了高二的數(shù)學(xué)公式,希望能幫到大家。
排列組合公式/排列組合計(jì)算公式
排列P------和順序有關(guān)
組合C-------不牽涉到順序的問題
排列分順序,組合不分
例如把5本不同的書分給3個(gè)人,有幾種分法."排列"
把5本書分給3個(gè)人,有幾種分法"組合"
1.排列及計(jì)算公式
從n個(gè)不同元素中,任取m(m≤n)個(gè)元素按照一定的順序排成一列,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列;從n個(gè)不同元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù),叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),用符號(hào)p(n,m)表示.
p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)=n!/(n-m)!(規(guī)定0!=1).
2.組合及計(jì)算公式
從n個(gè)不同元素中,任取m(m≤n)個(gè)元素并成一組,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合;從n個(gè)不同元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù).用符號(hào)
c(n,m)表示.
c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m);
3.其他排列與組合公式
從n個(gè)元素中取出r個(gè)元素的循環(huán)排列數(shù)=p(n,r)/r=n!/r(n-r)!.
n個(gè)元素被分成k類,每類的個(gè)數(shù)分別是n1,n2,...nk這n個(gè)元素的全排列數(shù)為
n!/(n1!*n2!*...*nk!).
k類元素,每類的個(gè)數(shù)無限,從中取出m個(gè)元素的組合數(shù)為c(m+k-1,m).
排列(Pnm(n為下標(biāo),m為上標(biāo)))
Pnm=n×(n-1)....(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是階乘符號(hào));Pnn(兩個(gè)n分別為上標(biāo)和下標(biāo))=n!;0!=1;Pn1(n為下標(biāo)1為上標(biāo))=n
組合(Cnm(n為下標(biāo),m為上標(biāo)))
Cnm=Pnm/Pmm;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(兩個(gè)n分別為上標(biāo)和下標(biāo))=1;Cn1(n為下標(biāo)1為上標(biāo))=n;Cnm=Cnn-m
公式P是指排列,從N個(gè)元素取R個(gè)進(jìn)行排列。公式C是指組合,從N個(gè)元素取R個(gè),不進(jìn)行排列。N-元素的總個(gè)數(shù)R參與選擇的元素個(gè)數(shù)!-階乘,如9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1
從N倒數(shù)r個(gè),表達(dá)式應(yīng)該為n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);
因?yàn)閺膎到(n-r+1)個(gè)數(shù)為n-(n-r+1)=r
舉例:
Q1:有從1到9共計(jì)9個(gè)號(hào)碼球,請(qǐng)問,可以組成多少個(gè)三位數(shù)?
A1:123和213是兩個(gè)不同的排列數(shù)。即對(duì)排列順序有要求的,既屬于“排列P”計(jì)算范疇。
上問題中,任何一個(gè)號(hào)碼只能用一次,顯然不會(huì)出現(xiàn)988,997之類的組合,我們可以這么看,百位數(shù)有9種可能,十位數(shù)則應(yīng)該有9-1種可能,個(gè)位數(shù)則應(yīng)該只有9-1-1種可能,最終共有9*8*7個(gè)三位數(shù)。計(jì)算公式=P(3,9)=9*8*7,(從9倒數(shù)3個(gè)的乘積)
Q2:有從1到9共計(jì)9個(gè)號(hào)碼球,請(qǐng)問,如果三個(gè)一組,代表“三國聯(lián)盟”,可以組合成多少個(gè)“三國聯(lián)盟”?
A2:213組合和312組合,代表同一個(gè)組合,只要有三個(gè)號(hào)碼球在一起即可。即不要求順序的,屬于“組合C”計(jì)算范疇。
上問題中,將所有的包括排列數(shù)的個(gè)數(shù)去除掉屬于重復(fù)的個(gè)數(shù)即為最終組合數(shù)C(3,9)=9*8*7/3*2*1
排列、組合的概念和公式典型例題分析
例1設(shè)有3名學(xué)生和4個(gè)課外小組.(1)每名學(xué)生都只參加一個(gè)課外小組;(2)每名學(xué)生都只參加一個(gè)課外小組,而且每個(gè)小組至多有一名學(xué)生參加.各有多少種不同方法?
解(1)由于每名學(xué)生都可以參加4個(gè)課外小組中的任何一個(gè),而不限制每個(gè)課外小組的人數(shù),因此共有種不同方法.
(2)由于每名學(xué)生都只參加一個(gè)課外小組,而且每個(gè)小組至多有一名學(xué)生參加,因此共有種不同方法.
點(diǎn)評(píng)由于要讓3名學(xué)生逐個(gè)選擇課外小組,故兩問都用乘法原理進(jìn)行計(jì)算.
例2排成一行,其中不排第一,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少種?
解依題意,符合要求的排法可分為第一個(gè)排、、中的某一個(gè),共3類,每一類中不同排法可采用畫“樹圖”的方式逐一排出:
∴符合題意的不同排法共有9種.
點(diǎn)評(píng)按照分“類”的思路,本題應(yīng)用了加法原理.為把握不同排法的規(guī)律,“樹圖”是一種具有直觀形象的有效做法,也是解決計(jì)數(shù)問題的一種數(shù)學(xué)模型.
例3判斷下列問題是排列問題還是組合問題?并計(jì)算出結(jié)果.
(1)高三年級(jí)學(xué)生會(huì)有11人:①每?jī)扇嘶ネㄒ环庑?,共通了多少封?②每?jī)扇嘶ノ樟艘淮问?,共握了多少次?
(2)高二年級(jí)數(shù)學(xué)課外小組共10人:①從中選一名正組長(zhǎng)和一名副組長(zhǎng),共有多少種不同的選法?②從中選2名參加省數(shù)學(xué)競(jìng)賽,有多少種不同的選法?
(3)有2,3,5,7,11,13,17,19八個(gè)質(zhì)數(shù):①從中任取兩個(gè)數(shù)求它們的商可以有多少種不同的商?②從中任取兩個(gè)求它的積,可以得到多少個(gè)不同的積?
(4)有8盆花:①從中選出2盆分別給甲乙兩人每人一盆,有多少種不同的選法?②從中選出2盆放在教室有多少種不同的選法?
分析(1)①由于每人互通一封信,甲給乙的信與乙給甲的信是不同的兩封信,所以與順序有關(guān)是排列;②由于每?jī)扇嘶ノ找淮问郑着c乙握手,乙與甲握手是同一次握手,與順序無關(guān),所以是組合問題.其他類似分析.
(1)①是排列問題,共用了封信;②是組合問題,共需握手(次).
(2)①是排列問題,共有(種)不同的選法;②是組合問題,共有種不同的選法.
(3)①是排列問題,共有種不同的商;②是組合問題,共有種不同的積.
(4)①是排列問題,共有種不同的選法;②是組合問題,共有種不同的選法.
例4證明.
證明左式
右式.
∴等式成立.
點(diǎn)評(píng)這是一個(gè)排列數(shù)等式的證明問題,選用階乘之商的形式,并利用階乘的性質(zhì),可使變形過程得以簡(jiǎn)化.
例5化簡(jiǎn).
解法一原式
解法二原式
點(diǎn)評(píng)解法一選用了組合數(shù)公式的階乘形式,并利用階乘的性質(zhì);解法二選用了組合數(shù)的兩個(gè)性質(zhì),都使變形過程得以簡(jiǎn)化.
例6解方程:(1);(2).
解(1)原方程
解得.
(2)原方程可變?yōu)?/p>
∵,,
∴原方程可化為.
即,解得
第六章排列組合、二項(xiàng)式定理
一、考綱要求
1.掌握加法原理及乘法原理,并能用這兩個(gè)原理分析解決一些簡(jiǎn)單的問題.
2.理解排列、組合的意義,掌握排列數(shù)、組合數(shù)的計(jì)算公式和組合數(shù)的性質(zhì),并能用它們解決一些簡(jiǎn)單的問題.
3.掌握二項(xiàng)式定理和二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì),并能用它們計(jì)算和論證一些簡(jiǎn)單問題.
二、知識(shí)結(jié)構(gòu)
三、知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)提示
(一)加法原理乘法原理
說明加法原理、乘法原理是學(xué)習(xí)排列組合的基礎(chǔ),掌握此兩原理為處理排列、組合中有關(guān)問題提供了理論根據(jù).