2019高中数学 第一章1.2 排列与组合 1.2.2 第1课时 组合与组合数公式学案 新人教A版选修2-3 联系客服

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第1课时 组合与组合数公式

学习目标:1.理解组合与组合数的概念.(重点)2.会推导组合数公式,并会应用公式求值.(重点)3.理解组合数的两个性质,并会求值、化简和证明.(难点、易混点)

[自 主 预 习·探 新 知]

1.组合的概念

一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出

m个元素的一个组合.

思考:怎样理解组合,它与排列有何区别?

[提示] (1)组合要求n个元素是不同的,被取的m个元素也是不同的,即从n个不同的元素中进行m次不放回地取出.

(2)取出的m个元素不讲究顺序,也就是说元素没有位置的要求,无序性是组合的特点. (3)辨别一个问题是排列问题还是组合问题,关键看选出的元素与顺序是否有关,若交换某一问题中某两个元素的位置对结果产生影响,则是排列问题,否则就是组合问题.

2.组合数的概念

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.

思考:如何理解组合与组合数这两个概念?

[提示] 同“排列”与“排列数”是两个不同的概念一样,“组合”与“组合数”也是两个不同的概念,“组合”是指“从n个不同元素中取m(m≤n)个元素合成一组”,它不是一个数,而是具体的一件事;“组合数”是指“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”,它是一个数.例如,从3个不同元素a,b,c中每次取出两个元素的组合为ab,ac,bc,其中每一种都叫一个组合,这些组合共有3个,则组合数为3.

3.组合数公式及其性质

Ann!(1)公式:C=m=. Amm!n-m!mnm(2)性质:Cn=Cn_,Cn+Cn=Cn+1. (3)规定:Cn=1.

[基础自测]

1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.

( )

2

0

mn-mmm-1m(2)从a1,a2,a3三个不同元素中任取两个元素组成一个组合,所有组合的个数为C3. (3)从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某两个乡镇的社会调查,有多少种不同的选法是组合问题.

( ) ( )

1

(4)从甲、乙、丙3名同学中选出2名,有3种不同的选法.

(5)现有4枚2015年抗战胜利70周年纪念币送给10人中的4人留念,有多少种送法是排列问题.

( )

[解析] (1)√ 因为只要两个组合的元素相同,不论元素的顺序如何,都是相同的组合.

(2)√ 由组合数的定义可知正确.

(3)× 因为选出2名同学还要分到不同的两个乡镇,这是排列问题.

(4)√ 因为从甲、乙、丙3人中选两名有:甲乙,甲丙,乙丙,共3个组合,即有3种不同选法.

(5)× 因为将4枚纪念币送与4人并无顺序,故该问题是组合问题. [答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× 2.若Cn=28,则n=( )

【导学号:95032046】

A.9 C.7 B [Cn=22

B.8 D.6

nn-

2

=28,解得n=8.]

3.甲、乙、丙三地之间有直达的火车,相互之间的距离均不相等,则车票票价的种数是________.

3 [甲、乙、丙三地之间的距离不等,故票价不同,同距离两地票价相同,故该问题为3×22

组合问题,不同票价的种数为C3==3.]

2

4.C6=________,C18=________.

【导学号:95032047】

6×52171

15 18 [C6==15,C18=C18=18.]

2

[合 作 探 究·攻 重 难]

2

17

组合的概念 (1)判断下列问题是组合问题还是排列问题: ①设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的子集中含有3个元素的有多少个? ②某铁路线上有5个车站,则这条线上共需准备多少种车票?多少种票价?

③2018年元旦期间,某班10名同学互送贺年卡,表示新年的祝福,贺年卡共有多少张? (2)已知A,B,C,D,E五个元素,写出每次取出3个元素的所有组合.

【导学号:95032048】

[思路点拨] 要确定是组合还是排列问题,只需确定取出的元素是否与顺序有关.

2

[解] (1)①因为本问题与元素顺序无关,故是组合问题.

②因为甲站到乙站,与乙站到甲站车票是不同的,故是排列问题,但票价与顺序无关,甲站到乙站,与乙站到甲站是同一种票价,故是组合问题.

③甲写给乙贺卡,与乙写给甲贺卡是不同的,所以与顺序有关,是排列问题. (2)可按AB→AC→AD→BC→BD→CD顺序写出,即

所以所有组合为ABC,ABD,ABE,ACD,ACE,ADE,BCD,BCE,BDE,CDE. [规律方法] 1.区分一个问题是排列问题还是组合问题,关键是看它有无“顺序”,有顺序就是排列问题,而无顺序就是组合问题.而要判定它是否有顺序的方法是:先将元素取出来,看交换元素的顺序对结果有无影响,有影响就是“有序”,也就是排列问题;没有影响就是“无序”,也就是组合问题. 2.写组合时,一般先将元素按一定的顺序排好,然后按照顺序用图示的方法逐个地将各个组合表示出来,如本题的作法,这样做直观、明了、清楚,以防重复和遗漏. [跟踪训练] 1.(1)判断下列问题是排列问题还是组合问题:

①把当日动物园的4张门票分给5个人,每人至多分一张,而且票必须分完,有多少种分配方法?

②从2,3,5,7,11这5个质数中,每次取2个数分别作为分子和分母构成一个分数,共能构成多少个不同的分数?

③从9名学生中选出4名参加一个联欢会,有多少种不同的选法? (2)已知a,b,c,d这四个元素,写出每次取出2个元素的所有组合.

[解] (1)①是组合问题.由于4张票是相同的(都是当日动物园的门票),不同的分配方法取决于从5人中选择哪4人,这和顺序无关.

②是排列问题,选出的2个数作分子或分母,结果是不同的. ③是组合问题,选出的4人无角色差异,不需要排列他们的顺序. (2)可按a→b→c→d顺序写出,即

所以所有组合为ab,ac,ad,bc,bd,cd.

3

组合数公式的应用 (1)计算C10-C7·A3; (2)计算Cn+Cn+1.

【导学号:95032049】

[思路探究] 解答此类问题要恰当选择组合数公式,并注意使用组合数公式的隐含条件.

10×9×8×77×6×5

[解] (1)原式=-·(3×2×1)=210-210=0.

4×3×2×13×2×1

5-n9-n433

当n=4时,原式=C4+C5=5, 当n=5时,原式=C5+C6=16. [规律方法] An1.在具体选择公式时,要根据原题的特点,一般地,公式C=m常用于n为具体数的Ammnm0

4

1

5

数目,偏向于组合数的计算,公式Cn=等式或证明恒等式. mn!常用于n为字母的题目,偏向于解不n-m!m!2.解题时,一定不要忘记组合数的意义. [跟踪训练] 2.求值:C2n+C13+n.

[解] 由组合数的公式的性质,

17-n3n

解得n=6.

所以,原式=C12+C19 =C12+C19 =12+19=31.

1

1

11

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组合数的性质应用 [探究问题]

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