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1、最新精選優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)資料
最新精選優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)資料
1.2 排列
學(xué)習(xí)目標(biāo)
重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.能說出排列的概念;
2.能利用計(jì)數(shù)原理推導(dǎo)排列數(shù)公式;
3.能利用排列數(shù)公式解決簡單的實(shí)際問題.
重點(diǎn):排列概念的理解,排列數(shù)公式.
難點(diǎn):利用排列數(shù)公式解決實(shí)際問題.
1.排列的概念
一般地,從n個(gè)不同的元素中取出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.
預(yù)習(xí)交流1
如何判斷一個(gè)問題是否是排列問題?
提示:排列問題與元素的排列順序有關(guān),是按一定的順序排成一列,如果交換元素的位置,其結(jié)果發(fā)生了變化,叫它是排列問題,否則,不是
2、排列問題.
2.排列數(shù)的概念
一般地,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)表示.
根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,我們得到排列數(shù)公式=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),其中n,m∈N*,且m≤n.
n個(gè)不同元素全部取出的一個(gè)排列,叫做n個(gè)不同元素的一個(gè)全排列.在排列數(shù)公式中,當(dāng)m=n時(shí),即有=n(n-1)(n-2)…321,稱為n的階乘(factorial),通常用n!表示,即=n!.
我們規(guī)定0!=1,排列數(shù)公式還可以寫成=.
預(yù)習(xí)交流2
如何理解和記憶排列數(shù)公式?
提示:是m個(gè)連續(xù)自然數(shù)的積,最大一個(gè)是n,依次遞減
3、,最后一個(gè)是(n-m+1).
在預(yù)習(xí)中,還有哪些問題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注?請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧!
我的學(xué)困點(diǎn)
我的學(xué)疑點(diǎn)
一、排列問題
下列三個(gè)問題中,是排列問題的是__________.
①在各國舉行的足球聯(lián)賽中,一般采取“主客場制”,若共有12支球隊(duì)參賽,求比賽場數(shù);
②在“世界杯”足球賽中,采用“分組循環(huán)淘汰制”,共有32支球隊(duì)參賽,分為八組,每組4支球隊(duì)進(jìn)行循環(huán),問在小組循環(huán)賽中,共需進(jìn)行多少場比賽?
③在乒乓球單打比賽中,由于參賽選手較多,故常采用“抽簽捉對(duì)淘汰制”決出冠軍.
若共有100名選手參賽,待冠軍產(chǎn)生時(shí),共需舉行多少場比賽?
4、
思路分析:交換元素的順序,有影響的是排列問題,否則,不是.
答案:①
解析:對(duì)于①,同樣是甲、乙兩隊(duì)比賽,甲作為主隊(duì)和乙作為主隊(duì)是兩場不同的比賽,故與順序有關(guān),是排列問題;對(duì)于②,由于是組內(nèi)循環(huán),故一組內(nèi)的甲、乙只需進(jìn)行一場比賽,與順序無關(guān),故不是排列問題;對(duì)于③,由于兩名選手一旦比賽后就淘汰其中一位,故也與順序無關(guān),故不是排列問題.
下列問題是排列問題嗎?并說明理由.
①從1,2,3,4四個(gè)數(shù)字中,任選兩個(gè)做加法,其結(jié)果有多少種不同的可能?
②從1,2,3,4四個(gè)數(shù)字中,任選兩個(gè)做除法,其結(jié)果有多少種不同的可能?
解:①不是排列問題;②是排列問題.
理由:由于加法運(yùn)算滿足
5、交換律,所以選出的兩個(gè)元素做加法時(shí),與兩個(gè)元素的位置無關(guān),但做除法時(shí),兩個(gè)元素誰是除數(shù),誰是被除數(shù)不一樣,此時(shí)與位置有關(guān),故做加法不是排列問題,做除法是排列問題.
判斷排列問題的原則:①與順序有關(guān);②元素互不相同;③一次性抽取.
二、排列數(shù)問題
解方程:3A=2A+6A.
思路分析:先把式中的排列數(shù)轉(zhuǎn)化為關(guān)于x的表達(dá)式,并注意A中m≤n,且m,n為正整數(shù)這些限制條件,再求解關(guān)于x的方程.
解:由3A=2A+6A,
得3x(x-1)(x-2)=2(x+1)x+6x(x-1).
∵x≥3,∴3(x-1)(x-2)=2(x+1)+6(x-1),
即3x2-17x+10=0.
解
6、得x=5或x=(舍),故x=5.
解不等式:A>6A.
解:由排列數(shù)公式,原不等式可化為:
>6,
∴>6,解得x>-75.
又∴2≤x≤8.
又∵x為整數(shù),∴原不等式的解集為{2,3,4,5,6,7,8}.
有關(guān)以排列數(shù)公式形式給出的方程、不等式,應(yīng)根據(jù)有關(guān)公式轉(zhuǎn)化為一般方程、不等式,再求解,但應(yīng)注意其中的字母都是滿足一定條件的自然數(shù).
三、數(shù)字排列問題
用1,2,3,4,5,6,7這7個(gè)數(shù)字組成沒有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù),如果組成的四位數(shù)必須是偶數(shù),那么這樣的四位數(shù)有多少個(gè)?
思路分析:先排個(gè)位數(shù),再排千、百、十位數(shù),再由分步計(jì)數(shù)原理求得適合條件的四位數(shù)的個(gè)數(shù).
解
7、:第一步排個(gè)位上的數(shù),因?yàn)榻M成的四位數(shù)必須是偶數(shù),個(gè)位數(shù)字只能是2,4,6之一,所以有A種排法,第二步排千、百、十這三個(gè)數(shù)位上的數(shù),有A種排法.根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,適合條件的四位數(shù)的個(gè)數(shù)為N=AA=360,所以這樣的四位數(shù)有360個(gè).
由0,1,2,3,4,5這六個(gè)數(shù)字組成沒有重復(fù)數(shù)字的六位數(shù),其中小于50萬,又不是5的倍數(shù)的數(shù)有多少個(gè)?
解:法一:因?yàn)?和5不能排在首位和個(gè)位,先將它們排在中間4個(gè)數(shù)位上有A種排法,再排其他4個(gè)數(shù)位有A種排法,由分步計(jì)數(shù)原理得,共有AA=1224=288個(gè)數(shù)符合要求.
法二:六個(gè)數(shù)位的全排列共有A個(gè),其中0排在首位或個(gè)位有2A個(gè),還有5排在首位或個(gè)位上
8、的也有2A個(gè),這兩種情況都包含0和5分別在首位或個(gè)位上的排法有2A種,所以符合條件的數(shù)字個(gè)數(shù)有A-4A+2A=288個(gè).
關(guān)于數(shù)字問題要注意首位數(shù)字不能為0,其次注意特殊位置或特殊數(shù)字,再考慮其他位置或其他數(shù).也可用全排列數(shù)減去不合要求的排列數(shù).
1.已知A=7A,則n=__________.
答案:7
解析:由排列數(shù)公式得,n(n-1)=7(n-4)(n-5),
∴3n2-31n+70=0,解得n=7或n=(舍).
∴n=7.
2.將五輛車停在5個(gè)車位上,其中A車不停在1號(hào)車位上的停車方案有__________種.
答案:96
解析:因?yàn)锳車不停在1號(hào)車位上,所以可先將
9、A車停在其他四個(gè)車位上,有A種停法;然后將另外四輛車在剩余的四個(gè)車位上進(jìn)行全排列,有A種停法,由分步計(jì)數(shù)原理得,共有N=AA=424=96種不同的停車方案.
3.用1,2,3,4,5這5個(gè)數(shù)字,組成沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù),其中奇數(shù)有__________個(gè).
答案:36
解析:當(dāng)個(gè)位數(shù)字分別為1,3,5時(shí),百位、十位上數(shù)字的排列總數(shù)均為A=12個(gè).由分類計(jì)數(shù)原理知,沒有重復(fù)數(shù)字的三位奇數(shù)共有12+12+12=36個(gè).
4.從甲、乙、丙、丁4種蔬菜品種中選出3種,分別種在不同土質(zhì)的三塊試驗(yàn)田上進(jìn)行試驗(yàn),其中甲品種必須入選,則不同的種植方法有多少種?
解:本題相當(dāng)于從4個(gè)元素中取出3個(gè)元素的
10、排列,其中甲元素必取,優(yōu)先考慮甲元素,先排甲,有A種方法,再從乙、丙、丁三個(gè)元素中選出兩個(gè)元素的排列數(shù)為A.則由分步計(jì)數(shù)原理得,滿足條件的排列有AA=18種不同的種植方法.
5.從7名運(yùn)動(dòng)員中選出4人參加4100米接力賽,求滿足下列條件的方案種數(shù).
(1)甲、乙二人都不跑中間兩棒;
(2)甲、乙二人不都跑中間兩棒.
解:(1)從甲、乙之外的5人中選2人安排在中間兩棒,有A種方法,再從余下的5人中安排首末兩棒,有A種方法,由分步計(jì)數(shù)原理知共有AA=400種不同的安排方案.
(2)從7人中選4人安排接力賽有A種方法,而甲、乙都跑中間兩棒有AA種方法,因此符合條件的方案有A-AA=800種.
用精練的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來,并進(jìn)行識(shí)記.
知識(shí)精華
技能要領(lǐng)
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