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1、湖南省長沙市望城區(qū)白箬中學(xué)高三數(shù)學(xué)第二輪專題講座復(fù)習(xí):排列、組合的應(yīng)用問題
高考要求
排列、組合是每年高考必定考查的內(nèi)容之一,縱觀全國高考數(shù)學(xué)題,每年都有1~2道排列組合題,考查排列組合的基礎(chǔ)知識、思維能力
重難點歸納
1 排列與組合的應(yīng)用題,是高考常見題型,其中主要考查有附加條件的應(yīng)用問題 解決這類問題通常有三種途徑 (1)以元素為主,應(yīng)先滿足特殊元素的要求,再考慮其他元素 (2)以位置為主考慮,即先滿足特殊位置的要求,再考慮其他位置 (3)先不考慮附加條件,計算出排列或組合數(shù),再減去不符合要求的排列數(shù)或組合數(shù) 前兩種方式叫直接解法,后一種方式叫間接(剔除)解
2、法
2 在求解排列與組合應(yīng)用問題時,應(yīng)注意
(1)把具體問題轉(zhuǎn)化或歸結(jié)為排列或組合問題;
(2)通過分析確定運(yùn)用分類計數(shù)原理還是分步計數(shù)原理;
(3)分析題目條件,避免“選取”時重復(fù)和遺漏;
(4)列出式子計算和作答
3 解排列與組合應(yīng)用題常用的方法有 直接計算法與間接(剔除)計算法;分類法與分步法;元素分析法和位置分析法;插空法和捆綁法等八種
4 經(jīng)常運(yùn)用的數(shù)學(xué)思想是
①分類討論思想;②轉(zhuǎn)化思想;③對稱思想
典型題例示范講解
例1在∠AOB的OA邊上取m個點,在OB邊上取n個點(均除O點外),連同O點共m+n+1個點,現(xiàn)任取其中三個點為頂
3、點作三角形,可作的三角形有( )
命題意圖 考查組合的概念及加法原理
知識依托 法一分成三類方法;法二,間接法,去掉三點共線的組合
錯解分析 A中含有構(gòu)不成三角形的組合,如 CC中,包括O、Bi、Bj;CC中,包含O、Ap、Aq,其中Ap、Aq,Bi、Bj分別表示OA、OB邊上不同于O的點;B漏掉△AiOBj;D有重復(fù)的三角形 如CC中有△AiOBj,CC中也有△AiOBj
技巧與方法 分類討論思想及間接法
解法一 第一類辦法 從OA邊上(不包括O)中任取一點與從OB邊上(不包括O)中任取兩點,可構(gòu)造一個三角形,有CC個;第二類辦法 從OA
4、邊上(不包括O)中任取兩點與OB邊上(不包括O)中任取一點,與O點可構(gòu)造一個三角形,有CC個;第三類辦法 從OA邊上(不包括O)任取一點與OB邊上(不包括O)中任取一點,與O點可構(gòu)造一個三角形,有CC個 由加法原理共有N=CC+CC+CC個三角形
解法二 從m+n+1中任取三點共有C個,其中三點均在射線OA(包括O點),有C個,三點均在射線OB(包括O點),有C個 所以,個數(shù)為N=C-C-C個 答案 C
例2四名優(yōu)等生保送到三所學(xué)校去,每所學(xué)校至少得一名,則不同的保送方案的總數(shù)是_________
命題意圖 本題主要考查排列、組合、乘法原理概念,以及靈活應(yīng)用上述概念
5、處理數(shù)學(xué)問題的能力
知識依托 排列、組合、乘法原理的概念
錯解分析 根據(jù)題目要求每所學(xué)校至少接納一位優(yōu)等生,常采用先安排每學(xué)校一人,而后將剩的一人送到一所學(xué)校,故有3A種 忽略此種辦法是 將同在一所學(xué)校的兩名學(xué)生按進(jìn)入學(xué)校的前后順序,分為兩種方案,而實際題目中對進(jìn)入同一所學(xué)校的兩名學(xué)生是無順序要求的
技巧與方法 解法一,采用處理分堆問題的方法 解法二,分兩次安排優(yōu)等生,但是進(jìn)入同一所學(xué)校的兩名優(yōu)等生是不考慮順序的
解法一 分兩步 先將四名優(yōu)等生分成2,1,1三組,共有C種;而后,對三組學(xué)生安排三所學(xué)校,即進(jìn)行全排列,有A33種 依乘法原理,共有N=C
6、=36(種)
解法二 分兩步 從每個學(xué)校至少有一名學(xué)生,每人進(jìn)一所學(xué)校,共有A種;而后,再將剩余的一名學(xué)生送到三所學(xué)校中的一所學(xué)校,有3種 值得注意的是 同在一所學(xué)校的兩名學(xué)生是不考慮進(jìn)入的前后順序的 因此,共有N=A·3=36(種) 答案 36
例3有五張卡片,它們的正、反面分別寫0與1,2與3,4與5,6與7,8與9,將其中任意三張并排放在一起組成三位數(shù),共可組成多少個不同的三位數(shù)?
解法一(間接法) 任取三張卡片可以組成不同三位數(shù)C·23·A(個),其中0在百位的有C·22·A (個),這是不合題意的,故共有不同三位數(shù) C·23·A-C·22·A=432(個)
7、
解法二 (直接法) 第一類 0與1卡片放首位,可以組成不同三位數(shù)有 (個); 第二類 0與1卡片不放首位,可以組成不同三位數(shù)有 (個)
故共有不同三位數(shù) 48+384=432(個)
學(xué)生鞏固練習(xí)
1 從集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3個元素分別作為直線方程Ax+By+C=0中的A、B、C,所得的經(jīng)過坐標(biāo)原點的直線有_________條(用數(shù)值表示)
2 圓周上有2n個等分點(n>1),以其中三個點為頂點的直角三角形的個數(shù)為_________
3 某人手中有5張撲克牌,其中2張為不同花色的2,3張為不同花色的A,有5次出牌機(jī)會,每次
8、只能出一種點數(shù)的牌但張數(shù)不限,此人有多少種不同的出牌方法?
4 二次函數(shù)y=ax2+bx+c的系數(shù)a、b、c,在集合{-3,-2,-1,0,1,2,3,4}中選取3個不同的值,則可確定坐標(biāo)原點在拋物線內(nèi)部的拋物線多少條?
5有3名男生,4名女生,在下列不同要求下,求不同的排列方法總數(shù)
(1)全體排成一行,其中甲只能在中間或者兩邊位置
(2)全體排成一行,其中甲不在最左邊,乙不在最右邊
(3)全體排成一行,其中男生必須排在一起
(4)全體排成一行,男、女各不相鄰
(5)全體排成一行,男生不能排在一起
(6)全體排成一行,其中甲、乙、丙三人從左至右的順序不變
9、
(7)排成前后二排,前排3人,后排4人
(8)全體排成一行,甲、乙兩人中間必須有3人
6 20個不加區(qū)別的小球放入編號為1、2、3的三個盒子中,要求每個盒內(nèi)的球數(shù)不小于它的編號數(shù),求不同的放法種數(shù)
7 用五種不同的顏色,給圖中的(1)(2)(3)(4)的各部分涂色,每部分涂一色,相鄰部分涂不同色,則涂色的方法共有幾種?
參考答案
解析 因為直線過原點,所以C=0,從1,2,3,5,7,11這6個數(shù)中任取2個作為A、B兩數(shù)的順序不同,表示的直線不同,所以直線的條數(shù)為A=30 答案 30
2 解析 2n個等分點可作出n條直徑,從中任選一條直徑共有
10、C種方法;再從以下的(2n-2)個等分點中任選一個點,共有C種方法,根據(jù)乘法原理 直角三角形的個數(shù)為 C·C=2n(n-1)個 答案 2n(n-1)
3 解 出牌的方法可分為以下幾類 (1)5張牌全部分開出,有A種方法;
(2)2張2一起出,3張A一起出,有A種方法;
(3)2張2一起出,3張A一起出,有A種方法;
(4)2張2一起出,3張A分兩次出,有CA種方法;
(5)2張2分開出,3張A一起出,有A種方法;
(6)2張2分開出,3張A分兩次出,有CA種方法
因此,共有不同的出牌方法A+A+A+AA+A+CA=860種
4 解 由圖形特征分析,a
11、>0,開口向上,坐標(biāo)原點在內(nèi)部f(0)=c<0;a<0,開口向下,原點在內(nèi)部f(0)=c>0,所以對于拋物線y=ax2+bx+c來講,原點在其內(nèi)部af(0)=ac<0,則確定拋物線時,可先定一正一負(fù)的a和c,再確定b,故滿足題設(shè)的拋物線共有CCAA=144條
5 解 (1)利用元素分析法,甲為特殊元素,故先安排甲左、右、中共三個位置可供甲選擇 有A種,其余6人全排列,有A種 由乘法原理得AA=2160種
(2)位置分析法 先排最右邊,除去甲外,有A種,余下的6個位置全排有A種,但應(yīng)剔除乙在最右邊的排法數(shù)AA種 則符合條件的排法共有AA-AA=3720種
(3)捆綁
12、法 將男生看成一個整體,進(jìn)行全排列 再與其他元素進(jìn)行全排列 共有AA=720種
(4)插空法 先排好男生,然后將女生插入其中的四個空位,共有AA=144種
(5)插空法 先排女生,然后在空位中插入男生,共有AA=1440種
(6)定序排列 第一步,設(shè)固定甲、乙、丙從左至右順序的排列總數(shù)為N,第二步,對甲、乙、丙進(jìn)行全排列,則為七個人的全排列,因此A=N×A,∴N== 840種
(7)與無任何限制的排列相同,有A=5040種
(8)從除甲、乙以外的5人中選3人排在甲、乙中間的排法有A種,甲、乙和其余2人排成一排且甲、乙相鄰的排法有AA 最后再把選出的
13、3人的排列插入到甲、乙之間即可 共有A×A×A=720種
6 解 首先按每個盒子的編號放入1個、2個、3個小球,然后將剩余的14個小球排成一排,如圖,|O|O|O|O|O|O|O|O|O|O|O|O|O|O|,有15個空檔,其中“O”表示小球,“|”表示空檔 將求小球裝入盒中的方案數(shù),可轉(zhuǎn)化為將三個小盒插入15個空檔的排列數(shù) 對應(yīng)關(guān)系是 以插入兩個空檔的小盒之間的“O”個數(shù),表示右側(cè)空檔上的小盒所裝有小球數(shù) 最左側(cè)的空檔可以同時插入兩個小盒 而其余空檔只可插入一個小盒,最右側(cè)空檔必插入小盒,于是,若有兩個小盒插入最左側(cè)空檔,有C種;若恰有一個小盒插入最左側(cè)空檔,有種;若沒有小盒插入最左側(cè)空檔,有C種 由加法原理,有N==120種排列方案,即有120種放法
7 解 按排列中相鄰問題處理 (1)(4)或(2)(4) 可以涂相同的顏色 分類 若(1)(4)同色,有A種,若(2)(4)同色,有A種,若(1)(2)(3)(4)均不同色,有A種 由加法原理,共有N=2A+A=240種