计数应用题
教学目标
(1)掌握排列组合一些常见的题型及解题方法,能够运用两个原理及排列组合概念解决排列组合问题;
(2)提高合理选用知识解决问题的能力.
教学重点,难点
排列、组合综合问题.
教学过程
一.数学运用
1.例题:
例1.2名女生,4名男生排成一排.
(1)2名女生相邻的不同排法共有多少种?
(2)2名女生不相邻的不同排法共有多少种?
(3)女生甲必须排在女生乙的左边(不一定相邻)的不同排法共有多少种?
解:(1)“捆绑法”:将2名女生看成一个元素,与4名男生共5个元素排成一排,共有种排法,又因为2名相邻女生有种排法,因此不同的排法种数是.
(2)方法一:(插空法)
分两步完成:
第一步,将4名男生排成一排,有种排法;
第二步,排2名女生.由于2名女生不相邻,故可在4名男生之间及两端的5个位置中选出2个排2名女生,有种排法.
根据分步计数原理,不同的排法种数是种.
方法二:(间接法)
因为2名女生的排法只有相邻与不相邻两种情况,所以由(1)的结果可知,2名女生不相邻的不同排法共有种.
(3)方法一:(特殊元素优先考虑)
分2步完成:
第一步,排2名女生.由于女生顺序已定,故可从6个位置中选出2个位置,即;
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第二步,排4名男生.将4名男生排在剩下的4个位置上,有种方法.
根据分步计数原理,不同的排法种数是.
方法二:(除法)
如果将6名学生全排列,共有种排法.其中,在男生位置确定之后,女生的排法数有种,因为女生的顺序已定,所以在这中排法中,只有一种符合要求,
故符合要求的排法数为种.
例2.高二(1)班有30名男生,20名女生,从50名学生中 3名男生,2名女生分别担任班长、副班长、学习委员、文娱委员、体育委员,共有多少种不同的选法?
解:完成这件事分三步进行:
第一步,从30名男生中选3名男生,有种方法;
第二步,从20名男生中选2名男生,有种方法;
第一步,将选出的5名学生进行分工,即全排列,有种方法.
根据分步计数原理,共有种选法.
答:共有92568000种不同的选法.
思考:如果上述问题解答分两步:先从30名男生中选3名担任3种不同职务,再从20名女生中选2名女生担任不同职务,则结果为,这样做对吗?为什么?(从30名男生中选3名担任3种不同职务的方法数应为)
说明:排列、组合综合问题通常遵循“先组合后排列”的原则.
例3.某考生打算从所重点大学中选所填在第一档次的个志愿栏内,其中校定为第一志愿;再从所一般大学中选所填在第二档次的三个志愿栏内,其中、两校必选,且在前.问:此考生共有多少种不同的填表方法?
解:先填第一档次的三个志愿栏:因
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校定为第一档次的第一志愿,故第一档次的二、三志愿有种填法;再填第二档次的三个志愿栏:、两校有种填法,剩余的一个志愿栏有种填法.由分步计数原理知,此考生不同的填表方法共有(种).
例4.有只不同的试验产品,其中有只次品,只正品,现每次取一只测试,直到只次品全测出为止,求最后一只次品正好在第五次测试时被发现的不同情形有多少种?
解:本题的实质是,前五次测试中有只正品,只次品,且第五次测试的是次品.
思路一:设想有五个位置,先从只正品中任选只,放在前四个位置的任一个上,有种方法;再把只次品在剩下的四个位置上任意排列,有种排法.故不同的情形共有种.
五.回顾小结:
(1)解决有关计数的应用题时,要仔细分析事件的发生、发展过程,弄清问题究竟是排列问题还是组合问题,还是应直接利用分类计数原理或分步计数原理解决.一个较复杂的问题往往是分类与分步交织在一起,要准确分清,容易产生的错误是遗漏和重复计数;
(2)解决计数问题的常用策略有:(1)特殊元素优先安排;(2)排列组合混合题要先选(组合)后排;(3)相邻问题捆绑处理(先整体后局部);(4)不相邻问题插空处理;(5)顺序一定问题除法处理;(6)正难则反,合理转化.
六.课外作业:
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