内容正文:
第一章 计数原理
| 数学 | 选修2-3(BSD)
菜 单
§4 简单计数问题
第一章 计数原理
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菜 单
课前预习案·素养养成
●趣味导入
某地奥运火炬接力传递路线共分6段,传递活动分别由6名火炬手完成,如果第一棒火炬手只能从甲、乙、丙三人中产生,最后一棒火炬手只能从甲、乙两人中产生.
问:不同的传递方案共有多少种?
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特殊
分类
排列、组合问题
●学案导引
知识点
简单的计数问题
掌握
解排列组合综合问题,应遵循三大原则:先_____后一般;先分组后排列;先______后分步的原则.充分考虑元素的性质,进行合理的分类和分步.寻找并理解“关键词”的含义及其等价问题,善于将实际问题转化为________________的基本模型.在解题过程中要特别注意培养思维的条理性、深刻性和灵活性.
第一章 计数原理
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●思考探究
解决组合应用问题的总体思路是什么?
提示 (1)整体分类.对事件进行整体分类,从集合的意义讲,分类要做到各类的并集等于全集,以保证分类的不遗漏,任意两类的交集等于空集,以保证分类的不重复,计算结果时,运用加法原理.
(2)局部分步.整体分类以后,对每一类进行局部分步,分步要做到步骤连续,以保证分步的不遗漏,同时步骤要独立,以保证分步的不重复,计算每一类的相应结果时,运用乘法原理.
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课堂探究案·素养提升
类型一 无约束条件的排列、组合问题
[例1] 某铁路线上有5个车站,这条路线上共需要准备多少种车票?多少种票价?
[思路点拨] 本题关键考虑车票与票价是两个不同的概念,车票与起点、终点站顺序有关,而票价与两站顺序无关,即车票是排列问题,票价是组合问题.
[自主解答] 因为一种火车票与起点、终点站顺序有关,如甲→乙和乙→甲的车票不同,故它是排列问题,共有Aeq \o\al(2,5)=20种车票;票价与两站顺序无关,是组合问题,共有Ceq \o\al(2,5)=10种票价.
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[方法探究]
无约束条件的计数问题比较简单,关键是判断所给问题是排列问题还是组合问题.判断的标准为:所给问题如果与顺序有关,则是排列问题,如果与顺序无关,则是组合问题.
●变式训练
1.5名同学约定,假期里每两人互通一封信,告诉对方自己的情况,共需写信多少封?若互通一次电话告诉对方自己的情况,共需打多少次电话?
解析 两个人互写一封信与写信人和收信人的顺序有关,是排列问题,共Aeq \o\al(2,5)=20(封),通电话与顺序无关,是组合问题,共Ceq \o\al(2,5)=10(次).
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类型二 含有附加条件的排列、组合问题
[例2] 已知10件不同产品中有4件是次品,现对它们进行一一测试,直到找出所有次品为止.
(1)若恰在第5次才测试到第一件次品,第十次才找出最后一件次品,则不同的测试方法有多少种?
(2)若恰在第5次测试后就找到了所有4件次品,则这样的不同测试方法是多少种?
[思路点拨] 由题目可获得以下主要信息:
①有10件产品,其中4件次品;
②要一一测试,找出所有次品.
解答本题可根据条件合理转化求解,求解时合理分类或分步.
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[自主解答] (1)先排前4次测试,只能取正品,有Aeq \o\al(4,6)种不同测试方法,再从4件次品中选在第5和第10的位置上进行测试,有Ceq \o\al(2,4)·Aeq \o\al(2,2)=Aeq \o\al(2,4)种测法,再排余下4件的测试位置,有Aeq \o\al(4,4)种测试方法.所以共有不同测法Aeq \o\al(4,6)·Ceq \o\al(2,4)Aeq \o\al(2,2)·Aeq \o\al(4,4)=103 680(种).
(2)第5次测试恰为最后一件次品,另3件在前4次中出现,从而前4次有一件正品出现,所以共有不同测试方法Ceq \o\al(1,4)·(Ceq \o\al(1,6)·Ceq \o\al(3,3))Aeq \o\al(4,4)=576(种).
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[方法探究]
(1)对排列、组合的应用题应遵循两个原则:
一是按元素的性质进行分类;
二是按事件发生的过程进行分步.
(2)对于有附加条件的排列组合应用题,通常从三个途径考虑:
①