内容正文:
专题08 组合
1.组合
①组合的定义
一般地,从n个不同元素中取出个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
②组合数、组合数公式
从n个不同元素中取出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,用符号表示.
,其中,且
规定:
③排列与组合的关系
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
(关键是看选出的元素是否与顺序有关,若有关系,则是排列问题,若无关系,则是组合问题)
④组合数的性质
性质1:;性质2:.
2.组合问题
问题
方法
平均分组问题
一般先分堆,再除以.
不平均分组问题
先分堆,其中有组个数一样,再除以
相同元素的“分配”问题
“隔板法”:将个相同的元素分成份,每份至少一个元素,可以用块隔板,插入个元素排成一排的个空隙中,
考点一
组合数
1.组合数的化简
2.组合数的证明
3.组合数的方程及不等式
考点二
排列与组合的辨析
考点三
简单组合问题
1.有限制条件的组合问题
2.相同元素隔板法
考点四
排列组合的综合应用
1.平均分组问题
2.不平均分组问题
考点一 组合数
1.组合数的化简
例1.(2023秋·山东德州·高二德州市第一中学校考期末)(多选)下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.若,则正整数x的值是1
【答案】ABC
【分析】选项A,根据排列数公式直接判断;选项B、D,根据组合数公式及性质直接求解;选项C,根据二项式系数和公式,奇数项与偶数项的二项式系数和各占一半得出结果.
【详解】选项A,因为,故A正确;
选项B,,故B正确;
选项C,由,
,得,故C正确;
选项D,因为,所以或,即或6,故D错误.
故选:ABC.
例2.(2023春·江苏南京·高二南京市人民中学校考阶段练习)若,则( )
A.30 B.20 C.12 D.6
【答案】A
【分析】先由组合的运算公式计算出的值,再代入中,由排列公式即可计算出结果.
【详解】若
故选:A.
例3.(2023·全国·高三专题练习)求的值.
【答案】0
【分析】根据组合数计算公式求解.
【详解】
例4.(2023·全国·高三专题练习)求.
【答案】
【分析】根据排列组合数计算公式求解.
【详解】.
例5.(2023·全国·高三专题练习)求值.
【答案】答案见解析
【分析】根据组合数的计算公式求解.
【详解】由组合数的定义知,∴.
又,∴,,,
当时,原式;
当时,原式;
当时,原式.
2.组合数公式的证明
例6.(2022·高二课时练习)(多选)下列有关排列数、组合数的计算,正确的是( )
A. B.
C. D.是一个常数
【答案】BD
【分析】根据排列组合计算公式即可求解.
【详解】对于A,∵,∴A不正确;
对于B,,故B正确;
对于C,
,故C不正确;
对于D,n应满足解得.
所以,故D正确.
故选:BD
例7.(2022·全国·高二专题练习)用组合数公式证明:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用组合数公式可得,,即证;
(2)利用组合数公式可得,通过化简运算可证.
【详解】(1)∵,
,
∴.
(2)∵
∴.
例8.(2022·高二课时练习)求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用组合数公式可证得等式成立.
【详解】证明:.
例9.(2023·全国·高二专题练习)证明:.
【答案】证明见解析
【分析】直接利用组合数公式计算即可得证.
【详解】证明:因为,
,
所以.
3.组合数的方程及不等式
例10.(2022·全国·高二专题练习)已知则x=______.
【答案】5
【分析】根据组合数的性质以及计算公式即可求解.
【详解】由可得x=2x(舍去)或x+2x=n,所以,
所以,即,
化简得,
即,解得n=15(n=0舍去),所以x=5,
故答案为:5
例11.(2022·全国·高二专题练习)使不等式(n为正整数)成立的的取值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据组合数公式可得出关于的不等式,结合可求得的取值范围,即可得解.
【详解】在中,为正整数,,在中,为正整数,,
因为,则有,即,解得,
因此有,为正整数,所以的取值可以是或或.
故选:D.
例12.(2023春·湖南郴州·高二校考阶段练习)解方程:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据排列数公式即可求解;
(2)根据组合数和组合数的性质即可求解.
【详解】(1)且,
,化简,得,
解得不合题意,舍去,
(2)依题意,有①或②,
解①得,解②得.
经检验,或都符合