内容正文:
第2讲 排列与组合
课程标准:1.理解排列、组合的概念.2.能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式.3.能利用排列组合解决简单的实际问题.
1.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列
组合
作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合
2.排列数与组合数
(1)从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 A表示.
(2)从n个不同元素中取出m(m≤n)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,记作 C.
3.排列数、组合数的公式及性质
公式
(1)A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=;
(2)C===(n,m∈N*,且m≤n)
性质
(1)A=n!;(2)0!=1;(3)C=1,C= C;(4)C+C=C
解决排列与组合问题的“四项基本原则”
(1)特殊优先原则:如果问题中有特殊元素或特殊位置,优先考虑这些特殊元素或特殊位置.
(2)先取后排原则:在既有取出又需要对取出的元素进行排列时,要先取后排,即完整地把需要排列的元素取出后,再进行排列.
(3)正难则反原则:当直接求解困难时,采用间接法解决问题.
(4)先分组后分配原则:在分配问题中如果被分配的元素多于位置,这时要先进行分组,再进行分配.
1.若A=10A,则n=( )
A.1 B.8
C.9 D.10
答案 B
解析 原式等价于2n(2n-1)(2n-2)=10n(n-1)(n-2),且n≥3,整理,得n=8.故选B.
2.(2020·新高考Ⅰ卷)6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同的安排方法共有( )
A.120种 B.90种
C.60种 D.30种
答案 C
解析 首先从6名同学中选1名去甲场馆,方法数为C;然后从其余5名同学中选2名去乙场馆,方法数为C;最后剩下的3名同学去丙场馆.故不同的安排方法共有CC=6×10=60种.故选C.
3.若原来站成一排的4个人重新站成一排,恰有一个人站在自己原来的位置上,则不同的站法种数为( )
A.4 B.8
C.12 D.24
答案 B
解析 根据题意,分两步考虑:第一步,先从4个人里选1人,其位置不变,站法有C=4(种);第二步,剩余3人都不站在自己原来的位置上,有2种站法.故不同的站法共有4×2=8(种).故选B.
4.在100件产品中,有2件次品,从中任取3件,其中“至少有1件次品”的取法有________种.
答案 9604
解析 解法一:第1类,“只有1件次品”有CC种取法;第2类,“有2件次品”有C种取法,由分类加法计数原理知,共有CC+C=9604种取法.
解法二:无任何限制有C种取法,其中“没有次品”有C种取法,则“至少有1件次品”共有C-C=9604种取法.
5.(多选)(2022·河北邢台检测)生命在于运动,小兰给自己制定了周一到周六的运动计划,这六天每天安排一项运动,其中有两天练习瑜伽,另外四天的运动项目互不相同,且运动项目为跑步、爬山、打羽毛球和跳绳.( )
A.若瑜伽被安排在周一和周六,则共有48种不同的安排方法
B.若周二和周五至少有一天安排练习瑜伽,则共有216种不同的安排方法
C.若周一不练习瑜伽,周三爬山,则共有36种不同的安排方法
D.若瑜伽不被安排在相邻的两天,则共有240种不同的安排方法
答案 BCD
解析 对于A,若瑜伽被安排在周一和周六,则共有A=24种不同的安排方法,故A错误;对于B,若周二和周五至少有一天安排练习瑜伽,则由间接法可得,不同的安排方法种数为A-AA=216,故B正确;对于C,若周一不练习瑜伽,周三爬山,则共有CA=36种不同的安排方法,故C正确;对于D,若瑜伽不被安排在相邻的两天,则先排其他四项运动,共有A种不同的安排方法,再从5个空位里插入2个安排练习瑜伽,故共有AC=240种不同的安排方法,故D正确.故选BCD.
6.现有1,3,7,13这4个数,从这4个数中任取2个相加,可以得到________个不相等的和;从这4个数中任取2个相减,可以得到________个不相等的差.
答案 6 10
解析 从这4个数中任取2个相加有1+3=4,1+7=8,1+13=14,3+7=10,3+13=16,7+13=20,可以得到6个不相等的和.从这4个数中任取2个相减有1-3=-2,3-1=2,1-7=-6,7-1=6,1-13=-12,13-1=12,3-7=-4,7-3=4,3-13=-10,13-3=10,7-13=-6,