内容正文:
(理)第2节 排列与组合
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核心素养
考情聚焦
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.能解决简单的实际问题.
1.排列问题,增强数学建模、逻辑推理和数学抽象的素养.
2.组合问题,增强数学建模、逻辑推理和数学抽象的素养.
3.分组分配问题,提升数学建模、逻辑推理和数学抽象的素养.
预计2024年的高考如果独立考查排列组合,则以选择题、填空题的形式出现;如果联合考查,则会在解答题中与概率分布等综合命题.总的来说,难度不大,中档题型.
[要点梳理]
排列与组合
排列与排列数
组合与组合数
定义
排列:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,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:从n个不同元素中取出m(m≤n)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
排列数: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
组合数: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
公式
排列数公式 A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=
组合数公式C== =
性质
A= n×(n-1)×(n-2)×…×3×2×1 =n!;0!=1
C=1;C= C ;C+C= C
备注
n、m∈N*且m≤n
解决排列组合问题“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.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( )
(2)A=n(n-1)(n-2)×…×(n-m) .( )
(3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( )
(4)若组合式C=C,则x=m成立.( )
(5)C+C+C+C+…+C=C.( )
(6)A=nA.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
◆[教材改编]
1.[P27A组T7]6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( )
A.144 B.120 C.72 D.24
解析:D [“插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A=4×3×2=24.]
2.[P19例4]用数字1、2、3、4、5组成无重复数字的四位数,其中偶数的个数为( )
A.8 B.24 C.48 D.120
解析:C [分两步:(1)先排个位有A种排法.
(2)再排前三位有A种排法,故共有AA=48种排法.所以偶数的个数为48.故选C.]
◆[小题纠偏]
1.(2023·长沙市模拟)考生甲填报某高校专业意向,打算从5个专业中挑选3个,分别作为第一、第二、第三志愿,则不同的填法有( )
A.220种 B.60种 C.125种 D.243种
解析:B [依题意,满足题意的不同的填法共有A=60种,故选B.]
2.(2021·全国乙卷,6)将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,则不同的分配方案共有( )
A.60种 B.120种 C.240种 D.480种
解析:C [平均分组问题.先分组有=10种,再排序10A=240种.]
3.(2020·全国Ⅱ卷)4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法共有 ____________ 种.
解析:CA=36.
答案:36
考点一 排列问题(自主练透)
[题组集训]
1.(2022·济宁三模)随着北京冬奥会的开幕,吉祥物“冰墩墩”火遍国内外,现有3个完全相同的“冰墩墩”,甲、乙、丙、丁4位运动员要与这3个“冰墩墩”站成一排拍照留念,则有且只有2个“冰墩墩”相邻的排队方法数为( )
A.240 B.480 C.1 440 D.2 880
解析:B [因为3个“冰墩墩”完全相同,将其中2个“冰墩墩”捆绑,记为元素a,另外1个“冰墩墩”记为元素b,先将甲、乙、丙、丁4位运动员全排,然后将a、b元素插入这4位运动员所形成