内容正文:
数 学
8.2.2组合
第8章 排列组合
拓展模块一(下册)
高等教育出版社
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第8章排列组合 8.2.2组合
学习目标
知识目标 通过实例探究,理解组合的概念,并并结合实际问题进行对比分析,体会排列与组合的联系与区别,能准确选择相应公式进行计算,并掌握使用计算器计算组合数,会用组合数性质进行组合数化简.
能力目标 通过经历用两个计数原理推导组合数公式及组合数的性质的过程,体会从特殊到一般的探究方法,培养类比学习能力.
情感目标 培养学生的辩证唯物主义思想,提高学生的数学修养.
核心素养 通过学习,逐步提升数学建模、数学运算、数学抽象和逻辑推理等核心.
创设情境,生成问题
活动 1
为助力文明城市创建工作,某社区准备从甲、乙、丙3名工作人员中选2人深入住户开展创建文明城市宣传活动,有多少种不同的选法?
调动思维,探究新知
活动 2
选法有如下3种:
甲乙,甲丙,乙丙.
这个问题与上一小节的“情境与问题”不同,上一小节中不仅要从甲、乙、丙3人中选出 2人,还要明确谁担任正组长、谁担任副组长,而此处要研究的问题只是从了人中选出2人即可,不需要考虑他们的顺序.
调动思维,探究新知
活动 2
一般地,从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素组成一组,称为从n个不同元素中取出 m 个元素的一个组合.
从n个不同元素中任取m(m≤n)个元素的所有组合的个数,成为从n个不同元素中取出 m 个元素的组合数,用符号 表示.
巩固知识,典例练习
活动 3
典例1 写出从红、蓝、黄、绿4种不同的颜色中任取3种不同颜色的所有组合.
解:从红、蓝、黄、绿4种不同的颜色中任取了种不同颜色的所有组合为
红蓝黄,红蓝绿,红黄绿,蓝黄绿.
分析:从红、蓝、黄、绿4 种不同的颜色中任取了种颜色的组合与 所取颜色的排列顺序无关.
探究与发现
根据例5可知,=4. 列出例5中3种颜色的所有排列与组合,通过对比分析, 探究与的关系.尝试利用所发现的结果,找到与的关系.
调动思维,探究新知
活动 2
从红、蓝、黄、绿4种不同的颜色中取3种颜色的组合和排列, 可以看出,对于每一个组合,相应的都有种不同的排列.因此,从4个不同的元素中取3个元素的排列数,可以分以下两个步骤完成.
第1步,先从4个不同的元素中选出3个元素组成一组,有种选法;
第2步,再将取出来的这3个元素进行全排列,有种排法.
根据分步计数原理,得,
因此
调动思维,探究新知
活动 2
一般地,从n个不同元素中任取m个元素的组合数为
(8-7)
公式称为组合数公式,其中m,n∈N* ,且m≤n.
另外,规定=1.
由于,因此,组合数的公式也可以写作
温馨提示
公式(8-7)与公式(8-8)都是计算组合数的公式.计算组合数,通常使用公式(8-7),而进行有关组合数的证明,则通常使用公式(8-8).
巩固知识,典例练习
活动 5
典例2 计算.
(1)
(2)
(3)
解:(1)
(2)
(3)
利用计算器也可以方便地计算组合数.以计算为例,依次输入“ ”,即得560.
探究与发现
根据例6的计算结果可知,
你还能举出一些类似 例子么?这些等式是否具有一般性?
调动思维,探究新知
活动 4
一般地,组合数具有如下性质:
性质1
证明:因为
所以.
性质1说明,从n个不同的元素中取出 m 个元素的组合数就等于从n个不同的元素中取出 n-m 个元素的组合数.
一般地,当时,可以利用性质1,通过计算得到的值,从而简化运算.
调动思维,探究新知
活动 4
证明:
性质2 (m≤n).
=
巩固知识,典例练习
活动 7
典例3 计算.
解:由性质2,得
巩固知识,典例练习
活动 7
典例4 中国传统餐饮文化源远流长,菜肴在烹饪中形成了“八大菜系”,即鲁菜、川菜、粤菜、苏菜、闽菜、浙菜、湘菜、徽菜.某学校中餐烹饪专业为传承传统美食、弘扬工匠精神,计划举办“八大菜系” 厨艺大赛.
(1) 从 8个菜系中选出3个菜系作为比赛项目,有多少种选法?
(2) 从 8个菜系中选出3个菜系作为比赛项目,且川菜系必选,有多少种选法?
分析:从8个菜系中选了个菜系的选法个数,等于从8 个不同的元素中取3个元素的组合数.如果川菜系必选,等于从除了川菜系以外的7个菜系中再取2个菜系的组合数.
巩固知识,典例练习
活动 7
典例4 中国传统餐饮文化