内容正文:
第二节 排列与组合
热点命题分析
学科核心素养
本节内容是命题的热点,主要考查排列与组合的综合应用,分组分配问题是命题热点,多为选择、填空题,难度中等偏下.
本节内容主要通过排列、组合的应用考查逻辑推理核心素养.
授课提示:对应学生用书第197页
知识点一 排列与排列数
1.排列与排列数
(1)排列
一般地,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,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
(2)排列数
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫作从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记作A.
2.排列数公式及性质
(1)排列数公式
A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)
=(m,n∈N*,且m≤n).
(2)性质:①A=n!;
②0!=1.
1.6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:“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.
答案:D
2.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:末位数字排法有A种,其他位置排法有A种,共有AA=48种排法,所以偶数的个数为48.
答案:C
知识点二 组合与组合数
1.组合与组合数
(1)组合
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素并成一组,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
(2)组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫作从n个不同元素中取出m个元素的组合数,记作C.
2.组合数的公式及性质
(1)组合数公式
C=
=
=(n,m∈N*,且m≤n).
(2)组合数性质
①C=1;
②C=;
③C+C=C.
易混淆排列与组合问题,区分的关键是看选出的元素是否与顺序有关,排列问题与顺序有关,组合问题与顺序无关.
1.从4名男同学和3名女同学中选出3名参加某项活动,则男女生都有的选法种数是( )
A.18 B.24
C.30 D.36
解析:选出的3人中有2名男同学1名女同学的方法有CC=18(种),选出的3人中有1名男同学2名女同学的方法有CC=12(种),故3名学生中男女生都有的选法有CC+CC=30(种).
答案:C
2.(易错题)用1,2,3,4,5,6组成数字不重复的六位数,满足1不在左、右两端,2,4,6三个偶数中有且只有两个偶数相邻,则这样的六位数的个数为( )
A.423 B.288
C.216 D.144
解析:若2,4相邻,把2,4捆绑在一起,与另外四个数排列(相当于5个元素排列),1不在左、右两侧,则六位数的个数为2×C×A=144,同理2,4与6相邻的有A×2×2×A=48(个),所以只有2,4相邻的有144-48=96(个),全部符合条件的六位数有96×3=288(个).
答案:B
3.从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取5台,其中至少有原装计算机和组装计算机各2台,则不同的取法有__________种.
解析:分两类:第一类,取2台原装计算机与3台组装计算机,有CC种方法;第二类,取3台原装计算机与2台组装计算机,有CC种方法.所以满足条件的不同取法有CC+CC=350(种).
答案:350
授课提示:对应学生用书第198页
题型一 排列应用问题
[例] 3名女生和5名男生排成一排.
(1)如果女生全排在一起,有多少种不同排法?
(2)如果女生都不相邻,有多少种排法?
(3)如果女生不站两端,有多少种排法?
(4)其中甲必须排在乙前面(可不相邻),有多少种排法?
(5)其中甲不站左端,乙不站右端,有多少种排法?
[解] (1)(捆绑法)由于女生排在一起,可把她们看成一个整体,这样同五个男生合在一起有6个元素,排成一排有A种排法,而其中每一种排法中,三个女生间又有A种排法,因此共有A·A=4 320种不同排法.
(2)(插空法)先排5个男生,有A种排法,这5个男生之间和两端有6个位置,从中选取3个位置排女生,有A种排法,因此共有A·A=14 400种不同排法.
(3)法一:(位置分析法)因为两端不排女生,只能从5个男生中选2人排列,有A种排法,剩余的位置没有特殊要求,有A种排法,因此共有A·A=14 400种不同排法.
法二:(元素分析法)从中间6个位置选3个安排女生,有A种排法,其余位置无限制,有A种排法,因此共有A·A=14 400 种不同排法.
(4)8名学生的所有排列共A种,其中甲在乙前面与乙在甲前面的各占其中,∴符合要求的排法种数为A=20