内容正文:
6.2 排列和组合
6.2.3 组合
学习目标
通过实例理解组合的定义
正确认识组合与排列的区别与联系.
会用组合知识解决一些简单的组合问题.
1.排列的定义:
一般地,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(arrangement).
2.排列数:
我们把从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 表示.
3.排列数公式:
=
4.全排列数公式:
=
复习回顾
问题1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动, 其中1名同学参加上午的活动, 1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?(6.2.1问题1)
问题2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?
甲乙,乙甲,甲丙,丙甲,乙丙,丙乙
甲乙, 甲丙, 乙丙
追问 这两个问题有什么异同点?
相同点:从3个不同的元素中取出2个
(1)问题1选出来的两个人要考虑顺序
(2)问题2只要选出来两个人即可,不要考虑顺序
不同点:
复习回顾
追问2 如果将该问题的背景去掉,把被选出的同学叫做元素,那么还可怎样概括?
问题2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天一项活动,有多少种不同的选法?
从3个不同的元素中取出2个作为一组,一共有多少个不同的组?
这里的每一组与顺序无关,我们把这种问题称为组合问题.
新知探究
一般地,从 n 个不同元素中取出 m(m≤n)个元素作为一组,叫做从 n 个不同元素中取出 m 个元素的一个组合。
一、组合的定义
注意:
(1)组合要求 n 个元素是不同的,取出的 m 个元素也是不同的, 即从 n 个不同的元素中进行 m 次不放回地取出.
(2)取出的 m 个元素不讲究顺序,即元素没有位置的要求.
概念生成
探究:你能说一说排列与组合之间的联系与区别吗?
名称 排列 组合
相同点
不同点
区分
都是从 n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素,元素无重复
排列与元素的顺序有关
排列的有序性
组合与元素的顺序无关组合的无序性
若交换某两个元素的位置对结果有影响,则是排列问题
若交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题
归纳辨析
1.判断下列问题是组合问题还是排列问题?
(1)设集合A={a,b,c,d,e},则集合A的含有3个元素的子集有多少个?
(2)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上共需准备多少种车票?
组合
排列
(4)10名同学分成人数相同的数学和英语两个学习小组, 共有多少种分法?
组合
组合
有序排列,无序组合.
(3)某铁路线上有5个车站,则这条铁路线上有多少种不同的火车票价?
(5)10人聚会,见面后每两人之间要握手相互问候, 共需握手多少次?
组合
(6)从4个风景点中选出2个游览, 有多少种不同的方法?
(7)从4个风景点中选出2个, 并确定这2个风景点的游览顺序, 有多少种不同的方法?
组合
排列
小试牛刀
例题解析
例1 平面内有A、B、C、D共4个点.
(1)以其中2个点为端点的有向线段共有多少条?
(2)以其中2个点为端点的线段共有多少条?
解: (1)一条有向线段的端点要分起点和端点,以平面内4个 点中的两个点为端点的有向线段的条数,就是从4个元素中取出2个元素的排列数,共有 条.
(2) 将(1)中端点相同、方向不同的2条有向线段作为1条线段,就是以平面内4个点中的2个点为端点的线段的条数, 共有如下6条:AB, AC, AD, BC, BD, CD.
这12条有向线段分别为
1. 甲、乙、丙、丁4支足球队举行单循环赛.
(1) 列出所有各场比赛的双方;
(2) 列出所有冠、亚军的可能情况.
解:(1) 甲乙 甲丙 甲丁 乙丙 乙丁 丙丁.
(2)
冠军 甲 甲 甲 乙 乙 乙 丙 丙 丙 丁 丁 丁
亚军 乙 丙 丁 甲 丙 丁 甲 乙 丁 甲 乙 丙
巩固练习
解:△ABC,△ABD,△ACD,△BCD共4个.
2. 已知平面内A, B, C, D这4个点中任何3个点都不在一条直线上,写出以其中任意3个点为顶点的所有三角形.
3. 现有1, 3, 7, 13这4个数.
(1) 从这4个数中任取2个相加,可以得到多少个不相等的和?
(2) 从这4个数中任取2个相减,可以得到多少个不相等的差?
解:(1) 不相等的和为4, 8, 14, 10, 16, 20,共6个.
(2) 不相等的差为-2, -6, -12, 2, -4, -10, 6, 4, 12, 10共10个.
巩固练习
1.组合的定义
2.判断一个计数问题是排列问题还是组合问题的方法:
排列问题
组合问题
若交换某两个元素的位置对结果有影响,则是排列问题,即排列问题与选取的顺序有关.
若交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题,即组合问题与选取的顺序无关.
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合(combination).
课堂小结
例1 校门口停放着 9 辆共享自行车,其中黄色、红色和绿色的各有 3 辆,下面的问题是排列问题,还是组合问题?
(1)从中选 3 辆,有多少种不同的方法?
(2)从中选 3 辆给 3 位同学,有多少种不同的方法?
解析:(1)选出3辆车即可,没有顺序,是一个组合问题;
(2)不仅要选出3辆车,还要分配给3位同学,是有顺序的,
是一个排列问题.
补充练习
(多选)下列问题是组合问题的是( )
A.某班选10名同学参加拔河比赛
B.从1,2,3,4中选出两个数,构成平面向量a的坐标
C.从1,2,3,4中选出两个数分别作为实轴长和虚轴长,构成焦点在x轴上的双曲线
方程
D.从正方体的8个顶点中任取2个点构成线段
【解析】选AD.A,D中选出的元素与顺序无关,B,C中选出的元素与顺序有关,由排
列、组合的定义可知,A,D为组合问题,B,C为排列问题.
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补充练习
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