内容正文:
7.3 组合
第1课时 组合、组合数公式
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【课标要求】
1.理解组合与组合数的概念,正确认识组合与排列的区别与联系.
2.会推导组合数公式,并会应用公式进行计算.
3.理解组合数的性质,并能应用性质求值、化简和证明.
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要点深化·核心知识提炼
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知识点1.组合的概念
一般地,从个不同元素中取出个元素并成一组,叫作从 个不同元素中取
出 个元素的一个组合.
名师点睛
排列与组合的区别与联系:
(1)联系:两者都是从个不同元素中取出 个元素.
(2)区别:排列与元素的顺序有关,组合与元素的顺序无关.
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知识点2.组合数与组合数公式
组合数的定义及表示 从个不同元素中取出个元素的所有组合的个数,叫作从
个不同元素中取出个元素的组合数,用符号 表示
组合数 公式 乘积形式
阶乘形式
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名师点睛
(1) .
(2)
常用于计算.
(3) 常用于证明.
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知识点3.组合数的性质
性质1
性质2
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题型分析·能力素养提升
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【题型一】组合的概念
例1 判断下列问题是组合问题还是排列问题:
(1),,, 四支足球队之间进行单循环比赛,共需比赛多少场?
解 单循环比赛要求两支球队之间只打一场比赛,没有顺序,是组合问题.
(2),,, 四支足球队争夺冠、亚军,有多少种不同的结果?
解 冠、亚军是有顺序的,是排列问题.
(3)从全班40人中选出3人分别担任班长、副班长、团支部书记三个职务,有多少种
不同的选法?
解 3人分别担任三个不同职务,有顺序,是排列问题.
(4)从全班40人中选出3人参加某项活动,有多少种不同的选法?
解 3人参加某项活动,没有顺序,是组合问题.
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规律方法 判断一个问题是否为组合问题的流程
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跟踪训练1 从5个不同元素,,,, 中取出2个,共有多少种不同的组合?请写出所有组合.
解 先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个写出来,如图
所示.
由此可得所有的组合:,,,,,,,,, ,共有10种.
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【题型二】组合数公式
例2(1) 计算:
① ;
解 .
② .
.
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(2)求证: .
证明 左边
右边.
规律方法 组合数计算公式的选取技巧
(1)涉及具体数字的可以直接用公式 计算;
(2)涉及字母的可以用阶乘式 计算;
(3)计算时应注意利用组合数的性质 简化运算.
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跟踪训练2(1) 已知,为正整数,,求证: ;
证明 ,
.
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(2)已知,为正整数,求证: .
解 由 知,
…
.
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【题型三】组合问题的实际应用
例3 在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,
在下列条件下,分别有多少种不同的选法?
(1)任意选5人;
解 有 (种)不同的选法.
(2)甲、乙、丙三人必须参加;
解 甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有 (种)不同的选法.
(3)甲、乙、丙三人都不能参加;
解 甲、乙、丙三人都不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有 (种)不同的
选法.
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(4)甲、乙、丙三人中只能有1人参加;
解 甲、乙、丙三人中只能有1人参加.分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有 (种)
选法,再从另外的9人中选4人,有种选法,故共有 (种)不同的选法.
(5)甲、乙、丙三人中至少有1人参加;
解 (方法一 直接法)可分为三类:
第1类,甲、乙、丙中有1人参加,有 种选法;
第2类,甲、乙、丙中有2人参加,有 种选法;
第3类,甲、乙、丙3人均参加,有 种选法.
所以,共有 (种)不同的选法.
(方法二 间接法)12人中任意选5人,共有种,甲、乙、丙三人都不参加的有 种,
所以,共有 (种)不同的选法.
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(6)甲、乙、丙三人中至多有2人参加.
解 (方法一 直接法)甲、乙、丙三人中至多有2人参加,可分为三类:
第1类,甲、乙、丙都不参加,有 种选法;
第2类,甲、乙、丙中有1人参加,有 种选法;
第3类,甲、乙、丙中有2人参加,有 种选法.
共有 (种)不同的选法.
(方法二 间接法)12人中任意选5人,共有种,甲、乙、丙三人全参加的有 种选法,
所以共有 (种)不同的选法.
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规律方法 常见的含限制条件的组合问题的解法
(1)特殊元素:若要选取的元素中有特殊元素,则要以有无特殊元素、特殊元素的
多少作为分类依据.
(2)含有“至多”“至少”等限制语句,要分清限制语句中所包含的情况,可以此作为
分类依据,或采用间接法求解.
(3)分类讨论思想:解题的过程中要善于利用分类讨论思想,将复杂问题分类表达,
逐类求解.
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跟踪训练3 (多选题)在某城市中,, 两地之间有如图所示的道路网,甲随机沿道路网
选择一条最短路径,从地出发到 地,则下列结论正确的是( )
AC
A.不同的路径共有31条
B.不同的路径共有41条
C.若甲途经 地,则不同的路径共有18条
D.若甲途经地,且不经过 地,则不同的路径共有8条
[解析] 由题图可知,从A地出发到B地的最短路径共包含7步,其中3步向上,4步向右,且
前3步中至少有1步向上,则不同的路径共有 (条),故A正确,B
错误;
若甲途经C地,则不同的路径共有 (条),故C正确;
若甲途经C地,且不经过D地,则不同的路径共有(条),故D错误.故选 .
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