内容正文:
6.1 分类加法计数原理
与分步乘法计数原理
《普通高中教科书数学选择性必修第三册(人教A版2019)》
问题1 2022年10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂胜利召开,会议主题为“高举中国特色社会主义伟大旗帜,全面贯彻新时代中国特色社会主义思想,弘扬伟大建党精神,自信自强、守正创新,踔厉奋发、勇毅前行,为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”。一名党代表A从甲地赴北京参加二十大,途中需要通过乙地进行中转。已知甲地到乙地每天有直达汽车6班,乙地到北京每天有3个航班和2列火车直达.请问该党代表A从甲地到北京参加二十大有多少种方案?
新课引入
甲地
乙地
北京
计数问题是我们从小就经常遇到的,通过列举一个一个地数是计数的基本方法,但当问题中的数量很大时,列举的方法效率不高,能否设计巧妙的“数法”,以提高效率呢?下面先分析一个简单的问题,并尝试从中得出巧妙的计数方法.
探究规律
所以总共可以编出26+10=36种不同的号码.
问题2 用一个大写的英文字母或一个阿拉伯数字给教室里的一个座位编号,总共能编出多少种不同的号码?
问题3:你能说说这个问题的特征吗?
问题4:你能举一些生活中类似的例子吗?总结其计数的方法吗?
探究规律
一般地,有如下分类加法计数原理:
完成一件事有两类不同方案,在第 1 类方案中有 m 种不同的方法,在第 2类方案中有 n 种不同的方法,那么完成这件事共有
M=m+n
种不同的方法.又称加法原理
探究规律
例1 在填写高考志愿时,一名高中毕业生了解到,A,B两所大学各有一些自己感兴趣的强项专业,如表:
A大学 B大学
生物学 数学
化学 会计学
医学 信息技术学
物理学 法学
工程学
如果这名同学只能选一个专业,那么他共有多少种选择?
例题讲解
解:这名同学可以选择A,B两所大学中的一所,在A大学中有5种专业选择方法,在B大学中有4种专业选择方法,因为没有一个强项专业是两所大学共有的,所以根据分类加法计数原理,这名同学可能的专业选择种数
N=5+4=9.
例题讲解
分类加法计数原理:
完成一件事,如果有n类方案, 且: 第一类方案中有m1种不同的方法,第二类方案中有m2种不同的方法……第n类方案中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+mn种不同的方法.
问题5 如果完成一件事有三类不同方案,在第一类方案中有 m1种不同的方法,在第二类方案中有m2种不同的方法,在第三类方案中有m3种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?
如果完成一件事情有N类不同方案,在每一类中都有若干种不同的方法,那么应该如何计数呢?
N=m1+m2+m3
规律升华
分类
计数
结论
将完成一件事的办法分成若干类
求出每一类中的方法数
将每一类中的方法数相加得最终结果
利用分类加法计数原理解题的一般思路:
注意:确定分类标准时要确保每一类都能独立地完成这件事.
规律升华
问题6 用前6个大写的英文字母和1~9个阿拉伯数字, 以A1, A2, … , A9, B1, B2, …的方式给教室里的一个座位编号, 总共能编出多少种不同的号码?
规律升华
方法二:由于前 6 个英文字母中的任意一个都能与 9 个数字中的任意一个组成一个号码,而且它们互不相同,因此共有 6×9=54 种不同的号码.
字母
数字
得到的号码
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
解:方法一:解决计数问题可以用“树状图”列举出来
左图是解决计数问题常用的”树状图”.你能用树状图列出所有可能的号码吗?
?
规律升华
问题7 你能说一说这个问题的特征吗?
规律升华
无论第1步采用哪种方法,与之对应的第2步都有相同的方法数.
完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有
N=m×n
种不同的方法.
一般地,有如下分步乘法计数原理:
注意:各个步骤相互依存, 只有各个步骤都完成了, 这件事才算完成, 将各个步骤的方法数相乘得到完成这件事的方法总数, 又称乘法原理.
规律升华
例2 某班有男生30名,女生24名.从中选出男、女生各1名代表班级参加比赛,共有多少种不同的选法?
解:第1步, 从30名男生中选出1人, 有30种不同选择;
第2步, 从24名女生中选出1人, 有24种不同选择;
根据分步乘法计数原理,共有 30×24=720种不同方法.
分析:要完成的一件事是“选男生和女生各1名”,可分两步:
第一步, 选男生;
第二步,选女生.
规律升华
问题8 如果完成一件事有三个步骤, 做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,做第3步有m3种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?
如果完成一件事需要有n个步骤, 做每一步中都有若干种不同方法,那么应当如何计数呢?
如果完成一件事需要n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,…,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事的方法总数为N=m1×m2×…×mn
N=m1×m2×m3
规律升华
例3 书架上第1层放有4本不同的计算机书,第 2层放有3本不同的文艺书,第3层放有2本不同的体育书.
(1)从书架上任取1本书,有多少种不同的取法?
(2)从书架的第1层、 第2层、 第3层各取1本书,有多少种不同取法?
解:(1)根据分类加法计数原理可得:N=4+3+2=9;
(2)根据分步乘法计数原理可得:N=4×3×2=24.
规律升华
分步
计数
结论
将完成一件事的过程分成若干步
求出每一步中的方法数
将每一步中的方法数相乘得最终结果
利用分步乘法计数原理解题的一般思路:
注意:确定分步标准时要确保每一步都不能独立地完成这件事.
规律升华
区别与联系 分类加法计数原理 分步乘法计数原理
联系
分类加法计数原理和分步乘法计数原理,回答的都是关于完成一件事情的不同方法的种数的问题.
区别一
完成一件事情共有n类
办法,关键词是“分类”
完成一件事情,共分n个
步骤,关键词是“分步”
每类办法中的任何一种方法都能独立完成这件事情.
每一步得到的只是中间结果,
任何一步都不能独立完成
这件事情,只有每个步骤完成了,才能完成这件事情.
区别二
区别三
各类办法是互斥的、独立的
各步之间是相关联的
问题9 总结分类加法计数与分步乘法计数原理的区别和联系?
规律升华
18
回归情景:2022年10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂胜利召开,会议主题为“高举中国特色社会主义伟大旗帜,全面贯彻新时代中国特色社会主义思想,弘扬伟大建党精神,自信自强、守正创新,踔厉奋发、勇毅前行,为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”。一名党代表A从甲地赴北京参加二十大,途中需要通过乙地进行中转。已知甲地到乙地每天直达汽车6班,乙地到北京每天有3个航班和2列火车直达.请问该党代表A从甲地到北京参加二十大有多少种方案?
答案:6×(3+2)=30(种).
规律升华
1.某校学生会由高一年级5人,高二年级6人,高三年级4人组成.
(1)选其中1人为学生会主席,有多少种不同的选法?
(2)若每年级选1人为校学生会常委,有多少种不同的选法?
(3)若要选出不同年级的两人参加市里组织的活动,有多少种不同的选法?
答案:1.(1)N=5+6+4=15(种);
(2)5×6×4=120(种);
(3)5×6+5×4+6×4=74(种).
当堂检测
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通过本节课的学习,你有什么收获?
课堂小结
必做题:练习第1、2、3、4题;
选做题:习题6.1第11题
课后思考:用两个计数原理解决问题时,你认为需要注意些什么?
布置作业
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