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排列组合公式
排列定义 从n个不同的元素中,取r个不重复的元素,按次序排列,称为从n个中取r个的无重排列。排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。排列的个数用P(n,r)表示。当r=n时称为全排列。一般不说可重即无重。可重排列的相应记号为 P(n,r),P(n,r)。
组合定义 从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n个中取r个的无重组合。
组合的全体组成的集合用C(n,r)表示,组合的个数用C(n,r)表示,对应于可重组合
有记号C(n,r),C(n,r)。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于
(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;
(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;
(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;
(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用
(1)加法原理和分类计数法
1.加法原理
2.加法原理的集合形式
3.分类的要求
每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)
(2)乘法原理和分步计数法
1.乘法原理
2.合理分步的要求
任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同
例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的六位数
集合A为数字不重复的九位数的集合,S(A)=9!
集合B为数字不重复的六位数的集合。
把集合A分为子集的集合,规则为前6位数相同的元素构成一个子集。显然各子集没有共同元素。每个子集元素的个数,等于剩余的3个数的全排列,即3!
这时集合B的元素与A的子集存在一一对应关系,则
S(A)=S(B)*3!
S(B)=9!/3!
这就是我们用以前的方法求出的P(9,6)
例2:从编号为1-9的队员中选6人组成一个队,问有多少种选法?
设不同选法构成的集合为C,集合B为数字不重复的六位数的集合。把集合B分为子集的集合,规则为全部由相同数字组成的数组成一个子集,则每个子集都是某6个数的全排列,即每个子集有6!个元素。这时集合C的元素与B的子集存在一一对应关系,则
S(B)=S(C)*6!
S(C)=9!/3!/6!
这就是我们用以前的方法求出的C(9,6)
以上都是简单的例子,似乎不用弄得这么复杂。但是集合的观念才是排列组合公式的来源,也是对公式更深刻的认识。大家可能没有意识到,在我们平时数物品的数 量时,说1,2,3,4,5,一共有5个,这时我们就是在把物品的集合与集合(1,2,3,4,5)建立一一对应的关系,正是因为物品数量与集合(1, 2,3,4,5)的元素个数相等,所以我们才说物品共有5个。我写这篇文章的目的是把这些潜在的思路变得清晰,从而能用它解决更复杂的问题。
例3:9个人坐成一圈,问不同坐法有多少种?
9个人排成一排,不同排法有9!种,对应集合为前面的集合A
9个人坐成一圈的不同之处在于,没有起点和终点之分。设集合D为坐成一圈的坐法的集合。以任何人为起点,把圈展开成直线,在集合A中都对应不同元素,但在集合D中相当于同一种坐法,所以集合D中每个元素对应集合A中9个元素,所以S(D)=9!/9
我在另一篇帖子中说的方法是先固定一个人,再排其他人,结果为8!。这个方法实际上是找到了一种集合A与集合D之间的对应关系。用集合的思路解决问题的关键就是寻找集合之间的对应关系,使一个集合的子集与另一个集合的元素形成一一对应的关系。
例4:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的九位数,但要求1排在2前面,求符合要求的九位数的个数。
集合A为9个数的全排列,把集合A分为两个集合B、C,集合B中1排在2前面,集合C中1排在2后面。则S(B)+S(C)=S(A)
在集合B、C之间建立以下对应关系:集合B中任一元素1和2位置对调形成的数字,对应集合C中相同数字。则这个对应关系为一一对应。因此S(B)=S(C)=9!/2
以同样的思路可解出下题:
从1、2、3…,9这九个数中选出3个不同的数作为函数y=ax*x+bx+c的系数,且要求a>b>c,问这样的函数共有多少个?
例5:M个球装入N个盒子的不同装法,盒子按顺序排列。
这题我们已经讨论过了,我再用更形象的方法说说。
假设我们把M个球用细线连成一排,再用N-1把刀去砍断细线,就可以把M个球按顺序分为N组。则M个球装入N个盒子的每一种装法都对应一种砍线的方法。而 砍线的方法等于M个球与N-1把刀的排列方式(如两把刀排在一起,就表示相应的盒子里球数为0)。所以方法总数为C(M+N-1,N-1)
例6:7人坐成一排照像, 其中甲、乙、丙三人的顺序不能改变且不相邻, 则共有________排法.
解:甲、乙、丙三人把其他四人分为四部分,设四部分人数分别为X1,X2,X3,X4,其中X1,X4》=0,X2,X3》0
先把其余4人看作一样,则不同排法为方程
X1+X2+X3+X4=4的解的个数,令X2=Y2+1,X3=Y3+1
化为求X1+Y2+Y3+X4=2的非负整数解的个数,这与把2个球装入4个盒子的方法一一对应,个数为C(5,3)=10
由于其余四人是不同的人,所以以上每种排法都对应4个人的全排列4!,所以不同排法共有C(5,3)*4!=240种。
排列定义 从n个不同的元素中,取r个不重复的元素,按次序排列,称为从n个中取r个的无重排列。排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。排列的个数用P(n,r)表示。当r=n时称为全排列。一般不说可重即无重。可重排列的相应记号为 P(n,r),P(n,r)。
组合定义 从n个不同元素中取r个不重复的元素组成一个子集,而不考虑其元素的顺序,称为从n个中取r个的无重组合。
组合的全体组成的集合用C(n,r)表示,组合的个数用C(n,r)表示,对应于可重组合
有记号C(n,r),C(n,r)。
一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于
(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;
(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;
(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;
(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用
(1)加法原理和分类计数法
1.加法原理
2.加法原理的集合形式
3.分类的要求
每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)
(2)乘法原理和分步计数法
1.乘法原理
2.合理分步的要求
任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同
例1:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的六位数
集合A为数字不重复的九位数的集合,S(A)=9!
集合B为数字不重复的六位数的集合。
把集合A分为子集的集合,规则为前6位数相同的元素构成一个子集。显然各子集没有共同元素。每个子集元素的个数,等于剩余的3个数的全排列,即3!
这时集合B的元素与A的子集存在一一对应关系,则
S(A)=S(B)*3!
S(B)=9!/3!
这就是我们用以前的方法求出的P(9,6)
例2:从编号为1-9的队员中选6人组成一个队,问有多少种选法?
设不同选法构成的集合为C,集合B为数字不重复的六位数的集合。把集合B分为子集的集合,规则为全部由相同数字组成的数组成一个子集,则每个子集都是某6个数的全排列,即每个子集有6!个元素。这时集合C的元素与B的子集存在一一对应关系,则
S(B)=S(C)*6!
S(C)=9!/3!/6!
这就是我们用以前的方法求出的C(9,6)
以上都是简单的例子,似乎不用弄得这么复杂。但是集合的观念才是排列组合公式的来源,也是对公式更深刻的认识。大家可能没有意识到,在我们平时数物品的数 量时,说1,2,3,4,5,一共有5个,这时我们就是在把物品的集合与集合(1,2,3,4,5)建立一一对应的关系,正是因为物品数量与集合(1, 2,3,4,5)的元素个数相等,所以我们才说物品共有5个。我写这篇文章的目的是把这些潜在的思路变得清晰,从而能用它解决更复杂的问题。
例3:9个人坐成一圈,问不同坐法有多少种?
9个人排成一排,不同排法有9!种,对应集合为前面的集合A
9个人坐成一圈的不同之处在于,没有起点和终点之分。设集合D为坐成一圈的坐法的集合。以任何人为起点,把圈展开成直线,在集合A中都对应不同元素,但在集合D中相当于同一种坐法,所以集合D中每个元素对应集合A中9个元素,所以S(D)=9!/9
我在另一篇帖子中说的方法是先固定一个人,再排其他人,结果为8!。这个方法实际上是找到了一种集合A与集合D之间的对应关系。用集合的思路解决问题的关键就是寻找集合之间的对应关系,使一个集合的子集与另一个集合的元素形成一一对应的关系。
例4:用1、2、3、4、5、6、7、8、9组成数字不重复的九位数,但要求1排在2前面,求符合要求的九位数的个数。
集合A为9个数的全排列,把集合A分为两个集合B、C,集合B中1排在2前面,集合C中1排在2后面。则S(B)+S(C)=S(A)
在集合B、C之间建立以下对应关系:集合B中任一元素1和2位置对调形成的数字,对应集合C中相同数字。则这个对应关系为一一对应。因此S(B)=S(C)=9!/2
以同样的思路可解出下题:
从1、2、3…,9这九个数中选出3个不同的数作为函数y=ax*x+bx+c的系数,且要求a>b>c,问这样的函数共有多少个?
例5:M个球装入N个盒子的不同装法,盒子按顺序排列。
这题我们已经讨论过了,我再用更形象的方法说说。
假设我们把M个球用细线连成一排,再用N-1把刀去砍断细线,就可以把M个球按顺序分为N组。则M个球装入N个盒子的每一种装法都对应一种砍线的方法。而 砍线的方法等于M个球与N-1把刀的排列方式(如两把刀排在一起,就表示相应的盒子里球数为0)。所以方法总数为C(M+N-1,N-1)
例6:7人坐成一排照像, 其中甲、乙、丙三人的顺序不能改变且不相邻, 则共有________排法.
解:甲、乙、丙三人把其他四人分为四部分,设四部分人数分别为X1,X2,X3,X4,其中X1,X4》=0,X2,X3》0
先把其余4人看作一样,则不同排法为方程
X1+X2+X3+X4=4的解的个数,令X2=Y2+1,X3=Y3+1
化为求X1+Y2+Y3+X4=2的非负整数解的个数,这与把2个球装入4个盒子的方法一一对应,个数为C(5,3)=10
由于其余四人是不同的人,所以以上每种排法都对应4个人的全排列4!,所以不同排法共有C(5,3)*4!=240种。
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排列与组合的共同点是从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素,而不同点是排列是按照一定的顺序排成一列,组合是无论怎样的顺序并成一组,因此“有序”与“无序”是区别排列与组合的重要标志.下面通过实例来体会排列与组合的区别.
【例题】 判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出种数.
(1) 高二年级学生会有11人:①每两人互通一封信,共通了多少封信?②每两人互握了一次手,共握了多少次手?
(2) 高二数学课外活动小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法?②从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法?
(3) 有2、3、5、7、11、13、17、19八个质数:①从中任取两个数求它们的商,可以有多少个不同的商?②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积?
(4) 有8盆花:①从中选出2盆分别给甲、乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?②从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法?
【思考与分析】 (1) ①由于每两人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关,是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手、乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其他类似分析.
解: (1) ①是排列问题,共通了=110(封);②是组合问题,共需握手==55(次)
(2) ①是排列问题,共有=10×9=90(种)不同的选法;②是组合问题,共=45(种)不同的选法;
(3) ①是排列问题,共有=8×7=56(个)不同的商;②是组合问题,共有=28(个)不同的积;
(4) ①是排列问题,共有=56(种)不同的选法;②是组合问题,共有=28(种)不同的选法.
【例题】 判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出种数.
(1) 高二年级学生会有11人:①每两人互通一封信,共通了多少封信?②每两人互握了一次手,共握了多少次手?
(2) 高二数学课外活动小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法?②从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法?
(3) 有2、3、5、7、11、13、17、19八个质数:①从中任取两个数求它们的商,可以有多少个不同的商?②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积?
(4) 有8盆花:①从中选出2盆分别给甲、乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?②从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法?
【思考与分析】 (1) ①由于每两人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关,是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手、乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其他类似分析.
解: (1) ①是排列问题,共通了=110(封);②是组合问题,共需握手==55(次)
(2) ①是排列问题,共有=10×9=90(种)不同的选法;②是组合问题,共=45(种)不同的选法;
(3) ①是排列问题,共有=8×7=56(个)不同的商;②是组合问题,共有=28(个)不同的积;
(4) ①是排列问题,共有=56(种)不同的选法;②是组合问题,共有=28(种)不同的选法.
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排列组合题要先看清是否与顺序有关 是分类计数还是分步计数 分类时要分全 分类太多时要注意从反面入手 理清思路 这是我的一些浅见
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1.注意排列组合的定义是不同对象的选择,因而与乘法原理和加法原理有所区别
2.注意合适的选择分析对象,比如有时以空位为对象更加容易
3.典型问题如:捆绑式、插空当、数字问题、优待排列等需熟练
4.经典问题必须要做记忆
2.注意合适的选择分析对象,比如有时以空位为对象更加容易
3.典型问题如:捆绑式、插空当、数字问题、优待排列等需熟练
4.经典问题必须要做记忆
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高中最容易得分的大题就是排列组合了,你得分清所有事件可能发生的情况和x可能发生的情况,先理清x可能取哪些值,这个一分,然后分别求出x的各个概率,加上看看和是不是等于1,是的基本上就对啦,然后列分布列,求期望,如果不是1,肯定前面漏掉的情况,,我也高中,乐于帮忙!
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牧牛题目怎么解
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