1.使学生正确理解组合的意义;正确区分排列、组合问题;
2.了解组合数的意义,能根据具体的问题,写出符合要求的组合;
3.掌握组合的计算公式以及组合数与排列数之间的关系;
4.会分析与数字有关的计数问题,以及与其他专题的综合运用,培养学生的抽象能力和逻辑思维能力;
通过本讲的学习,对组合的一些计数问题进行归纳总结,重点掌握组合的联系和区别,并掌握一些组合技巧,如排除法、插板法等.
一、组合问题
日常生活中有很多“分组”问题.如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等.这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题.
一般地,从
从排列和组合的定义可以知道,排列与元素的顺序有关,而组合与顺序无关.如果两个组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合.
从
一般地,求从
第一步:从
第二步:将每一个组合中的
根据乘法原理,得到
因此,组合数
这个公式就是组合数公式.
二、组合数的重要性质
一般地,组合数有下面的重要性质:
这个公式的直观意义是:
例如,从
规定
模块一、组合之几何问题
【例 1】 在一个圆周上有
⑴ 直线段;⑵ 三角形;⑶ 四边形.
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 由于
由组合数公式:
⑴ 可画出
⑵ 可画出
⑶ 可画出
【答案】⑴
【巩固】平面内有10个点,以其中每2个点为端点的线段共有多少条?
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【解析】 这道题不考虑线段两个端点的顺序,是组合问题,实际上是求从
【答案】
【巩固】在正七边形中,以七边形的三个顶点为顶点的三角形共有多少个?
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【解析】 三角形的形状与三个顶点选取的先后顺序无关,所以这是一个组合问题,实际上是求从
【答案】
【例 2】 平面内有
⑴ 可确定多少个三角形?⑵ 可确定多少条射线?
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 ⑴ 分三类:
①有
②有
③
根据加法原理,可确定
⑵ 两点可以确定两条射线,分三类:
①共线的
②不共线的
③从共线的
根据加法原理,可以确定
【答案】⑴
【巩固】 如图,问:⑴ 图
图
【考点】组合之基本运用 【难度】1星 【题型】解答
【解析】 ⑴ 在线段
一条以这两个点为端点的线段,所以,这是一个组合问题,而
由组合数公式知,共有
⑵ 从
由组合数公式知,共有
【答案】⑴
模块二、组合之应用题
【例 3】 6个朋友聚会,每两人握手一次,一共握手多少次?
【考点】组合之基本运用 【难度】1星 【题型】解答
【解析】 这与课前挑战的情景是类似的.因为两个人握手是相互的,
由组合数公式知,
【答案】
【巩固】某班毕业生中有
【考点】组合之基本运用 【难度】1星 【题型】解答
【解析】
【答案】
【例 4】 学校开设
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【解析】 被选中的
由组合数公式知,
所以共有
【答案】
【例 5】 有2克,5克,20克的砝码各1个,只用砝码和一架已经调节平衡了的天平,能称出 种不同的质量。
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】填空
【关键词】希望杯,五年级,一试,第5题
【解析】 第一大类:砝码只放一边。共有
【答案】
【例 6】 工厂某日生产的10件产品中有2件次品,从这10件产品中任意抽出3件进行检查,问:
(1)一共有多少种不同的抽法?
(2)抽出的3件中恰好有一件是次品的抽法有多少种?
(3)抽出的3件中至少有一件是次品的抽法有多少种?
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 (1)从10件产品中抽出3件,抽法总数为
(2)3件中恰好一件次品,那么还有两件正常品.
抽法总数为
(3)与“至少有一件是次品”互补的事件是“全都不是次品”
全都不是次品的抽法总数为
所以至少有一件次品的抽法总数为120-56=64(种).
【答案】(1)120 (2)56 (3)64
【例 7】 200件产品中有5件是次品,现从中任意抽取4件,按下列条件,各有多少种不同的抽法(只要求列式)?⑴都不是次品;⑵至少有1件次品;⑶不都是次品.
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 第⑴题:与顺序无关;都不是次品,即全部都是正品,正品有195件.第⑵题:与顺序无关;至少有1件次品,即有1件次品、2件次品、3件次品、4件次品等四类情况,次品共5件.可用直接法解答,也可用间接法解答.第⑶题:与顺序无关;不都是次品,即至少有1件是正品.
⑴都不是次品,即全部为正品.
共有抽法
⑵至少有1件次品,包括1件、2件、3件、4件次品的情况.
共有抽法
⑶不都是次品,即至少有1件正品.
共有抽法
【答案】⑴
【例 8】 某班要在
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 要在
要在
由组合数公式,共有
由排列数公式,共有
【答案】
【例 9】 将三盘同样的红花和四盘同样的黄花摆放成一排,要求三盘红花互不相邻,共有__________种不同的方法.
【考点】组合之基本运用 【难度】1星 【题型】解答
【关键词】希望杯,1试
【解析】 因为三盘红花不能相邻,所以可以先将四盘黄花摆好,红花只能摆在黄花之间或者黄花的两边.这样共有
【答案】
【例 10】 在一次合唱比赛中,有身高互不相同的8个人要站成两排,每排4个人,且前后对齐.而且第二排的每个人都要比他身前的那个人高,这样才不会被挡住.一共有多少种不同的排队方法?
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【解析】 因为所有人的身高两两不同,所以只要确定了位于同一列的两个人是谁,也就确定了他们的前后关系.所以排队方法总数为:
【答案】
【例 11】 在一次考试的选做题部分,要求在第一题的
【考点】组合之基本运用 【难度】1星 【题型】解答
【解析】 由于选做的题目只与选取的题目有关,而与题目的顺序无关,所以在三道题中选题都是组合问题.
第一题中,
第二题中,
第三题中,
根据乘法原理,一共有
【答案】
【例 12】 某年级
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 分三步进行:
第一步,取两个班分配给甲,与先后顺序无关,是组合问题,有
第二步,从余下的
第三步,剩余的两个班给丙,有
根据乘法原理,一共有
【答案】
【例 13】 将19枚棋子放入
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【关键词】迎春杯,高年级,初赛
【解析】
□□○
□○□
○□□
其中□表示空格,○表示有棋子的方格,其它的方格则全部有棋子.
选择有空格的3行3列有
【答案】
【例 14】 甲射击员在练习射击,前方有三种不同类型的气球,共3串,有一串是红气球3个,有一串是黄气球2个,有一串是绿气球4个,而且每次射击必须射最下面的气球,问有多少种不同的射法?
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 根据射击规则,任意一种打法都对应三个红色气球,二个黄色气球,四个绿色气球,即9个物体的排列,当然有
但是,其中三个红色气球是不能随意排列的,应该是固定由下到上的,而上面却包括了它的随意排列的情况,所以应该除以
所以共有射击方法:
本题也可以这样想:任意一种打法都对应9个物体的排列,从中先选出3个位置给红色气球,有
【答案】
【例 15】 某池塘中有
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 由于有儿童乘坐的游船上必须至少有
⑴若这
⑵若这
所以,共有
【答案】
【例 16】 有蓝色旗
【考点】组合之基本运用 【难度】2星 【题型】解答
【解析】 按挂旗的面数来分类考虑.
第一类:挂一面旗.从蓝、黄、红中分别取一面,可以表示
第二类:挂两面旗.按颜色分成:红
第三类:挂三面旗.按颜色分类:红
第四类:挂四面旗.按颜色分类:红
第五类:挂五面旗.按颜色分类:红
第六类:挂六面旗.红
根据加法原理,共可以表示
【答案】
【例 17】 从
⑴恰有
⑷某两名女生,某两名男生不能同时入选;⑸某两名女生,某两名男生最多入选两人.
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 ⑴恰有
⑵要求至少两名女生人选,那么“只有一名女生入选”和“没有女生入选”都不符合要求.运用包含与排除的方法,从所有可能的选法中减去不符合要求的情况:
⑶
⑷从所有的选法
⑸分三类情况:
【答案】⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
【例 18】 从
⑴ 不同的选法共有多少种?
⑵ “至少有一名女生”的不同选法共有多少种?
⑶ “代表中男、女生都要有”的不同选法共有多少种?
【考点】组合之基本运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 ⑴ 相当于从
⑵ 方法一:可以分成三类:
①选
②选
③选
根据加法原理,“至少有一名女生”的不同选法有
方法二:先不考虑对女生的特殊要求,从从
⑶ “代表中男、女生都要有”,可以分成两类:
①
②
根据加法原理,“代表中男、女生都要有”的不同选法共有
【小结】选择问题是组合问题中的一类常见问题,可根据具体情况从正面考虑或逆向求解,采用“去杂法”.
【答案】⑴
【巩固】 在6名内科医生和4名外科医生中,内科主任和外科主任各一名,现要组成5人医疗小组送医下乡,按照下列条件各有多少种选派方法?
⑴ 有3名内科医生和2名外科医生;
⑵ 既有内科医生,又有外科医生;
⑶ 至少有一名主任参加;
⑷ 既有主任,又有外科医生.
【考点】组合之基本运用 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 ⑴ 先从
⑵用“去杂法”较方便,先考虑从
⑶如果选
⑷ 分两类讨论:
①若选外科主任,则其余
②若不选外科主任,则必选内科主任,且剩余
根据加法原理,一共有
【答案】⑴
【例 19】 在10名学生中,有5人会装电脑,有3人会安装音响设备,其余2人既会安装电脑,又会安装音响设备,今选派由
【考点】组合之基本运用 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 按具有双项技术的学生分类:
⑴ 两人都不选派,有
⑵ 两人中选派
若此人要安装电脑,则还需
若此人安装音响设备,则还需从
根据加法原理,有
综上所述,一共有
⑶ 两人全派,针对两人的任务可分类讨论如下:
①两人全安装电脑,则还需要从
②两人一个安装电脑,一个安装音响设备,有
③两人全安装音响设备,有
根据加法原理,共有
综合以上所述,符合条件的方案一共有
【答案】⑴
【例 20】 有11名外语翻译人员,其中
【考点】组合之基本运用 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 针对两名英语、日语都精通人员(以下称多面手)的参考情况分成三类:
⑴多面手不参加,则需从
⑵ 多面手中有一人入选,有
如果参加英文翻译,则需从
如果参加日文翻译,则需从
⑶ 多面手中两人均入选,对应一种选择,但此时又分三种情况:
①两人都译英文;②两人都译日文;③两人各译一个语种.
情况①中,还需从360docimg_505_名英语翻译员中选出360docimg_506_人,有360docimg_507_种选择.需从360docimg_508_名日语翻译员中选360docimg_509_人,360docimg_510_种选择.由乘法原理,有360docimg_511_种选择.
情况②中,需从360docimg_512_名英语翻译员中选出360docimg_513_人,有360docimg_514_种选择.还需从360docimg_515_名日语翻译员中选出360docimg_516_人,有360docimg_517_种选择.根据乘法原理,共有360docimg_518_种选择.
情况③中,两人各译一个语种,有两种安排即两种选择.剩下的需从360docimg_519_名英语翻译员中选出360docimg_520_人,有360docimg_521_种选择,需从360docimg_522_名日语翻译员中选出360docimg_523_人,有360docimg_524_种选择.由乘法原理,有360docimg_525_种选择.
根据加法原理,多面手中两人均入选,一共有360docimg_526_种选择.
综上所述,由加法原理,这样的分配名单共可以开出360docimg_527_张.
【小结】组合问题中出现“多面手”时,往往“多面手”是进行分类讨论的对象,这样可以简化问题.
【答案】⑴360docimg_528_ ⑵360docimg_529_ ⑶360docimg_530_
【巩固】 某旅社有导游360docimg_531_人,其中360docimg_532_人只会英语,360docimg_533_人只会日语,其余360docimg_534_个既会英语又会日语.现要从中选360docimg_535_人,其中360docimg_536_人做英语导游,另外360docimg_537_人做日语导游.则不同的选择方法有多少种?
【考点】组合之基本运用 【难度】4星 【题型】解答
【解析】 此题若从“多面手”出发来做,不太简便,由于只会日语的人较少,所以针对只会日语的人讨论,分三类:
⑴只会日语的360docimg_538_人都出场,则还需360docimg_539_个多面手做日语导游,有360docimg_540_种选择.从剩下的只会英语的人和多面手共360docimg_541_人中选360docimg_542_人做英语导游,有360docimg_543_种选择.
由乘法原理,有360docimg_544_种选择.
⑵只会日语的360docimg_545_人中有360docimg_546_人出场,有360docimg_547_种选择.还需从多面手中选360docimg_548_人做日语导游,有360docimg_549_种选择.剩下的只会英语的人和多面手共360docimg_550_人中选360docimg_551_人做英语导游,有360docimg_552_种选择.
由乘法原理,有360docimg_553_种选择.
⑶只会日语的人不出场,需从多面手中选360docimg_554_人做日语导游,有360docimg_555_种选择.
剩下的只会英语的人和多面手共360docimg_556_人中选360docimg_557_人做英语导游,有360docimg_558_种选择.
由乘法原理,有360docimg_559_种选择.根据加法原理,不同的选择方法一共有360docimg_560_种.
【小结】当“多面手”的数量较多时,对“多面手”分类讨论.问题反倒不简单了.那么.此时应灵活选择数量较少的一类元素讨论(如本题中的会日语的导游).做题时要根据具体问题灵活处理.
【答案】⑴360docimg_561_ ⑵360docimg_562_ ⑶360docimg_563_
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