1、1.2.1 1.2.1 排排 列列 首先通过2015年北京田径世锦赛在男子4 100米接力决 赛中,由莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌组成的中国队创 历史的以38秒01的成绩获得亚军,他们四人上颁奖台有多少 种站法引入本课内容,然后通过教材“从甲、乙、丙3名同学 中选出2名参加某天的一项活动,其中1名参加上午的活动,其中 1名参加下午的活动,有多少种不同的方法? ”引出课题。接着 引出排列,排列数,排列数公式,阶乘等重难点内容,最后 进行例题总结及练习。 知识掌握上,很多学生原有的知识储备不够,所以该课的 内容应予以简单明白,深入浅出的分析,使学生更易理解知 识.积极采用形象生动,形式多样的教学
2、方法和学生广泛的积 极主动参与的学习方式,定能激发学生兴趣,有效地培养学 生能力,促进学生个性发展. 2015年北京田径世锦赛进入到第八比赛日的争夺。在男子 4 100米接力决赛中,由莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌 组成的中国队创历史的以38秒01的成绩获得亚军,这也是亚 洲队伍在世界大赛中取得最好成绩! 讨论:莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌上颁奖台有多少种站法?讨论:莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌上颁奖台有多少种站法? 问题1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名参加一项活 动,其中1名同学参加上午的活动,另名同学参加下 午的活动,有多少种不同的选法? 问题2:从1,2,3,4这4个数中,每次取出
3、3个排成 一个三位数,共可得到多少个不同的三位数? 上面两个问题有什么共同特征?可以用怎样的数学 模型来刻画 问题1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名参加一项活 动,其中1名同学参加上午的活动,另名同学参加下 午的活动,有多少种不同的选法? 分析:把题目转化为从甲、乙、丙3名同学中选2名, 按照参加上午的活动在前,参加下午的活动在后的 顺序排列,求一共有多少种不同的排法? 上午上午 下午下午 相应的排法相应的排法 甲 乙 丙 乙 甲 丙 丙 甲 乙 甲丙 甲乙 乙甲 乙丙 丙甲 丙乙 第一步:确定参加上午活动的同学即从3名中任 选1名,有3种选法. 第二步:确定参加下午活动的同学,有2种方法 根
4、据分步计数原理:32=6 即共6种方法。 把上面问题中被取的对象叫做元素,于是问题 就可以叙述为: 从3个不同的元素a,b,c中任取2个,然后按照一 定的顺序排成一列,一共有多少种不同的排列方法? ab, ac, ba, bc, ca, cb 问题2:从1,2,3,4这4个数字中,每次取出3个排成一个三 位数,共可得到多少个不同的三位数? 第步,确定百位上的数字,有4种方法 第步,确定十位上的数字,有3种方法 第步,确定个位上的数字,有2种方法 根据分步乘法计数原理,共有 43224 种不同的排法。 如下图所示 1 234 443322 4 44 3 33 1 11 2 4 4 4 3 1 1
5、1 2 22 4 3 33 1 11 2 22 有此可写出所有的三位数:有此可写出所有的三位数: 123,124,132,134,142,143; 213,214,231,234,241,243, 312,314,321,324,341,342; 412,413,421,423,431,432。 同样,问题2可以归结为: 从个不同的元素a,b,c,d中任取个,然后按照 一定的顺序排成一列,共有多少种不同的排列方法? abc,abd,acb,acd,adb,adc; bac,bad,bca,bcd,bda,bdc; cab,cad,cba,cbd,cda,cdb; dab,dac,dba,dbc
6、,dca,dcb. 思考?上述两个问题的共同特点是?能否推广到一般? (1)有顺序的 (2)不论是排列之前,还是之后,所有的元素都不相等 推广到一般 排列:一般的,从个不同的元素中取出 ()个元素,按照一定的顺序排成一列, 叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列。 排列问题实际包含两个过程: (1)先从n个不同元素中取出m个不同的元素。 (2)再把这m个不同元素按照一定的顺序排成一列。 注意: 1、元素不能重复。n个中不能重复,m个中也不能重复。 2、“按一定顺序”就是与位置有关,这是判断一个 问题是否是排列问题的关键。 3、两个排列相同,当且仅当这两个排列中的元素完 全相同,而且元素的排列顺
7、序也完全相同。 4、mn时的排列叫选排列,mn时的排列叫全排列。 5、为了使写出的所有排列情况既不重复也不遗漏, 最好采用“树形图”。 例1.下列问题中哪些是排列问题? (1)10名学生中抽2名学生开会 (2)10名学生中选2名做正、副组长 (3)从2,3,5,7,11中任取两个数相乘 (4)从2,3,5,7,11中任取两个数相除 (5)20位同学互通一次电话 (6)20位同学互通一封信 (7)以圆上的10个点为端点作弦 (8)以圆上的10个点中的某一点为起点,作过另一个点的射线 (9)有10个车站,共需要多少种车票? (10)安排5个学生为班里的5个班干部,每人一个职位? 哪些是全排列? 2
8、、排列数: 从n个不同的元素中取出m(mn)个元素的所有 排列的个数,叫做从n个不同的元素中取出m个元素 的排列数。用符号 表示。 m n A “排列”和“排列数”有什么区别和联系? 排列数,而不表示具体的排列。 所有排列的个数,是一个数; mn“排列数”是指从 个不同元素中,任取 个元素的 m n A所以符号 只表示 nm“一个排列”是指:从 个不同元素中,任取 按照一定的顺序排成一列,不是数; 个元素 问题1中是求从3个不同元素中取出2个元素的排 列数,记为 , 2 3 326A 3 4 4 3 224A 2 3 A 问题2中是求从4个不同元素中取出3个元素的 排列数,记为 ,已经算出 3
9、 4 A 探究:从个不同元素中取出个元素的排 列数 是多少? , 又各是多少? 2 n A)(mnAm n 3 n A 第第1 1位位 第第2 2位位 n n-1 An 3 An 2 ) 1( nn )2)(1( nnn 第第1 1位位 第第2 2位位 第第3 3位位 n-2 n n-1 ) 1()2( ) 1( mnnnn A m n 第第1 1位位 第第2 2位位 第第3 3位位 第第m m位位 n n-1 n-2 n-(m-1) 1) 1(mnmn (1)第一个因数是n,后面每一个因数比它前面一 个因数少1 (2)最后一个因数是nm1 (3)共有m个因数 观察排列数公式有何特征: 排列数
10、公式(1): (1)(2)(1)( ,*,) m n An nnnmm nNmn 就是说,个不同元素全部取出的排列数, 等于正整数到的连乘积, 正整数到的连乘积,叫做的阶乘, 用!表示, 所以个不同元素的全排列数公式可以写成 n n An ! 个不同元素全部取出的一个排列,叫做个元 素的一个全排列,这时公式中的,即有 另外,我们规定 0!1 123)2)(1( nnnAn n ) 1()2( ) 1( mnnnn A m n )!( ! mn n 12)( 12)(1( ) 1( mn mnmnnn 排列数公式(2): 说明: 1、排列数公式的第一个常用来计算,第二个常用来证明。 2、对于 这
11、个条件要留意,往往是解方程时的隐含条件。 nm 小结: 【排列】从n个不同元素中选出m(mn)个元素,并按一定 的顺序排成一列. 【关键点】1、互异性(被选、所选元素互不相同) 2、有序性(所选元素有先后位置等顺序之分) 【排列数】所有排列总数 121 m n An nnnm()().() m n n! A= (n-m)! (1) (2)(1) m n n nnnm A 排列数公式: m n n! (mn,m,nN ) (nm)! A )Nnm,n,(m 常用于计算含有数字的排列 数的值 常用于对含有字母的排列数的 式子进行变形和论证 10 !规定:规定: 例例2.2. 计算计算: 3 16
12、(1)A 3360141516 =6!=654321=720 6 6 (2)A ! 57 ! 7! 8 )3( 2 2 ! (1)! (4) m m mm A 42 2 21mm 例3.解方程: 43 21 (1)140 nn AA 1 89 (2)34 mm AA (1)n=3 (2)m=6 例4. 求证下列各式: 1 1 (1) (2) mm nn mkm k nnn k An A AAA 你能用学过的方法,举一实际的例子说明(1)、 (2)吗? )(nmk 2 3 2 5 4 5 3 4 4 5 )2( ;5) 1 (AAAAA例如: 32 54 54AA1计算:(1) 1234 444
13、4 AAAA(2) 课堂练习: 2从4种蔬菜品种中选出3种,分别种植在不同土质的 3块土地上进行试验,有 种不同的种植方法? 348344345545 2 4 3 5 AA 348 64 641234234344 4 4 3 4 2 4 1 4 AAAA 24234 3 4 A 24 4信号兵用3种不同颜色的旗子各一面,每次打出3面, 最多能打出不同的信号有( ) A.1种 B.3种 C.6种 D.27种 3从参加乒乓球团体比赛的5名运动员中选出3名进 行某场比赛,并排定他们的出场顺序,有 种不同 的方法? 60345 3 5 A 6123 3 3 A 60 C C 例5.某年全国足球甲级A组
14、联赛共有14个队参加,每 队要与其余各队在主、客场分别比赛一次,共进行多 少场比赛? 解:14个队中任意两队进行1次主场比赛与1次 客场比赛,对应于从14个元素中任取2个元素的 一个排列,因此,比赛的总场次是 1821314 2 14 A 例 6.(1)从5本不同的书中选3本送给3名同学,每人各1本, 共有多少种不同的送法? (2)从5种不同的书中买3本送给3名同学,每人各1本, 共有多少种不同的送法? = 543= 60 A 3 5 被选元素可重复选取,不是排列问题! 555= 125 “从5个不同元素中选出3并按顺序排列” 例7.用0到9这10个数字可以组成多少个没有重复数字 的三位数?
15、特殊位置“百位”,特殊元素“0” 百位 十位 个位 648899 2 9 1 9 AA 法1: 6482 2 9 3 9 AA法2: 百位百位 十位十位 个位个位 A 3 9 0 百位百位 十位十位 个位个位 A 2 9 0 百位百位 十位十位 个位个位 A 2 9 648898910 2 9 3 10 AA 法3: 对于有限制条件的排列问题,必须遵循 “特殊元素优先考虑,特殊位置优先安 排”,并注意“合理分类,准确分步”, 做到“不重不漏,步骤完整” ,适当考虑 “正难则反” 。 个。有种,故符合题意的偶数有 、千位上的排列数不能选),十位、百位种( 排列数有中选);万位上的数字、种(从有
16、)个位上的数字排列数解法一:(正向思考法 3 3 1 3 1 2 3 3 1 3 1 2 5 42 AAAA A A 百位 十位 个位 千位 万位 1 3 A3 3 A 1 2 A 变式:由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位 数,其中小于50000的偶数共有多少个? 百位 十位 个位 千位 万位 个共有: 个,符合题意的偶数的数减去偶数中大于 个,再数个,减去其中奇数的个位数有数字的 组成无重复、)由解法二:(逆向思维法 36 50000 5 54321 3 3 1 2 4 4 1 3 5 5 3 3 1 2 4 4 1 3 5 5 AAAAA AA AAA 变式:由数字1、2、3、
17、4、5组成没有重复数字的五位 数,其中小于50000的偶数共有多少个? 有约束条件的排列问题 排列问题,是取出m个元素后,还要按一定的顺序排 成一列,取出同样的m个元素,只要排列顺序不同, 就视为完成这件事的两种不同的方法(两个不同的 排列) 由排列的定义可知,排列与元素的顺序有关,也就是 说与位置有关的问题才能归结为排列问题当元素较 少时,可以根据排列的意义写出所有的排列 2015年北京田径世锦赛进入到第八比赛日的争夺。在男子 4 100米接力决赛中,由莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌 组成的中国队创历史的以38秒01的成绩获得亚军,这也是亚 洲队伍在世界大赛中取得最好成绩! 讨论:莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌上颁奖台有多少种站法?讨论:莫有雪、谢震业、苏炳添和张培萌上颁奖台有多少种站法? 3 4 4 3 224A 敬请指导敬请指导 .