高中数学 第一章 计数原理章末复习课件 新人教A版选修23.ppt

章末复习 第一章计数原理 学习目标1 掌握分类加法计数原理与分步乘法计数原理 2 理解排列与组合的区别与联系 能利用排列组合解决一些实际问题 3 能用计数原理证明二项式定理 掌握二项式定理和二项展开式的性质 知识梳理 达标检测 题型探究 内容索引 知识梳理 1 分类加法计数原理完成一件事有n类不同的方案 在第1类方案中有m1种不同的方法 在第2类方案中有m2种不同的方法 在第n类方案中有mn种不同的方法 那么完成这件事共有n 种不同的方法 2 分步乘法计数原理完成一件事需要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 那么完成这件事有n 种不同的方法 m1 m2 mn m1 m2 mn 3 排列数与组合数公式及性质 n m 1 1 4 二项式定理 1 二项式定理的内容 a b n 3 二项式系数的性质 与首末两端等距离的两个二项式系数相等 题型探究 命题角度1分类讨论思想例1车间有11名工人 其中5名男工是钳工 4名女工是车工 另外两名老师傅既能当车工又能当钳工 现在要在这11名工人里选派4名钳工 4名车工修理一台机床 则有多少种选派方法 类型一数学思想方法在求解计数问题中的应用 解答 解方法一设a b代表2位老师傅 所以共有75 100 10 185 种 所以共有35 120 30 185 种 反思与感悟解含有约束条件的排列 组合问题 应按元素的性质进行分类 分类时需要满足两个条件 类与类之间要互斥 保证不重复 总数要完备 保证不遗漏 跟踪训练1从1 2 3 4 5 6这6个数字中 任取3个数字组成无重复数字的三位数 其中若有1和3时 3必须排在1的前面 若只有1和3中的一个时 它应排在其他数字的前面 这样不同的三位数共有 个 用数字作答 解析1与3是特殊元素 以此为分类标准进行分类 答案 解析 60 例2设集合s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 集合a a1 a2 a3 是s的子集 且a1 a2 a3满足a1 a2 a3 a3 a2 6 那么满足条件的集合a的个数为a 78b 76c 83d 84 解析若从正面考虑 需分当a3 9时 a2可以取8 7 6 5 4 3 共6类 当a3 8时 a2可以取7 6 5 4 3 2 共6类 分类较多 而其对立面a3 a2 6包含的情况较少 当a3 9时 a2取2 a1取1 只有这一种情况 利用正难则反思想解决 集合s的含有三个元素的子集的个数为 84 在这些含有三个元素的子集中能满足a16的集合只有 1 2 9 故满足题意的集合a的个数为84 1 83 命题角度2 正难则反 思想 答案 解析 反思与感悟对于正面处理较复杂或不易求解的问题 常常从问题的对立面去思考 跟踪训练2由甲 乙 丙 丁4名学生参加数学 写作 英语三科竞赛 每科至少1人 且每人仅报一科 若学生甲 乙不能同时参加同一竞赛 则不同的参赛方案共有 种 答案 解析 30 不同的参赛方案共有36 6 30 种 例3在高三一班元旦晚会上 有6个演唱节目 4个舞蹈节目 1 当4个舞蹈节目要排在一起时 有多少种不同的节目安排顺序 类型二排列与组合的综合应用 解答 根据分步乘法计数原理 一共有5040 24 120960 种 安排顺序 2 当要求每2个舞蹈节目之间至少安排1个演唱节目时 有多少种不同的节目安排顺序 解答 第二步再将4个舞蹈节目排在一头一尾或两个节目中间 即图中 的位置 这样相当于7个 选4个来排 根据分步乘法计数原理 一共有720 840 604800 种 安排顺序 3 若已定好节目单 后来情况有变 需加上诗朗诵和快板2个节目 但不能改变原来节目的相对顺序 有多少种不同的节目演出顺序 解答 但原来的节目已定好顺序 需要消除 反思与感悟排列与组合的综合问题 首先要分清何时为排列 何时为组合 对含有特殊元素的排列 组合问题 一般先进行组合 再进行排列 对特殊元素的位置有要求时 在组合选取时 就要进行分类讨论 分类的原则是不重 不漏 在用间接法计数时 要注意考虑全面 排除干净 跟踪训练3在三位正整数中 若十位数字小于个位和百位数字 称该数为 驼峰数 比如 102 546 为驼峰数 由数字1 2 3 4 5这5个数字构成的无重复数字的 驼峰数 的十位上的数字之和为 答案 解析 30 所以所有的三位 驼峰数 的十位上的数字之和为12 1 6 2 2 3 30 命题角度1二项展开式的特定项问题 类型三二项式定理及其应用 解答 于是有理项为t1 x5和t7 13440 所以系数的绝对值最大的项为t8 15360 2 求展开式中系数绝对值最大的项 解设第k 1项系数的绝对值最大 则 解答 又因为k 1 2 3 9 所以k 7 当k 7时 t8 15360 又因为当k 0时 t1 x5 当k 10时 t11 2 10 1024 解答 反思与感悟 1 确定二项式中的有关元素 一般是根据已知条件 列出等式 从而可解得所要求的二项式中的有关元素 2 确定二项展开式中的常数项 先写出其通项公式 令未知数的指数为零 从而确定项数 然后代入通项公式 即可确定常数项 3 求二项展开式中条件项的系数 先写出其通项公式 再由条件确定项数 然后代入通项公式求出此项的系数 4 求二项展开式中各项系数的和差 赋值代入 5 确定二项展开式中的系数最大或最小项 利用二项式系数的性质 跟踪训练4已知二项式展开式中各项系数之和是各项二项式系数之和的16倍 1 求n 解答 由题意得 4n 16 2n 所以2n 16 n 4 2 求展开式中二项式系数最大的项 解答 1 kc54 k 展开式中二项式系数最大的项是第3项 3 求展开式中所有有理项 解答 所以展开式中所有有理项为 命题角度2二项展开式的 赋值 问题 解 x2 3x 2 5 x 1 5 x 2 5 a2是展开式中x2的系数 解答 例5若 x2 3x 2 5 a0 a1x a2x2 a10 x10 1 求a2 2 求a1 a2 a10 解令x 1 代入已知式可得 a0 a1 a2 a10 0 而令x 0 得a0 32 a1 a2 a10 32 解答 3 求 a0 a2 a4 a10 2 a1 a3 a7 a9 2 解令x 1可得 a0 a2 a4 a10 a1 a3 a7 a9 65 再由 a0 a2 a4 a10 a1 a3 a7 a9 0 把这两个等式相乘可得 a0 a2 a4 a10 2 a1 a3 a7 a9 2 65 0 0 解答 反思与感悟与二项式系数有关 包括求展开式中二项式系数最大的项 各项的二项式系数或系数的和 奇数项或者偶数项的二项式系数或系数的和以及各项系数的绝对值的和 主要方法是赋值法 通过观察展开式右边的结构特点和所求式子的关系 确定给字母所赋的值 有时赋值后得到的式子比所求式子多一项或少一项 此时要专门求出这一项 而在求奇数项或者偶数项的二项式系数或系数的和时 往往要两次赋值 再由方程组求出结果 跟踪训练5若 x2 1 x 3 9 a0 a1 x 2 a2 x 2 2 a3 x 2 3 a11 x 2 11 则a1 a2 a3 a11的值为 解析令x 2 得a0 22 1 2 3 9 5 令x 3 则a0 a1 a2 a3 a11 32 1 3 3 9 0 所以a1 a2 a3 a11 a0 5 答案 解析 5 达标检测 1 设4名学生报名参加同一时间安排的3项课外活动方案有a种 这4名学生在运动会上共同争夺100米 跳远 铅球3项比赛的冠军的可能结果有b种 则 a b 为a 34 34 b 43 34 c 34 43 d 解析由题意知本题是一个分步乘法问题 首先每名学生报名有3种选择 根据分步乘法计数原理知4名学生共有34种选择 每项冠军有4种可能结果 根据分步乘法计数原理知3项冠军共有43种可能结果 故选c 答案 解析 1 2 3 4 5 答案 解析 2 5名大人带两个小孩排队上山 小孩不排在一起也不排在头尾 则不同的排法种数有 1 2 3 4 5 答案 解析 3 我省高中学校自实施素质教育以来 学生社团得到迅猛发展 某校高一新生中的五名同学打算参加 春晖文学社 舞者轮滑俱乐部 篮球之家 围棋苑 四个社团 若每个社团至少有一名同学参加 每名同学至少参加一个社团且只能参加一个社团 且同学甲不参加 围棋苑 则不同的参加方法的种数为a 72b 108c 180d 216 1 2 3 4 5 解析根据题意 分析可得 必有2人参加同一社团 首先分析甲 甲不参加 围棋苑 则其有3种情况 再分析其他4人 1 2 3 4 5 则除甲外的4人有24 36 60 种 情况 故不同的参加方法的种数为3 60 180 种 故选c 答案 解析 4 x 2y 6的展开式中 x4y2的系数为a 15b 15c 60d 60 所以x4y2的系数为60 故选c 1 2 3 4 5 答案 解析 5 若的展开式的系数和为1 二项式系数和为128 则展开式中x2的系数为 1 2 3 4 5 448 1 2 3 4 5 1 排列与组合 1 排列与组合的区别在于排列是有序的 而组合是无序的 2 排列问题通常分为无限制条件和有限制条件 对于有限制条件的排列问题 通常从以下两种途径考虑 元素分析法 先考虑特殊元素的要求 再考虑其他元素 位置分析法 先考虑特殊位置的要求 再考虑其他位置 3 排列与组合综合应用是本章内容的重点与难点 一般方法是先分组 后分配 规律与方法 2 二项式定理 1 与二项式定理有关 包括定理的正向应用 逆向应用 题型如证明整除性 近似计算 证明一些简单的组