高二年级数学选修2-3教（学）案

...wd......wd......wd...二次备课第课时总第教案二次备课课型：新授课主备人：审核人：1．1分类加法计数原理和分步乘法计数原理一、教学目标：①理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理；②会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题二、教学重难点：重点：分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)难点：分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)的准确理解三、教学方法讲授法四、教学过程一、新课讲授引入课题先看下面的问题：①从我们班上推选出两名同学担任班长，有多少种不同的选法②把我们的同学排成一排，共有多少种不同的排法要解决这些问题，就要运用有关排列、组合知识.排列组合是一种重要的数学计数方法.总的来说，就是研究按某一规则做某事时，一共有多少种不同的做法.

在运用排列、组合方法时，经常要用到分类加法计数原理与分步乘法计数原理.这节课，我们从具体例子出发来学习这两个原理.1分类加法计数原理〔1〕提出问题问题1.1：用一个大写的英文字母或一个阿拉伯数字给教室里的座位编号，总共能够编出多少种不同的号码问题1.2：从甲地到乙地，可以乘火车，也可以乘汽车.如果一天中火车有3班，汽车有2班.那么一天中，乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法探究：你能说说以上两个问题的特征吗〔2〕发现新知分类加法计数原理完成一件事有两类不同方案，在第1类方案中有种不同的方法，在第2类方案中有种不同的方法.那么完成这件事共有种不同的方法.〔3〕知识应用例1.在填写高考志愿表时，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，具体情况如下：二次备课A大学B大学二次备课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呢分析：由于这名同学在A,B两所大学中只能选择一所，而且只能选择一个专业，又由于两所大学没有共同的强项专业，因此符合分类加法计数原理的条件．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．又由于没有一个强项专业是两所大学共有的，因此根据分类加法计数原理，这名同学可能的专业选择共有5+4=9〔种〕.变式：假设还有C大学，其中强项专业为：新闻学、金融学、人力资源学.那么，这名同学可能的专业选择共有多少种探究：如果完成一件事有三类不同方案，在第1类方案中有种不同的方法，在第2类方案中有种不同的方法，在第3类方案中有种不同的方法，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类不同方案，在每一类中都有假设干种不同方法，那么应当若何计数呢一般归纳：完成一件事情，有n类方法，在第1类方法中有种不同的方法，在第2类方法中有种不同的方法……在第n类方法中有种不同的方法.那么完成这件事共有种不同的方法.理解分类加法计数原理：分类加法计数原理针对的是“分类〞问题，完成一件事要分为假设干类，各类的方法相互独立，各类中的各种方法也相对独立，用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事.2分步乘法计数原理〔1〕提出问题问题2.1：用前6个大写英文字母和1—9九个阿拉伯数字，以,,…，,,…的方式给教室里的座位编号，总共能编出多少个不同的号码用列举法可以列出所有可能的号码：我们还可以这样来思考：由于前6个英文字母中的任意一个都能与9个数字中的任何一个组成一个号码，而且它们各不一样，因此共有6×9=54个不同的号码．探究：你能说说这个问题的特征吗〔2〕发现新知二次备课分步乘法计数原理完成一件事有两类不同方案，在第1类方案中有种不同的方法，在第2类方案中有种不同的方法.那么完成这件事共有二次备课种不同的方法.〔3〕知识应用例2.设某班有男生30名，女生24名.现要从中选出男、女生各一名代表班级参加比赛，共有多少种不同的选法分析：选出一组参赛代表，可以分两个步骤．第l步选男生．第2步选女生．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种不同的选法．探究：如果完成一件事需要三个步骤，做第1步有种不同的方法，做第2步有种不同的方法，做第3步有种不同的方法，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需要个步骤，做每一步中都有假设干种不同方法，那么应当若何计数呢一般归纳：完成一件事情，需要分成n个步骤，做第1步有种不同的方法，做第2步有种不同的方法……做第n步有种不同的方法.那么完成这件事共有种不同的方法.理解分步乘法计数原理：分步计数原理针对的是“分步〞问题，完成一件事要分为假设干步，各个步骤相互依存，完成任何其中的一步都不能完成该件事，只有当各个步骤都完成后，才算完成这件事.3．理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理异同点①一样点：都是完成一件事的不同方法种数的问题②不同点：分类加法计数原理针对的是“分类〞问题，完成一件事要分为假设干类，各类的方法相互独立，各类中的各种方法也相对独立，用任何一类中的任何一种方法都可以单独完成这件事，是独立完成；而分步乘法计数原理针对的是“分步〞问题，完成一件事要分为假设干步，各个步骤相互依存，完成任何其中的一步都不能完成该件事，只有当各个步骤都完成后，才算完成这件事，是合作完成.3综合应用例3.书架的第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、2、3层各取1本书，有多少种不同的取法③从书架上任取两本不同学科的书，有多少种不同的取法【分析】①要完成的事是“取一本书〞，由于不管取书架的哪一层的书都可以完成了这件事，因此是分类问题，应用分类计数原理.②要完成的事是“从书架的第1、2、3层中各取一本书〞，由于取一层中的一本书都只完成了这件事的一局部，只有第1、2、3层都取后，才能完成这件事，因此是分步问题，应用分步计数原理.③要完成的事是“取2本不同学科的书〞，先要考虑的是取哪两个学科的书，如取计算机和文艺书各1本，再要考虑取1本计算机书或取1本文艺书都只完成了这件事的一局部，应用分步计数原理，上述每一种选法都完成后，这件事才能完成，因此这些选法的种数之间还应运用分类计数原理.解：(1)从书架上任取1本书，有3类方法：第1类方法是从第1层取1本计算机书，有4种方法；第2类方法是从第2层取1本文艺书，有3种方法；第3类方法是从第3层取1本体育书，有2种方法．根据分类加法计数原理，不同取法的种数是=4+3+2=9;(2〕从书架的第1,2,3层各取1本书，可以分成3个步骤完成：第1步从第1层取1本计算机书，有4种方法；第2步从第2层取1本文艺书，有3种方法；第3步从第3层取1本体育书，有2种方法．根据分步乘法计数原理，不同取法的种数是=4×3×2=24.〔3〕。例4.要从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅，分别挂在左、右两边墙上的指定位置，问共有多少种不同的挂法解：从3幅画中选出2幅分别挂在左、右两边墙上，可以分两个步骤完成：第1步，从3幅画中选1幅挂在左边墙上，有3种选法；第2步，从剩下的2幅画中选1幅挂在右边墙上，有2种选法．根据分步乘法计数原理，不同挂法的种数是N=3×2=6.6种挂法可以表示如下：五、课后总结分类加法计数原理和分步乘法计数原理，答复的都是有关做一件事的不同方法的种数问题．区别在于：分类加法计数原理针对的是“分类〞问题，其中各种方法相互独立，用其中任何一种方法都可以做完这件事，分步乘法计数原理针对的是“分步〞问题，各个步骤中的方法互相依存，只有各个步骤都完成才算做完这件事．六、作业布置七、教学设计八、板书设计九、课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：习题课主备人：审核人：一、教学目标：①理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理；②会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题二、教学重难点：重点：分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)难点：分类计数原理(加法原理)与分步计数原理(乘法原理)的准确理解三、教学方法讲授法四、教学过程例5.给程序模块命名，需要用3个字符，其中首字符要求用字母A～G或U～Z,后两个要求用数字1～9．问最多可以给多少个程序命名分析：要给一个程序模块命名，可以分三个步骤：第1步，选首字符；第2步，选中间字符；第3步，选最后一个字符．而首字符又可以分为两类．解：先计算首字符的选法．由分类加法计数原理，首字符共有7+6=13种选法．再计算可能的不同程序名称．由分步乘法计数原理，最多可以有13×9×9==1053个不同的名称，即最多可以给1053个程序命名．例6.核糖核酸〔RNA〕分子是在生物细胞中发现的化学成分一个RNA分子是一个有着数百个甚至数千个位置的长链，长链中每一个位置上都由一种称为碱基的化学成分所占据．总共有4种不同的碱基，分别用A,C,G,U表示．在一个RNA分子中，各种碱基能够以任意次序出现，所以在任意一个位置上的碱基与其他位置上的碱基无关．假设有一类RNA分子由100个碱基组成，那么能有多少种不同的RNA分子分析：用图1.1一2来表示由100个碱基组成的长链，这时我们共有100个位置，每个位置都可以从A,C,G,U中任选一个来占据．二次备课解：100个碱基组成的长链共有100个位置，如图1.1一2所示．从左到右依次在每一个位置中，从A,C,G,U中任选一个填人，每个位置有4种填充方法．根据分步乘法计数原理，长度为100的所有可能的不同RNA分子数目有二次备课〔个〕例7.电子元件很容易实现电路的通与断、电位的高与低等两种状态，而这也是最容易控制的两种状态．因此计算机内部就采用了每一位只有O或1两种数字的记数法，即二进制．为了使计算机能够识别字符，需要对字符进展编码，每个字符可以用一个或多个字节来表示，其中字节是计算机中数据存储的最小计量单位，每个字节由8个二进制位构成．问：(1〕一个字节〔8位〕最多可以表示多少个不同的字符(2〕计算机汉字国标码〔GB码〕包含了6763个汉字，一个汉字为一个字符，要对这些汉字进展编码，每个汉字至少要用多少个字节表示分析：由于每个字节有8个二进制位，每一位上的值都有0,1两种选择，而且不同的顺序代表不同的字符，因此可以用分步乘法计数原理求解此题．解：(1〕用图1.1一3来表示一个字节．图1.1一3一个字节共有8位，每位上有2种选择．根据分步乘法计数原理，一个字节最多可以表示2×2×2×2×2×2×2×2=28=256个不同的字符；(2〕由〔1〕知，用一个字节所能表示的不同字符不够6763个，我们就考虑用2个字节能够表示多少个字符．前一个字节有256种不同的表示方法，后一个字节也有256种表示方法．根据分步乘法计数原理，2个字节可以表示256×256=65536个不同的字符，这已经大于汉字国标码包含的汉字个数6763．所以要表示这些汉字，每个汉字至少要用2个字节表示．例8.计算机编程人员在编写好程序以后需要对程序进展测试．程序员需要知道到底有多少条执行路径〔即程序从开场到完毕的路线〕，以便知道需要提供多少个测试数据．一般地，一个程序模块由许多子模块组成．如图1.1一4，它是一个具有许多执行路径的程序模块．问：这个程序模块有多少条执行路径另外，为了减少测试时间，程序员需要设法减少测试次数你能帮助程序员设计一个测试方法，以减少测试次数吗图1.1一4分析：整个模块的任意一条执行路径都分两步完成：第1步是从开场执行到A点；第2步是从A点执行到完毕．而第1步可由子模块1或子模块2或子模块3来完成；第2步可由子模块4或子模块5来完成．因此，分析一条指令在整个模块的执行路径需要用到两个计数原理．解：由分类加法计数原理，子模块1或子模块2或子模块3中的子路径共有18+45+28=91〔条〕;子模块4或子模块5中的子路径共有38+43=81〔条〕.二次备课又由分步乘法计数原理，整个模块的执行路径共有二次备课91×81=7371〔条〕.在实际测试中，程序员总是把每一个子模块看成一个黑箱，即通过只考察是否执行了正确的子模块的方式来测试整个模块．这样，他可以先分别单独测试5个模块，以考察每个子模块的工作是否正常．总共需要的测试次数为18+45+28+38+43=172.再测试各个模块之间的信息交流是否正常，只需要测试程序第1步中的各个子模块和第2步中的各个子模块之间的信息交流是否正常，需要的测试次数为3×2=6.如果每个子模块都工作正常，并且各个子模块之间的信息交流也正常，那么整个程序模块就工作正常．这样，测试整个模块的次数就变为172+6=178〔次〕.显然，178与7371的差距是非常大的．你看出了程序员是若何实现减少测试次数的吗例9.随着人们生活水平的提高，某城市家庭汽车拥有量迅速增长，汽车牌照号码需交通管理部门出台了一种汽车牌照组成方法，每一个汽车牌照都必须有3个不重复的英文字母和3个不重复的阿拉伯数字，并且3个字母必须合成一组出现，3个数字也必须合成一组出现．那么这种方法共能给多少辆汽车上牌照分析：按照新规定，牌照可以分为2类，即字母组合在左和字母组合在右．确定一个牌照的字母和数字可以分6个步骤．解：将汽车牌照分为2类，一类的字母组合在左，另一类的字母组合在右．字母组合在左时，分6个步骤确定一个牌照的字母和数字：第1步，从26个字母中选1个，放在首位，有26种选法；第2步，从剩下的25个字母中选1个，放在第2位，有25种选法；第3步，从剩下的24个字母中选1个，放在第3位，有24种选法；第4步，从10个数字中选1个，放在第4位，有10种选法；第5步，从剩下的9个数字中选1个，放在第5位，有9种选法；第6步，从剩下的8个字母中选1个，放在第6位，有8种选法．根据分步乘法计数原理，字母组合在左的牌照共有26×25×24×10×9×8=11232000〔个〕.同理，字母组合在右的牌照也有11232000个．所以，共能给11232000+11232000=22464000〔个〕.辆汽车上牌照．用两个计数原理解决计数问题时，最重要的是在开场计算之前要进展仔细分析―需要分类还是需要分步．分类要做到“不重不漏〞．分类后再分别对每一类进展计数，最后用分类加法计数原理求和，得到总数．分步要做到“步骤完整〞―完成了所有步骤，恰好完成任务，当然步与步之间要相互独立．分步后再计算每一步的方法数，最后根据分步乘法计数原理，把完成每一步的方法数相乘，得到总数．练习1．乘积展开后共有多少项2．某局管辖范围内的号码由八位数字组成，其中前四位的数字是不变的，后四位数字都是。到9之间的一个数字，那么这个局不同的号码最多有多少个二次备课3．从5名同学中选出正、副组长各1名，有多少种不同的选法二次备课4．某商场有6个门，如果某人从其中的任意一个门进人商场，并且要求从其他的门出去，共有多少种不同的进出商场的方式例1.一蚂蚁沿着长方体的棱,从的一个顶点爬到相对的另一个顶点的最近路线共有多少条解:从总体上看,如,蚂蚁从顶点A爬到顶点C1有三类方法,从局部上看每类又需两步完成,所以,第一类,m1=1×2=2条第二类,m2=1×2=2条第三类,m3=1×2=2条所以,根据加法原理,从顶点A到顶点C1最近路线共有N=2+2+2=6条例2.如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用屡次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种解:按地图A、B、C、D四个区域依次分四步完成,第一步,m1=3种,第二步,m2=2种,第三步,m3=1种,第四步,m4=1种,所以根据乘法原理,得到不同的涂色方案种数共有N=3×2×1×1=6变式1，如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用屡次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种2假设颜色是2种，4种，5种又会什么样的结果呢75600有多少个正约数?有多少个奇约数?解:由于75600=24×33×52×7(1)75600的每个约数都可以写成的形式,其中,,,于是,要确定75600的一个约数,可分四步完成,即分别在各自的范围内任取一个值,这样有5种取法,有4种取法,有3种取法,有2种取法,根据分步计数原理得约数的个数为5×4×3×2=120个.课堂小结1．分类加法计数原理和分步乘法计数原理是排列组合问题的最基本的原理，是推导排列数、组合数公式的理论依据，也是求解排列、组合问题的基本思想.2．理解分类加法计数原理与分步乘法计数原理，并加区别分类加法计数原理针对的是“分类〞问题，其中各种方法相对独立，用其中任何一种方法都可以完成这件事；而分步乘法计数原理针对的是“分步〞问题，各个步骤中的方法相互依存，只有各个步骤都完成后才算做完这件事.3．运用分类加法计数原理与分步乘法计数原理的注意点：分类加法计数原理：首先确定分类标准，其次满足：完成这件事的任何一种方法必属于某一类，并且分别属于不同的两类的方法都是不同的方法，即"不重不漏".

分步乘法计数原理：首先确定分步标准，其次满足：必须并且只需连续完成这n个步骤，这件事才算完成.

分配问题把一些元素分给另一些元素来承受．这是排列组合应用问题中难度较大的一类问题．因为这涉及到两类元素：被分配元素和承受单位．而我们所学的排列组合是对一类元素做排列或进展组合的，于是遇到这类问题便手足无措了．事实上，任何排列问题都可以看作面对两类元素．例如，把10个全排列，可以理解为在10个人旁边，有序号为1，2，……，10的10把椅子，每把椅子坐一个人，那么有多少种坐法这样就出现了两类元素，一类是人，一类是椅子。于是对眼花缭乱的常见分配问题，可归结为以下小的“方法构造〞：=1\*GB3①.每个“承受单位〞至多承受一个被分配元素的问题方法是，这里.其中是“承受单位〞的个数。至于谁是“承受单位〞，不要管它在生活中原来的意义，只要.个数为的一个元素就是“承受单位〞，于是，方法还可以简化为.这里的“多〞只要“少〞.=2\*GB3②.被分配元素和承受单位的每个成员都有“归宿〞,并且不限制一对一的分配问题，方法是分组问题的计算公式乘以.七、教学设计八、板书设计九、课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：新授课主备人：审核人：1．2．1排列一、教学目标：1.了解排列数的意义，掌握排列数公式及推导方法，从中体会“化归〞的数学思想，并能运用排列数公式进展计算。2.能运用所学的排列知识，正确地解决的实际问题二、教学重难点：重点：排列、排列数的概念难点：排列数公式的推导三、教学方法讲授法四、教学过程一、复习引入：1分类加法计数原理：做一件事情，完成它可以有n类方法，在第一类方法中有种不同的方法，在第二类方法中有种不同的方法，……，在第n类方法中有种不同的方法那么完成这件事共有种不同的方法2.分步乘法计数原理：做一件事情，完成它需要分成n个步骤，做第一步有种不同的方法，做第二步有种不同的方法，……，做第n步有种不同的方法，那么完成这件事有种不同的方法分类加法计数原理和分步乘法计数原理,答复的都是有关做一件事的不同方法种数的问题,区别在于:分类加法计数原理针对的是“分类〞问题,其中各种方法相互独立,每一种方法只属于某一类,用其中任何一种方法都可以做完这件事;分步乘法计数原理针对的是“分步〞问题,各个步骤中的方法相互依存,某一步骤中的每一种方法都只能做完这件事的一个步骤,只有各个步骤都完成才算做完这件事应用两种原理解题:1.分清要完成的事情是什么；2.是分类完成还是分步完成,“类〞间互相独立，“步〞间互相联系；3.有无特殊条件的限制二、讲解新课：问题1．从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动，其中一名同学参加上午的活动，一名同学参加下午的活动，有多少种不同的方法分析：这个问题就是从甲、乙、丙3名同学中每次选取2名同学，按照参加上午的活动在前，参加下午活动在后的顺序排列，一共有多少种不同的排法的问题，共有6种不同的排法：甲乙甲丙乙甲乙丙丙甲丙乙，其中被取的对象叫做元素二次备课解决这一问题可分两个步骤：第1步，确定参加上午活动的同学，从3人中任选1人，有3种方法；第2步，确定参加下午活动的同学，当参加上午活动的同学确定后，参加下午活动的同学只能从余下的2人中去选，于是有2种方法．根据分步乘法计数原理，在3名同学中选出2名，按照参加上午活动在前，参加下午活动在后的顺序排列的不同方法共有3×2=6种，如图1.2一1所示．二次备课图1.2一1把上面问题中被取的对象叫做元素，于是问题可表达为：从3个不同的元素a,b，。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所有不同的排列是ab,ac,ba,bc,ca,cb,共有3×2=6种．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分析：解决这个问题分三个步骤：第一步先确定左边的数，在4个字母中任取1个，有4种方法；第二步确定中间的数，从余下的3个数中取，有3种方法；第三步确定右边的数，从余下的2个数中取，有2种方法由分步计数原理共有：4×3×2=24种不同的方法，用树型图排出，并写出所有的排列由此可写出所有的排法显然，从4个数字中，每次取出3个，按“百〞“十〞“个〞位的顺序排成一列，就得到一个三位数．因此有多少种不同的排列方法就有多少个不同的三位数．可以分三个步骤来解决这个问题：第1步，确定百位上的数字，在1,2,3,4这4个数字中任取1个，有4种方法；第2步，确定十位上的数字，当百位上的数字确定后，十位上的数字只能从余下的3个数字中去取，有3种方法；第3步，确定个位上的数字，当百位、十位上的数字确定后，个位的数字只能从余下的2个数字中去取，有2种方法．根据分步乘法计数原理，从1,2,3,4这4个不同的数字中，每次取出3个数字，按“百〞“十〞“个〞位的顺序排成一列，共有4×3×2=24种不同的排法，因而共可得到24个不同的三位数，如图1.2一2所示．由此可写出所有的三位数：123，124,132,134,142,143，213，214,231,234,241,243，二次备课312，314,321,324,341,342，二次备课412，413,421,423,431,432。同样，问题2可以归结为：从4个不同的元素a,b,c，d中任取3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所有不同排列是abc,abd,acb,acd,adb,adc,bac,bad,bca,bcd,bda,bdc,cab,cad,cba,cbd,cda,cdb,dab,dac,dba,dbc,dca,dcb.共有4×3×2=24种.树形图如下abｃｄｂｃｄａｃｄａｂｄａｂｃ2．排列的概念：从个不同元素中，任取〔〕个元素〔这里的被取元素各不一样〕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说明：〔1〕排列的定义包括两个方面：①取出元素，②按一定的顺序排列；〔2〕两个排列一样的条件：①元素完全一样，②元素的排列顺序也一样3．排列数的定义：从个不同元素中，任取〔〕个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数，用符号表示注意区别排列和排列数的不同：“一个排列〞是指：从个不同元素中，任取个元素按照一定的顺序排成一列，不是数；“排列数〞是指从个不同元素中，任取〔〕个元素的所有排列的个数，是一个数所以符号只表示排列数，而不表示具体的排列4．排列数公式及其推导：由的意义：假定有排好顺序的2个空位，从个元素中任取2个元素去填空，一个空位填一个元素，每一种填法就得到一个排列，反过来，任一个排列总可以由这样的一种填法得到，因此，所有不同的填法的种数就是排列数．由分步计数原理完成上述填空共有种填法，∴=由此，求可以按依次填3个空位来考虑，∴=，求以按依次填个空位来考虑，排列数公式：二次备课〔〕二次备课说明：〔1〕公式特征：第一个因数是，后面每一个因数比它前面一个少1，最后一个因数是，共有个因数；〔2〕全排列：当时即个不同元素全部取出的一个排列全排列数：〔叫做n的阶乘〕另外，我们规定0!=1.五、课后总结排列的特征：一个是“取出元素〞；二是“按照一定顺序排列〞,“一定顺序〞就是与位置有关，这也是判断一个问题是不是排列问题的重要标志。根据排列的定义，两个排列一样，且仅当两个排列的元素完全一样，而且元素的排列顺序也一样.了解排列数的意义，掌握排列数公式及推导方法，从中体会“化归〞的数学思想，并能运用排列数公式进展计算。对于较复杂的问题，一般都有两个方向的列式途径，一个是“正面凑〞，一个是“反过来剔〞．前者指，按照要求，一点点选出符合要求的方案；后者指，先按全局性的要求，选出方案，再把不符合其他要求的方案剔出去．了解排列数的意义，掌握排列数公式及推导方法，从中体会“化归〞的数学思想，并能运用排列数公式进展计算。六、作业布置七、教学设计八、板书设计九、课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：习题课主备人：审核人：1．2．1排列(1)一、教学目标：1.能运用所学的排列知识，正确地解决的实际问题二、教学过程例1．用计算器计算：(1〕；(2〕;(3〕.解：用计算器可得：由〔2)(3〕我们看到，．那么，这个结果有没有一般性呢即.排列数的另一个计算公式：=.即=例2．解方程：3．解：由排列数公式得：，∵，∴，即，解得或，∵，且，∴原方程的解为．例3．解不等式：．解：原不等式即，也就是，化简得：，二次备课解得或，又∵，且，二次备课所以，原不等式的解集为．例4．求证：〔1〕；〔2〕．证明：〔1〕，∴原式成立〔2〕右边∴原式成立说明：〔1〕解含排列数的方程和不等式时要注意排列数中，且这些限制条件，要注意含排列数的方程和不等式中未知数的取值范围；〔2〕公式常用来求值，特别是均为时，公式=，常用来证明或化简例5．化简：⑴；⑵⑴解：原式⑵提示：由，得，原式说明：．例7．(课本例2)．某年全国足球甲级〔A组〕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，共进展多少场比赛解：任意两队间进展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=14×13=182.例8．(课本例3)．(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解：(1〕从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学，对应于从5个不同元素中任取3个元素的一个排列，因此不同送法的种数是=5×4×3=60.二次备课(2〕由于有5种不同的书，送给每个同学的1本书都有5种不同的选购方法，因此送给3名同学每人各1本书的不同方法种数是5×5×5=125.二次备课例8中两个问题的区别在于：(1〕是从5本不同的书中选出3本分送3名同学，各人得到的书不同，属于求排列数问题；而〔2〕中，由于不同的人得到的书可能一样，因此不符合使用排列数公式的条件，只能用分步乘法计数原理进展计算．例9．(课本例4)．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分析：在本问题的。到9这10个数字中，因为。不能排在百位上，而其他数可以排在任意位置上，因此。是一个特殊的元素．一般的，我们可以从特殊元素的排列位置人手来考虑问题解法1：由于在没有重复数字的三位数中，百位上的数字不能是O，因此可以分两步完成排列．第1步，排百位上的数字，可以从1到9这九个数字中任选1个，有种选法；第2步，排十位和个位上的数字，可以从余下的9个数字中任选2个，有种选法〔图1.2一5)．根据分步乘法计数原理，所求的三位数有=9×9×8=648〔个〕.解法2：如图1.2一6所示，符合条件的三位数可分成3类．每一位数字都不是位数有A母个，个位数字是O的三位数有揭个，十位数字是0的三位数有揭个．根据分类加法计数原理，符合条件的三位数有=648个．解法3：从0到9这10个数字中任取3个数字的排列数为，其中O在百位上的排列数是，它们的差就是用这10个数字组成的没有重复数字的三位数的个数，即所求的三位数的个数是-=10×9×8-9×8=648.对于例9这类计数问题，可用适当的方法将问题分解，而且思考的角度不同，就可以有不同的解题方法．解法1根据百位数字不能是。的要求，分步完成选3个数组成没有重复数字的三位数这件事，依据的是分步乘法计数原理；解法2以O是否出现以及出现的位置为标准，分类完成这件事情，依据的是分类加法计数原理；解法3是一种逆向思考方法：先求出从10个不同数字中选3个不重复数字的排列数，然后从中减去百位是。的排列数〔即不是三位数的个数〕，就得到没有重复数字的三位数的个数．从上述问题的解答过程可以看到，引进排列的概念，以及推导求排列数的公式，可以更加简便、快捷地求解“从n个不同元素中取出m(m≤n〕个元素的所有排列的个数〞这类特殊的计数问题．1.1节中的例9是否也是这类计数问题你能用排列的知识解决它吗四、课堂练习：1．假设，则〔〕2．与不等的是〔〕3．假设，则的值为〔〕4．计算：；．5．假设，则的解集是．6．〔1〕，那么；〔2〕，那么=；〔3〕，那么；〔4〕，那么．7．一个火车站有8股岔道，停放4列不同的火车，有多少种不同的停放方法〔假定每股岔道只能停放1列火车〕8．一部纪录影片在4个单位轮映，每一单位放映1场，有多少种轮映次序答案：1.B2.B3.A4.1,15.6.(1)6(2)181440(3)8(4)57.16808.24课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：习题课主备人：审核人：1．2．1排列(2)一、教学目标：1.能运用所学的排列知识，正确地解决的实际问题二、教学过程补充例题例1．〔1〕有5本不同的书，从中选3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法〔2〕有5种不同的书，要买3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法解：〔1〕从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学，对应于从5个元素中任取3个元素的一个排列，因此不同送法的种数是：，所以，共有60种不同的送法〔2〕由于有5种不同的书，送给每个同学的1本书都有5种不同的选购方法，因此送给3名同学，每人各1本书的不同方法种数是：，所以，共有125种不同的送法说明：此题两小题的区别在于：第〔1〕小题是从5本不同的书中选出3本分送给3位同学，各人得到的书不同，属于求排列数问题；而第〔2〕小题中，给每人的书均可以从5种不同的书中任选1种，各人得到那种书相互之间没有联系，要用分步计数原理进展计算例2．某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号，每次可以任意挂1面、2面或3面，并且不同的顺序表示不同的信号，一共可以表示多少种不同的信号解：分3类：第一类用1面旗表示的信号有种；第二类用2面旗表示的信号有种；第三类用3面旗表示的信号有种，由分类计数原理，所求的信号种数是：，答：一共可以表示15种不同的信号例3．将位司机、位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上，每一辆汽车分别有一位司机和一位售票员，共有多少种不同的分配方案分析：解决这个问题可以分为两步，第一步：把位司机分配到四辆不同班次的公共汽车上，即从个不同元素中取出个元素排成一列，有种方法；第二步：把位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上，也有种方法，利用分步计数原理即得分配方案的种数解：由分步计数原理，分配方案共有〔种〕答：共有576种不同的分配方案二次备课例4．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二次备课解法1：用分步计数原理：所求的三位数的个数是：解法2：符合条件的三位数可以分成三类：每一位数字都不是0的三位数有个，个位数字是0的三位数有个，十位数字是0的三位数有个，由分类计数原理，符合条件的三位数的个数是：．解法3：从0到9这10个数字中任取3个数字的排列数为，其中以0为排头的排列数为，因此符合条件的三位数的个数是-．说明：解决排列应用题，常用的思考方法有直接法和间接法直接法：通过对问题进展恰当的分类和分步，直接计算符合条件的排列数如解法1，2；间接法：对于有限制条件的排列应用题，可先不考虑限制条件，把所有情况的种数求出来，然后再减去不符合限制条件的情况种数如解法3．对于有限制条件的排列应用题，要恰当地确定分类与分步的标准，防止重复与遗漏例5．〔1〕7位同学站成一排，共有多少种不同的排法解：问题可以看作：7个元素的全排列＝5040．〔2〕7位同学站成两排〔前3后4〕，共有多少种不同的排法解：根据分步计数原理：7×6×5×4×3×2×1＝7！＝5040．〔3〕7位同学站成一排，其中甲站在中间的位置，共有多少种不同的排法解：问题可以看作：余下的6个元素的全排列——=720．〔4〕7位同学站成一排，甲、乙只能站在两端的排法共有多少种解：根据分步计数原理：第一步甲、乙站在两端有种；第二步余下的5名同学进展全排列有种，所以，共有=240种排列方法〔5〕7位同学站成一排，甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种解法1〔直接法〕：第二步从余下的5位同学中选5位进展排列〔全排列〕有种方法，所以一共有＝2400种排列方法解法2：〔排除法〕假设甲站在排头有种方法；假设乙站在排尾有种方法；假设甲站在排头且乙站在排尾则有种方法，所以，甲不能站在排头，乙不能排在排尾的排法共有－＋=2400种．二次备课说明：二次备课例6.从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单，如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上，则共有多少种不同的排法解法一：〔从特殊位置考虑〕；解法二：〔从特殊元素考虑〕假设选：；假设不选：，则共有种；解法三：〔间接法〕例7．7位同学站成一排，〔1〕甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种解：先将甲、乙两位同学“捆绑〞在一起看成一个元素与其余的5个元素〔同学〕一起进展全排列有种方法；再将甲、乙两个同学“松绑〞进展排列有种方法．所以这样的排法一共有种〔2〕甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种解：方法同上，一共有＝720种〔3〕甲、乙两同学必须相邻，而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种解法一：将甲、乙两同学“捆绑〞在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，因为丙不能站在排头和排尾，所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾，有种方法；将剩下的4个元素进展全排列有种方法；最后将甲、乙两个同学“松绑〞进展排列有种方法．所以这样的排法一共有＝960种方法解法二：将甲、乙两同学“捆绑〞在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，假设丙站在排头或排尾有2种方法，所以，丙不能站在排头和排尾的排法有种方法解法三：将甲、乙两同学“捆绑〞在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，因为丙不能站在排头和排尾，所以可以从其余的四个位置选择共有种方法，再将其余的5个元素进展全排列共有种方法，最后将甲、乙两同学“松绑〞，所以，这样的排法一共有＝960种方法．〔4〕甲、乙、丙三个同学必须站在一起，另外四个人也必须站在一起解：将甲、乙、丙三个同学“捆绑〞在一起看成一个元素，另外四个人“捆绑〞在一起看成一个元素，时一共有2个元素，∴一共有排法种数：〔种〕说明：对于相邻问题，常用“捆绑法〞〔先捆后松〕．例8．7位同学站成一排，二次备课〔1〕甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种二次备课解法一：〔排除法〕；解法二：〔插空法〕先将其余五个同学排好有种方法，此时他们留下六个位置〔就称为“空〞吧〕，再将甲、乙同学分别插入这六个位置〔空〕有种方法，所以一共有种方法．〔2〕甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种解：先将其余四个同学排好有种方法，此时他们留下五个“空〞，再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空〞有种方法，所以一共有＝1440种．说明：对于不相邻问题，常用“插空法〞〔特殊元素后考虑〕．例9．5男5女排成一排，按以下要求各有多少种排法：〔1〕男女相间；〔2〕女生按指定顺序排列解：〔1〕先将男生排好，有种排法；再将5名女生插在男生之间的6个“空挡〞〔包括两端〕中，有种排法故此题的排法有〔种〕；〔2〕方法1：；方法2：设想有10个位置，先将男生排在其中的任意5个位置上，有种排法；余下的5个位置排女生，因为女生的位置已经指定，所以她们只有一种排法故此题的结论为〔种〕课堂练习：1．〔2007年江苏卷〕某校开设9门课程供学生选修，其中三门由于上课时间一样，至多项选择一门，学校规定每位同学选修4门，共有75种不同选修方案。〔用数值作答〕2．〔2007年广东卷〕图３是某汽车维修公司的维修点分布图，公司在年初分配给Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四个维修点的某种配件各５０件，在使用前发现需将Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四个维修点的这批配件分别调整为４０、４５、５４、６１件，但调整只能在相邻维修点之间进展，那么完成上述调整，最少的调动件次〔ｎ个配件从一个维修点调整到相邻维修点的调动件次为ｎ〕为〔Ａ〕１５〔Ｂ〕１６〔Ｃ〕１７〔Ｄ〕１８九、课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：新授课主备人：审核人：1．2．2组合一、教学目标：1.理解组合的意义，能写出一些简单问题的所有组合。明确组合与排列的联系与区别，能判断一个问题是排列问题还是组合问题。2.了解组合数的意义，理解排列数与组合数之间的联系，掌握组合数公式，能运用组合数公式进展计算。二、教学重难点：重点：组合的概念和组合数公式难点：组合的概念和组合数公式三、教学方法讲授法四、教学过程一、复习引入：1分类加法计数原理：做一件事情，完成它可以有n类方法，在第一类方法中有种不同的方法，在第二类方法中有种不同的方法，……，在第n类方法中有种不同的方法那么完成这件事共有种不同的方法2.分步乘法计数原理：做一件事情，完成它需要分成n个步骤，做第一步有种不同的方法，做第二步有种不同的方法，……，做第n步有种不同的方法，那么完成这件事有种不同的方法3．排列的概念：从个不同元素中，任取〔〕个元素〔这里的被取元素各不一样〕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4．排列数的定义：从个不同元素中，任取〔〕个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数，用符号表示5．排列数公式：〔〕6阶乘：表示正整数1到的连乘积，叫做的阶乘规定．二次备课7．排列数的另一个计算公式：=二次备课8.提出问题：例如1：从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动，其中1名同学参加上午的活动，1名同学参加下午的活动，有多少种不同的选法例如2：从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动，有多少种不同的选法引导观察：例如1中不但要求选出2名同学，而且还要按照一定的顺序“排列〞，而例如2只要求选出2名同学，是与顺序无关的引出课题：组合．二、讲解新课：1组合的概念：一般地，从个不同元素中取出个元素并成一组，叫做从个不同元素中取出个元素的一个组合说明：⑴不同元素；⑵“只取不排〞——无序性；⑶一样组合：元素一样例1．判断以下问题是组合还是排列〔1〕在北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线上，有多少种不同的飞机票有多少种不同的飞机票价〔2〕高中部11个班进展篮球单循环比赛，需要进展多少场比赛〔3〕从全班23人中选出3人分别担任班长、副班长、学习委员三个职务，有多少种不同的选法选出三人参加某项劳动，有多少种不同的选法〔4〕10个人互相通信一次，共写了多少封信〔5〕10个人互通一次，共多少个问题：〔1〕1、2、3和3、1、2是一样的组合吗〔2〕什么样的两个组合就叫一样的组合2．组合数的概念：从个不同元素中取出个元素的所有组合的个数，叫做从个不同元素中取出个元素的组合数．用符号表示．3．组合数公式的推导：〔1〕从4个不同元素中取出3个元素的组合数是多少呢启发：由于排列是先组合再排列，而从4个不同元素中取出3个元素的排列数可以求得，故我们可以考察一下和的关系，如下：组合排列由此可知,每一个组合都对应着6个不同的排列，因此，求从4个不同元素中取出3个元素的排列数，可以分如下两步：①考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合，共有个；②对每一个组合的3个不同元素进展全排列，各有种方法．由分步计数原理得：＝，所以，．二次备课〔2〕推广：一般地，求从n个不同元素中取出m个元素的排列数，可以分如下两步：二次备课①先求从n个不同元素中取出m个元素的组合数；②求每一个组合中m个元素全排列数，根据分步计数原理得：＝．〔3〕组合数的公式：或规定:.三、讲解范例：例2．用计算器计算．解：由计算器可得例3．计算：〔1〕；〔2〕；〔1〕解：＝35；〔2〕解法1：＝120．解法2：＝120．例4．求证：．证明：∵＝＝∴例5．设求的值解：由题意可得：，解得，∵，∴或或，当时原式值为7；当时原式值为7；当时原式值为11．∴所求值为4或7或11．五、课后总结组合的意义与组合数公式；解决实际问题时首先要看是否与顺序有关，从而确定是排列问题还是组合问题，必要时要利用分类和分步计数原理六、作业布置七、教学设计八、板书设计九、课后反思二次备课第课时总第教案二次备课课型：习题课主备人：审核人：1．2．2组合〔1〕一、教学目标：1.理解组合的意义，能写出一些简单问题的所有组合。明确组合与排列的联系与区别，能判断一个问题是排列问题还是组合问题。2.了解组合数的意义，理解排列数与组合数之间的联系，掌握组合数公式，能运用组合数公式进展计算。二、教学重难点：重点：组合的概念和组合数公式难点：组合的概念和组合数公式三、教学方法讲授法四、教学过程例6．一位教练的足球队共有17名初级学员，他们中以前没有一人参加过比赛．按照足球比赛规则，比赛时一个足球队的上场队员是11人．问：(l)这位教练从这17名学员中可以形成多少种学员上场方案(2)如果在选出11名上场队员时，还要确定其中的守门员，那么教练员有多少种方式做这件事情分析：对于〔1)，根据题意，17名学员没有角色差异，地位完全一样，因此这是一个从17个不同元素中选出11个元素的组合问题；对于〔2)，守门员的位置是特殊的，其余上场学员的地位没有差异，因此这是一个分步完成的组合问题．解：(1〕由于上场学员没有角色差异，所以可以形成的学员上场方案有C｝手＝12376〔种〕.(2〕教练员可以分两步完成这件事情：第1步，从17名学员中选出n人组成上场小组，共有种选法；第2步，从选出的n人中选出1名守门员，共有种选法．所以教练员做这件事情的方法数有=136136〔种〕.例7．〔1〕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(2〕平面内有10个点，以其中每2个点为端点的有向线段共有多少条解：(1〕以平面内10个点中每2个点为端点的线段的条数，就是从10个不同的元素中取出2个元素的组合数，即线段共有二次备课〔条〕.二次备课(2〕由于有向线段的两个端点中一个是起点、另一个是终点，以平面内10个点中每2个点为端点的有向线段的条数，就是从10个不同元素中取出2个元素的排列数，即有向线段共有〔条〕.例8．在100件产品中，有98件合格品，2件次品．从这100件产品中任意抽出3件.(1〕有多少种不同的抽法(2〕抽出的3件中恰好有1件是次品的抽法有多少种(3〕抽出的3件中至少有1件是次品的抽法有多少种解：(1〕所求的不同抽法的种数，就是从100件产品中取出3件的组合数，所以共有=161700〔种〕.(2〕从2件次品中抽出1件次品的抽法有种，从98件合格品中抽出2件合格品的抽法有种，因此抽出的3件中恰好有1件次品的抽法有=9506(种).(3〕解法1从100件产品抽出的3件中至少有1件是次品，包括有1件次品和有2件次品两种情况．在第〔2〕小题中已求得其中1件是次品的抽法有种，因此根据分类加法计数原理，抽出的3件中至少有一件是次品的抽法有+=9604〔种〕.解法2抽出的3件产品中至少有1件是次品的抽法的种数，也就是从100件中抽出3件的抽法种数减去3件中都是合格品的抽法的种数，即=161700-152096=9604〔种〕.说明：“至少〞“至多〞的问题，通常用分类法或间接法求解。变式：按以下条件，从12人中选出5人，有多少种不同选法〔1〕甲、乙、丙三人必须中选；〔2〕甲、乙、丙三人不能中选；〔3〕甲必须中选，乙、丙不能中选；〔4〕甲、乙、丙三人只有一人中选；〔5〕甲、乙、丙三人至多2人中选；〔6〕甲、乙、丙三人至少1人中选；例9．〔1〕6本不同的书分给甲、乙、丙3同学，每人各得2本，有多少种不同的分法解：．〔2〕从5个男生和4个女生中选出4名学生参加一次会议，要求至少有2名男生和1名女生参加，有多少种选法解：问题可以分成2类：第一类2名男生和2名女生参加，有中选法；第二类3名男生和1名女生参加，有中选法依据分类计数原理，共有100种选法错解：种选法引导学生用直接法检验，可知重复的很多例10．解法一：〔直接法〕小组构成有三种情形：3男，2男1女，1男2女，分别有，，，所以，一共有++＝100种方法．解法二：〔间接法〕四、课堂练习：1．判断以下问题哪个是排列问题，哪个是组合问题：〔1〕从4个风景点中选出2个安排游览，有多少种不同的方法〔2〕从4个风景点中选出2个，并确定这2个风景点的游览顺序，有多少种不同的方法2．名同学进展乒乓球擂台赛，决出新的擂主，则共需进展的比赛场数为〔〕．．．．3．如果把两条异面直线看作“一对〞，则在五棱锥的棱所在的直线中，异面直线有〔〕．对．对．对．对4．设全集，集合、是的子集，假设有个元素，有个元素，且，求集合、，则此题的解的个数为〔〕．．．．九、课后反思