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2019-2020年高考數(shù)學一輪復習 10.2 排列教案
●知識梳理
1.排列的概念:從n個不同元素中任取m個元素,按照一定的次序排成一列,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個排列.排列的個數(shù)叫做從n個不同元素中取出m個元素的排列數(shù),用A表示.
2.排列數(shù)公式:從n個不同元素中任取m個元素的排列的個數(shù)A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1).
3.附有限制條件的排列
(1)對附有限制條件的排列,思考問題的原則是優(yōu)先考慮受限制的元素或受限制的位置.
(2)對下列附有限制條件的排列,要掌握基本的思考方法:
元素在某一位置或元素不在某一位置;
元素相鄰——捆綁法,即把相鄰元素看成一個元素;
元素不相鄰——插空法;
比某一數(shù)大或比某一數(shù)小的問題主要考慮首位或前幾位.
(3)對附有限制條件的排列要掌握正向思考問題的方法——直接法;同時要掌握一些問題的逆向思考問題的方向——間接法.
●點擊雙基
1.把4名男生和4名女生排成一排,女生要排在一起,不同排法的種數(shù)為
A.A B.AA C.AA D.A
解析:按分步計數(shù)原理,第一步,將女生看成一個整體,則有A種方法;第二步,將女生排列,有A種排法.故總共有AA種排法.
答案:B
2.若2n個學生排成一排的排法數(shù)為x,這2n個學生排成前后兩排,每排各n個學生的排法數(shù)為y,則x、y的關(guān)系為
A.x>y B.x
a3,a3a5的五位數(shù)有多少個?
解:因為a2>a1、a3,a4>a3、a5,所以a2只能是3、4、5.
(1)若a2=3,則a4=5,a5=4,a1與a3是1或2,這時共有A=2個符合條件的五位數(shù).
(2)若a2=4,則a4=5,a1、a3、a5可以是1、2、3,共有A=6個符合條件的五位數(shù).
(3)若a2=5,則a4=3或4,此時分別與(1)(2)情況相同.
所以,滿足條件的五位數(shù)有2(A+A)=16個.
(文)用0,1,2,3,4,5六個數(shù)字組成無重復數(shù)字的五位數(shù),求比20314大的數(shù)的個數(shù).
解:比20314大的五位數(shù)可分為三類:
第一類:3,4,5,共3A(個);
第二類:21,23,24,25,共4A(個);
第三類:203,204,205,除去20314這個數(shù),共3A-1(個).
故比20314大的無重復數(shù)字的五位數(shù)有3A+4A+3A-1=473(個).
還可以這樣考慮:
用0,1,2,3,4,5組成無重復數(shù)字的五位數(shù)共A個.其中比20314小的有兩類:第一類:0,1,共2A個;第二類:201,有A個,與20314相等的有1個,
故比20314大的數(shù)共有A-2A-A-1=473(個).
探究創(chuàng)新
9.有點難度喲!
8個人站成一排,其中A、B、C互不相鄰且D、E也互不相鄰的排法有多少種?
解:先排去掉A、B、C外的5個人,有A種,
再排A、B、C 3人,有A種.
故有AA種(含D、E相鄰).
其中D、E相鄰的有AAA種.
∴滿足條件的排法種數(shù)為AA-AAA=11520.
思考討論
下述解法少了哪種情況?
解:先排A、B、C、D、E外的3人,有A種,
再排A、B、C 3人,有A種(插空),
最后排D、E 2人,有A種(插空).
故排法種數(shù)為AAA=6048.
●思悟小結(jié)
對帶有限制條件的排列問題,要掌握基本的解題思想方法:
(1)直接法:
(2)間接法;
(3)一般先從特殊元素和特殊位置入手.
●教師下載中心
教學點睛
排列與組合是兩類特殊的計數(shù)問題,它還有一些較為獨特的思考方法,應理解掌握.關(guān)于排列組合問題,大致有下面幾種解法:第一,不附加條件的排列組合問題.大多用分類討論的方法,注意分類不重不漏.第二,元素必須相鄰.一般采用看作一個整體的方法.第三,元素不相鄰.采用插空法.第四,排列組合的混合型問題.交替使用兩個原理.第五,間接法.把不合條件的排列數(shù)或組合數(shù)剔除掉.第六,窮舉法.把符合條件的所有排列或組合一一寫出來.
拓展題例
【例1】 (1)書架上有3本不同的書,如果保持這些書的相對順序不變,再放上2本不同的書,有多少種不同的放法?
(2)身高均不相同的7個人排成一列,要求正中間的個子最高,從中間向兩邊看,一個比一個矮,有多少種不同的排法?
解:(1)問題相當于5本書排成一排,其中某3本書的順序一定.所以共有=A=20種放法.
(2)先排正中間的人,只有1種方法,再排左邊的3個人,有C種方法,剩下的3個人排在右邊的3個位子中只有1種方法,所以共有C=20種方法.
評述:第(1)題是定序排列問題,可用縮倍法求解.
【例2】 有4名男生、5名女生,全體排成一行,問下列情形各有多少種不同的排法?
(1)甲不在中間也不在兩端;
(2)甲、乙兩人必須排在兩端;
(3)男、女生分別排在一起;
(4)男女相間;
(5)甲、乙、丙三人從左到右順序保持一定.
分析:這是一個排列問題,一般情況下,我們會從受到限制的特殊元素開始考慮,有時也從特殊的位置討論起.
解:(1)方法一:(元素分析法)先排甲有6種,其余有A種,故共有6A=241920種排法.
方法二:(位置分析法)中間和兩端有A種排法,包括甲在內(nèi)的其余6人有A種排法,故共有AA=336720=241920種排法.
方法三:(等機會法)9個人的全排列數(shù)有A種,甲排在每一個位置的機會都是均等的,依題意,甲不在中間及兩端的排法總數(shù)是A=241920種.
方法四:(間接法)A-3A=6A=241920種.
(2)先排甲、乙,再排其余7人,共有AA=10800種排法.
(3)(捆綁法)AAA=5760種.
(4)(插空法)先排4名男生有A種方法,再將5名女生插空,有A種方法,故共有AA=2880種排法.
(5)方法一:(等機會法)9人共有A種排法,其中甲、乙、丙三人有A種排法,因而在A種排法中每A種對應一種符合條件的排法,故共有=60480種排法.
方法二:CA=60480種.
點評:本題集排列多種類型于一題,充分體現(xiàn)了元素分析法(優(yōu)先考慮特殊元素)、位置分析法(優(yōu)先考慮特殊位置)、直接法、間接法(排除法)、捆綁法、等機會法、插空法等常見的解題思路.
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