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高中數學重要知識點排列組合公式解析

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高中數學重要知識點排列組合公式解析

高中數學重要知識點解析:排列組合公式

排列組合公式/排列組合計算公式

排列P------和順序有關

組合C-------不牽涉到順序的問題

排列分順序,組合不分

例如把5本不同的書分給3個人,有幾種分法。“排列”

把5本書分給3個人,有幾種分法“組合”

1.排列及計算公式

從n個不同元素中,任取m(m≤n)個元素按照一定的順序排成一列,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個排列;從n個不同元素中取出m(m≤n)個元素的所有排列的個數,叫做從n個不同元素中取出m個元素的排列數,用符號p(n,m)表示。

p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)=n!/(n-m)!(規定0!=1).

2.組合及計算公式

從n個不同元素中,任取m(m≤n)個元素併成一組,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個組合;從n個不同元素中取出m(m≤n)個元素的所有組合的個數,叫做從n個不同元素中取出m個元素的組合數。用符號

c(n,m)表示。

c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m);

3.其他排列與組合公式

從n個元素中取出r個元素的循環排列數=p(n,r)/r=n!/r(n-r).

n個元素被分成k類,每類的個數分別是n1,n2,……nk這n個元素的全排列數爲

n!/(n1!*n2!*……*nk!).

k類元素,每類的個數無限,從中取出m個元素的組合數爲c(m+k-1,m).

排列(Pnm(n爲下標,m爲上標))

Pnm=n×(n-1)……(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是階乘符號);Pnn(兩個n分別爲上標和下標)=n!;0!=1;Pn1(n爲下標1爲上標)=n

組合(Cnm(n爲下標,m爲上標))

Cnm=Pnm/Pmm;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(兩個n分別爲上標和下標)=1;Cn1(n爲下標1爲上標)=n;Cnm=Cnn-m

2008-07-0813:30

公式P是指排列,從N個元素取R個進行排列。公式C是指組合,從N個元素取R個,不進行排列。N-元素的總個數R參與選擇的元素個數!-階乘,如9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1

從N倒數r個,表達式應該爲n*(n-1)*(n-2).(n-r+1);

因爲從n到(n-r+1)個數爲n-(n-r+1)=r

舉例:

Q1:有從1到9共計9個號碼球,請問,可以組成多少個三位數?

A1:123和213是兩個不同的排列數。即對排列順序有要求的,既屬於“排列P”計算範疇。

上問題中,任何一個號碼只能用一次,顯然不會出現988,997之類的組合,我們可以這麼看,百位數有9種可能,十位數則應該有9-1種可能,個位數則應該只有9-1-1種可能,最終共有9*8*7個三位數。計算公式=P(3,9)=9*8*7,(從9倒數3個的乘積)

Q2:有從1到9共計9個號碼球,請問,如果三個一組,代表“三國聯盟”,可以組合成多少個“三國聯盟”?

A2:213組合和312組合,代表同一個組合,只要有三個號碼球在一起即可。即不要求順序的,屬於“組合C”計算範疇。

上問題中,將所有的包括排列數的個數去除掉屬於重複的個數即爲最終組合數C(3,9)=9*8*7/3*2*1

排列、組合的概念和公式典型例題分析

例1設有3名學生和4個課外小組。(1)每名學生都只參加一個課外小組;(2)每名學生都只參加一個課外小組,而且每個小組至多有一名學生參加。各有多少種不同方法?

解(1)由於每名學生都可以參加4個課外小組中的任何一個,而不限制每個課外小組的人數,因此共有種不同方法。

(2)由於每名學生都只參加一個課外小組,而且每個小組至多有一名學生參加,因此共有種不同方法。

點評由於要讓3名學生逐個選擇課外小組,故兩問都用乘法原理進行計算。

例2排成一行,其中不排第一,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少種?

解依題意,符合要求的排法可分爲第一個排、、中的某一個,共3類,每一類中不同排法可採用畫“樹圖”的方式逐一排出:

∴符合題意的不同排法共有9種。

點評按照分“類”的思路,本題應用了加法原理。爲把握不同排法的規律,“樹圖”是一種具有直觀形象的有效做法,也是解決計數問題的一種數學模型。

例3判斷下列問題是排列問題還是組合問題?並計算出結果。

(1)高三年級學生會有11人:①每兩人互通一封信,共通了多少封信?②每兩人互握了一次手,共握了多少次手?

(2)高二年級數學課外小組共10人:①從中選一名正組長和一名副組長,共有多少種不同的選法?②從中選2名參加省數學競賽,有多少種不同的選法?

(3)有2,3,5,7,11,13,17,19八個質數:①從中任取兩個數求它們的商可以有多少種不同的商?②從中任取兩個求它的積,可以得到多少個不同的積?

(4)有8盆花:①從中選出2盆分別給甲乙兩人每人一盆,有多少種不同的選法?②從中選出2盆放在教室有多少種不同的選法?

分析(1)①由於每人互通一封信,甲給乙的'信與乙給甲的信是不同的兩封信,所以與順序有關是排列;②由於每兩人互握一次手,甲與乙握手,乙與甲握手是同一次握手,與順序無關,所以是組合問題。其他類似分析。

(1)①是排列問題,共用了封信;②是組合問題,共需握手(次).

(2)①是排列問題,共有(種)不同的選法;②是組合問題,共有種不同的選法。

(3)①是排列問題,共有種不同的商;②是組合問題,共有種不同的積。

(4)①是排列問題,共有種不同的選法;②是組合問題,共有種不同的選法。

例4證明。

證明左式

右式。

∴等式成立。

點評這是一個排列數等式的證明問題,選用階乘之商的形式,並利用階乘的性質,可使變形過程得以簡化。

例5化簡。

解法一原式

解法二原式

點評解法一選用了組合數公式的階乘形式,並利用階乘的性質;解法二選用了組合數的兩個性質,都使變形過程得以簡化。

例6解方程:(1);(2).

解(1)原方程

解得。

(2)原方程可變爲

∵,

∴原方程可化爲。

即,解得

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