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精校版高中數(shù)學(xué) 1.4計(jì)數(shù)應(yīng)用題導(dǎo)學(xué)案 蘇教版選修23

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1、最新精選優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)資料 最新精選優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)資料 1.4 計(jì)數(shù)應(yīng)用題 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.會(huì)利用計(jì)數(shù)原理解決分類(lèi)和分步問(wèn)題; 2.能用剔除法解決稍復(fù)雜的計(jì)數(shù)問(wèn)題; 3.會(huì)用捆綁法解決相鄰問(wèn)題; 4.會(huì)用插空法解決不相鄰問(wèn)題. 重點(diǎn):排列與組合數(shù)公式. 難點(diǎn):排列與組合的區(qū)分及特殊問(wèn)題的處理方法的靈活應(yīng)用. 1.簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)問(wèn)題的處理原則 解簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)問(wèn)題,應(yīng)遵循三大原則:先特殊后一般的原則;先選后排原則;先分類(lèi)后分步的原則.分類(lèi)計(jì)數(shù)原理和分步計(jì)數(shù)原理是解決計(jì)數(shù)應(yīng)用題的兩個(gè)基本原理. 預(yù)習(xí)交流1 你對(duì)“特殊”“一般”有怎樣的理解?試談?wù)勏忍厥夂笠话愕脑瓌t. 提

2、示:“特殊”指元素特殊或場(chǎng)所特殊或特殊條件限制;先特殊后一般原則是先考慮“特殊元素”“特殊位置”,再考慮一般元素或一般位置. 2.簡(jiǎn)單的常見(jiàn)計(jì)數(shù)問(wèn)題的解題策略 剔除:對(duì)有限制條件的問(wèn)題,先以總體考慮,再把不符合條件的所有情況剔除. 捆綁:把相鄰的若干特殊元素“捆綁”為一個(gè)“大元素”,然后再與其余“普通元素”全排列,最后再“松綁”,將特殊元素在這些位置上全排列. 插空:某些元素不能相鄰或某些元素要在某特殊位置時(shí)可采用插空法,即先安排好沒(méi)有限制條件的元素,然后將有限制條件的元素按要求插入排好的元素之間. 預(yù)習(xí)交流2 剔除、捆綁、插空主要是為了解決何種計(jì)數(shù)問(wèn)題? 提示:剔除主要用在有限

3、制條件的計(jì)數(shù)問(wèn)題上,或問(wèn)題的正面情況較多,而反面情況較少的計(jì)數(shù)問(wèn)題上;捆綁主要用在相鄰問(wèn)題上;插空用在不相鄰問(wèn)題上. 在預(yù)習(xí)中,還有哪些問(wèn)題需要你在聽(tīng)課時(shí)加以關(guān)注?請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧! 我的學(xué)困點(diǎn) 我的學(xué)疑點(diǎn) 一、剔除問(wèn)題 四面體的頂點(diǎn)和各棱中點(diǎn)共有10個(gè)點(diǎn),在其中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同取法有__________種. 思路分析:在這10個(gè)點(diǎn)中,不共面的不易尋求,而共面的容易找,由10個(gè)點(diǎn)中取出4個(gè)點(diǎn)的組合數(shù)C減去4個(gè)點(diǎn)共面的個(gè)數(shù)即為所求. 答案:141 解析:如圖,從10個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)有C種不同的取法,其中4個(gè)點(diǎn)共面的情形可分三類(lèi): 第一類(lèi)

4、:4個(gè)點(diǎn)在四面體的同一個(gè)面內(nèi),有4C種; 第二類(lèi):4個(gè)點(diǎn)位于相對(duì)的棱上,即一條棱上三點(diǎn)與對(duì)棱的中點(diǎn)共面,有6種; 第三類(lèi):從6條棱的中點(diǎn)中取4個(gè)點(diǎn)時(shí)有3種共面. 綜上所述可知:不同的取法共有:C-(4C+6+3)=141種. 從正方體的6個(gè)面中選取3個(gè)面,其中2個(gè)面不相鄰的選法共有多少種? 解:聯(lián)想一空間模型,注意到“有兩個(gè)面不相鄰”即可從相對(duì)平行的平面入手正面構(gòu)造,即有CC=12種不同的選法,也可從反面入手剔除8個(gè)角上3個(gè)相鄰平面,即有C-C=12種不同的選法. 利用剔除法要把不滿足條件的情況剔除干凈或把問(wèn)題的全部情況考慮清楚,做到不重不漏. 二、捆綁問(wèn)題(相鄰問(wèn)題)

5、 從單詞“equation”中選取5個(gè)不同的字母排成一列,含有“qu”(其中“qu”相連且順序不變)的不同排列共有__________種. 思路分析:先將“qu”捆綁成一個(gè)元素,再?gòu)氖S嗟?個(gè)元素中取3個(gè),再進(jìn)行全排列. 答案:480 解析:先將“qu”捆綁成一個(gè)元素,再?gòu)氖S嗟?個(gè)元素中取3個(gè)元素,共有C種不同的取法,然后對(duì)取出的4個(gè)元素進(jìn)行全排列,有A種方法,由于“qu”順序不變,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理共有CA=480種不同排列. 停車(chē)站劃出一排12個(gè)停車(chē)位置,今有8輛不同的車(chē)需要停放,若要求剩余的4個(gè)空車(chē)位連在一起,則不同的停車(chē)方法有多少種? 解:將4個(gè)空車(chē)位視為一個(gè)元素,與8輛

6、車(chē)共9個(gè)元素進(jìn)行排列,共有A=362 880種不同的停車(chē)方法. 對(duì)于某幾個(gè)元素要求相鄰的排列問(wèn)題,可先將相鄰的元素“捆綁”起來(lái)看作一個(gè)元素與其他元素排列,然后再對(duì)相鄰元素之間進(jìn)行排列. 三、插空問(wèn)題(不相鄰問(wèn)題) 7人站成一行,如果甲、乙兩人不相鄰,則不同的排法種數(shù)是__________. 思路分析:先將除甲、乙兩人之外的5人排成一行,再對(duì)5個(gè)人之間的六個(gè)間隙插入甲、乙兩人. 答案:3 600 解析:先讓甲、乙之外的5人排成一行,有A種排法,再讓甲、乙兩人在每?jī)扇酥g及兩端的六個(gè)間隙中插入甲、乙兩人,有A種方法,故共有AA=3 600種不同的排法. 晚會(huì)上有8個(gè)唱歌節(jié)目和

7、3個(gè)舞蹈節(jié)目,若3個(gè)舞蹈節(jié)目在節(jié)目單中都不相鄰,求不同的節(jié)目單的種數(shù). 解:先排8個(gè)唱歌節(jié)目共有A種不同方法,然后從唱歌節(jié)目之間及兩端共有9個(gè)間隙中選3個(gè),將3個(gè)舞蹈節(jié)目插入,有A種方法,由分步計(jì)數(shù)原理知,不同的節(jié)目單的種數(shù)為AA=20 321 280. 解決不相鄰問(wèn)題常用插空法,要先把不相鄰的元素抽出來(lái),剩余的元素進(jìn)行全排列,然后把抽出來(lái)的元素插入全排列時(shí)元素之間及兩端形成的空隙中,注意兩端也是“空隙”. 1.記者要為5名志愿者和他們幫助過(guò)的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相鄰但不在兩端的排法有__________種. 答案:960 解析:5名志愿者先全排有A種,2位老人作

8、為一個(gè)元素插空,并且兩位老人左右有別,故共有ACA=960種不同的排法. 2.由1,2,3,4,5,6組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字且1,3都不與5相鄰的六位偶數(shù)有__________個(gè). 答案:108 解析:插空法,先排2,4,6共有A種方法; 若1,3,5都不相鄰,則有A種方法,若1,3相鄰,則有AA種方法; ∴共有A(A+AA)=108種不同的排法. 3.某單位安排7位員工在10月1日至7日值班,每天安排1人,每人值班1天,若7位員工中的甲、乙排在相鄰兩天,丙不排在10月1日,丁不排在10月7日,則不同的排法有__________種. 答案:1 008 解析:若丙排在10月1日,共有A

9、A=240種不同的排法,若丁排在10月7日,共有AA=240種不同的排法,若丙排在1日且丁排在7日,共有AA=48種不同的排法,若不考慮丙丁的條件限制,共有AA=1 440種不同的排法, ∴符合題意的排法的種數(shù)為1 440-240-240+48=1 008. 4.有11名外語(yǔ)翻譯人員,其中5名是英語(yǔ)譯員,4名是日語(yǔ)譯員,另外兩名英、日都精通,從中找出8人,使他們可以組成兩個(gè)翻譯小組,其中4人翻譯英語(yǔ),另外4人翻譯日語(yǔ),這兩個(gè)小組能同時(shí)工作,問(wèn)這樣的8人名單可開(kāi)出幾張? 解:按英、日語(yǔ)都會(huì)的翻譯人員的參與情況,分成三類(lèi): 第1類(lèi),“英、日都會(huì)的翻譯人員”不參加,有CC種; 第2類(lèi),“英

10、、日都會(huì)的翻譯人員”有一人參加,該人可參加英語(yǔ),也可參加日語(yǔ),因而有(CCC+CCC)種; 第3類(lèi),“英、日都會(huì)的翻譯人員”均參加,這時(shí)又分三種情況:兩人都譯英語(yǔ),兩人都譯日語(yǔ),一人譯英、一人譯日,因而有(CC+CC+CCC)種. 由分類(lèi)計(jì)數(shù)原理知,可開(kāi)出名單共有CC+CCC+CCC+CC+CC+CCC=185種. 5.7位同學(xué)站成一排合影留念, (1)其中甲不站排頭,乙不站排尾的排法有多少種? (2)甲、乙和丙三位同學(xué)必須相鄰的排法共有多少種? (3)甲、乙和丙三位同學(xué)都不能相鄰的排法共有多少種? 解:(1)用剔除法:總排有A種,不符合條件的甲在排頭和乙在排尾的排法均為A,但這

11、兩種情況均包含了甲在排頭同時(shí)乙在排尾的情況共有A種. ∴甲不站排頭,乙不站排尾的排法有A-2A+A=3 720種. (2)用捆綁法:第一步,將甲、乙和丙三人“捆綁”成一個(gè)大元素與另外4人的排列為A種,第二步,“釋放”大元素,即甲、乙和丙在捆綁成的大元素內(nèi)的排法有A種, ∴甲、乙和丙三位同學(xué)必須相鄰的排法共有AA=720種. (3)用插空法:第一步,先排除甲、乙和丙之外的4人的全排列有A種排法,第二步,把甲、乙和丙三人插入前4人中間及兩端形成的5個(gè)空隙中,共有A種排法. ∴甲、乙和丙三位同學(xué)都不能相鄰的排法共有AA=1 440種. 用精練的語(yǔ)言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫(xiě)下來(lái),并進(jìn)行識(shí)記. 知識(shí)精華 技能要領(lǐng) 最新精選優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)資料

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