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1、排列
教學(xué)目標(biāo):
1、理解排列、排列數(shù)的概念,了解排列數(shù)公式的推導(dǎo)。
2、掌握解排列問題的常用方法。
教學(xué)重點:
理解排列、排列數(shù)的概念,了解排列數(shù)公式的推導(dǎo)。
掌握解排列問題的常用方法。
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)引入:
1、分類計數(shù)原理:(1)加法原理:如果完成一件工作有k種途徑,由第1種途徑有n1種方法可以完成,由第2種途徑有n2種方法可以完成,……由第k種途徑有nk種方法可以完成。那么,完成這件工作共有n1+n2+……+nk種不同的方法。
2,乘法原理:如果完成一件工作可分為K個步驟,完成第1步有n1種不同的方法,完成第2步有n2種不同的方法,……,完成第K步有nK種不
2、同的方法。那么,完成這件工作共有n1×n2×……×nk種不同方法
二、講解新課:
1.排列的概念:
從個不同元素中,任?。ǎ﹤€元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從個不同元素中取出個元素的一個排列
說明:(1)排列的定義包括兩個方面:①取出元素,②按一定的順序排列;
(2)兩個排列相同的條件:①元素完全相同,②元素的排列順序也相同
2.排列數(shù)的定義:
從個不同元素中,任?。ǎ﹤€元素的所有排列的個數(shù)叫做從個元素中取出元素的排列數(shù),用符號表示
注意區(qū)別排列和排列數(shù)的不同:“一個排列”是指:從個不同元素中,任取個元素按照一定的順序排成一列,不是數(shù);“排列數(shù)”是指
3、從個不同元素中,任?。ǎ﹤€元素的所有排列的個數(shù),是一個數(shù)所以符號只表示排列數(shù),而不表示具體的排列
3.排列數(shù)公式及其推導(dǎo):
求以按依次填個空位來考慮,
排列數(shù)公式:
=()
說明:(1)公式特征:第一個因數(shù)是,后面每一個因數(shù)比它前面一個
少1,最后一個因數(shù)是,共有個因數(shù);
(2)全排列:當(dāng)時即個不同元素全部取出的一個排列
全排列數(shù):(叫做n的階乘)
4.例子:
例1.計算:(1); (2); (3).
解:(1) ==3360 ;
(2) ==720 ;
(3)==360
例2.(1)若,則 , .
(2)若則用排列數(shù)符號表示 .
4、
解:(1) 17 , 14 .
(2)若則= .
例3.(1)從這五個數(shù)字中,任取2個數(shù)字組成分?jǐn)?shù),不同值的分?jǐn)?shù)共有多少個?
(2)5人站成一排照相,共有多少種不同的站法?
(3)某年全國足球甲級(A組)聯(lián)賽共有14隊參加,每隊都要與其余各隊在主客場分別比賽1次,共進(jìn)行多少場比賽?
解:(1);
(2);
(3)
二、解決排列問題的策略:
解排列問題問題時,當(dāng)問題分成互斥各類時,根據(jù)加法原理,可用分類法;當(dāng)問題考慮先后次序時,根據(jù)乘法原理,可用位置法;這兩種方法又稱作直接法.當(dāng)問題的反面簡單明了時,可通過求差排除采用間接法求解;另外,排列中“相鄰”問題可以用“捆
5、綁法”;“分離”問題可能用“插空法”等.解排列問題和組合問題,一定要防止“重復(fù)”與“遺漏”.
互斥分類——分類法;先后有序——位置法;反面明了——排除法;相鄰排列——捆綁法;
分離排列——插空法
例1求不同的排法種數(shù):
(1)6男2女排成一排,2女相鄰;
(2)6男2女排成一排,2女不能相鄰;
(3)4男4女排成一排,同性者相鄰;
(4)4男4女排成一排,同性者不能相鄰.
例2在3000與8000之間,數(shù)字不重復(fù)的奇數(shù)有多少個?
分析? 符合條件的奇數(shù)有兩類.一類是以1、9為尾數(shù)的,共有P21種選法,首數(shù)可從3、4、5、6、7中任取一個,有P51種選法,中間兩位數(shù)從其余的8個
6、數(shù)字中選取2個有P82種選法,根據(jù)乘法原理知共有P21P51P82個;一類是以3、5、7為尾數(shù)的共有P31P41P82個.
解? 符合條件的奇數(shù)共有P21P51P82+P31P41P82=1232個.
答? 在3000與8000之間,數(shù)字不重復(fù)的奇數(shù)有1232個.
例3? 某小組6個人排隊照相留念.
(1)若分成兩排照相,前排2人,后排4人,有多少種不同的排法?
(2)若分成兩排照相,前排2人,后排4人,但其中甲必須在前排,乙必須在后排,有多少種排法?
(3)若排成一排照相,甲、乙兩人必須在一起,有多少種不同的排法?
(4)若排成一排照相,其中甲必在乙的右邊,有多少種不同的排法?
7、
(5)若排成一排照相,其中有3名男生3名女生,且男生不能相鄰有多少種排法?
(6)若排成一排照相,且甲不站排頭乙不站排尾,有多少種不同的排法?
分析? (1)分兩排照相實際上與排成一排照相一樣,只不過把第3~6個位子看成是第二排而已,所以實際上是6個元素的全排列問題.
(2)先確定甲的排法,有P21種;再確定乙的排法,有P41種;最后確定其他人的排法,有P44種.因為這是分步問題,所以用乘法原理,有P21·P41·P44種不同排法.
(3)采用“捆綁法”,即先把甲、乙兩人看成一個人,這樣有P55種不同排法.然后甲、乙兩人之間再排隊,有P22種排法.因為是分步問題,應(yīng)當(dāng)用乘法原理,所
8、以有P55·P22種排法.
(4)甲在乙的右邊與甲在乙的左邊的排法各占一半,有P66種排法.
(5)采用“插入法”,把3個女生的位子拉開,在兩端和她們之間放進(jìn)4張椅子,如____女____女____女____,再把3個男生放到這4個位子上,就保證任何兩個男生都不會相鄰了.這樣男生有P43種排法,女生有P33種排法.因為是分步問題,應(yīng)當(dāng)用乘法原理,所以共有P43·P33種排法.
(6)符合條件的排法可分兩類:一類是乙站排頭,其余5人任意排有P55種排法;一類是乙不站排頭;由于甲不能站排頭,所以排頭只有從除甲、乙以外的4人中任選1人有P41種排法,排尾從除乙以外的4人中選一人有P41種排法,中間4個位置無限制有P44種排法,因為是分步問題,應(yīng)用乘法原理,所以共有P41P41P44種排法.
解? (1)P66=720(種)
(2)P21·P41·P44=2×4×24=192(種)
(3)P55·P22=120×2=240(種)
(4)P66=360(種)
(5)P43·P33=24×6=144(種)
(6)P55+P41P41P44=120+4×4×24=504(種)
或法二:(淘汰法)P66-2P55+P44=720-240+24=504(種)
課堂小節(jié):本節(jié)課學(xué)習(xí)了排列、排列數(shù)的概念,排列數(shù)公式的推導(dǎo)
課堂練習(xí):
課后作業(yè):