高中数学-排列组合和概率-人教版全部教案

例1:⑴ 7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?

7 解:问题可以看作:7个元素的全排列——A7=5040

⑵ 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

⑶ 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?

6 解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列——A6=720

⑷ 7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?

2 解:根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有A2种;第二步 余下的5名

255同学进行全排列有A5种 则共有A2=240种排列方法 A5⑸ 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?

解法一(直接法):第一步 从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在

2排头和排尾有A5种方法;第二步 从余下的5位同学中选5位进行排列(全排525列)有A5种方法 所以一共有A5=2400种排列方法. A566 解法二:(排除法)若甲站在排头有A6种方法;若乙站在排尾有A6种方法;若

5甲站在排头且乙站在排尾则有A5种方法.所以甲不能站在排头,乙不能排在765排尾的排法共有A7-2A6+A5=2400种.

小结一:对于“在”与“不在”的问题,常常使用“直接法”或“排除法”,对某些特殊元素可以优先考虑.

例2 : 7位同学站成一排.

⑴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

6起进行全排列有A6种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有A2种方法.所6以这样的排法一共有A6A2=1440种.

22⑵甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?

53 解:方法同上,一共有A5=720种. A3⑶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

2尾,有A5种方法;将剩下的4个元素进行全排列有A4种方法;最后将甲、乙两个2同学“松绑”进行排列有A2种方法.所以这样的排法一共有A5A4A2=960种方

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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,

5若丙站在排头或排尾有2A5种方法,所以丙不能站在排头和排尾的排法有652(A6?2A5)?A2?960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

1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A4种方法,

5 再将其余的5个元素进行全排列共有A5种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所125以这样的排法一共有A4=960种方法. A2A5小结二:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).

例3: 7位同学站成一排.

⑴甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?

762解法一:(排除法)A7?A6?A2?3600

5解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有A5种方法,此时他们留下六个位置2(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有A6种方法,52所以一共有A5A6?3600种方法.

⑵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A4种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和

33丙三个同学分别插入这五个“空”有A5种方法,所以一共有A4A5=1440种.

44小结三:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).

三、小结:

1.对有约束条件的排列问题,应注意如下类型: ⑴某些元素不能在或必须排列在某一位置; ⑵某些元素要求连排(即必须相邻); ⑶某些元素要求分离(即不能相邻);

2.基本的解题方法:

⑴ 有特殊元素或特殊位置的排列问题,通常是先排特殊元素或特殊位置,称为优先处理特殊元素(位置)法(优限法);

⑵ 某些元素要求必须相邻时,可以先将这些元素看作一个元素,与其他元素排列后,再考虑相邻元素的内部排列,这种方法称为“捆绑法”;

⑶ 某些元素不相邻排列时,可以先排其他元素,再将这些不相邻元素插入空挡,

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这种方法称为“插空法”;

⑷ 在处理排列问题时,一般可采用直接和间接两种思维形式,从而寻求有效的解题途径,这是学好排列问题的根基.

四、作业:《课课练》之“排列 课时1—3”

排 列 课题:排列的简单应用(2)

目的:使学生切实学会用排列数公式计算和解决简单的实际问题,进一步培养分析问题、解决问题的能力,同时让学生学会一题多解. 过程:

一、复习:

1.排列、排列数的定义,排列数的两个计算公式; 2.常见的排队的三种题型:

⑴某些元素不能在或必须排列在某一位置——优限法; ⑵某些元素要求连排(即必须相邻)——捆绑法; ⑶某些元素要求分离(即不能相邻)——插空法. 3.分类、分布思想的应用. 二、新授:

示例一: 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?

15 解法一:(从特殊位置考虑)A9 A9?13608056 解法二:(从特殊元素考虑)若选:5?A9 若不选:A9

56则共有 5?A9+A9=136080

65解法三:(间接法)A10?A9?136080

示例二:

⑴ 八个人排成前后两排,每排四人,其中甲、乙要排在前排,丙要排在后排, 则共有多少种不同的排法?

5 略解:甲、乙排在前排A4;丙排在后排A4;其余进行全排列A5.

5所以一共有A4A4A5=5760种方法.

2121⑵ 不同的五种商品在货架上排成一排,其中a, b两种商品必须排在一起,而c, d两种商品不排在一起, 则不同的排法共有多少种?

略解:(“捆绑法”和“插空法”的综合应用)a, b捆在一起与e进行排列有A2;

2 此时留下三个空,将c, d两种商品排进去一共有A3;最后将a, b“松绑”有A2.所

2以一共有A2A3A2=24种方法.

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☆⑶ 6张同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,若要求师生相间而坐,则不同的坐法有多少种?

3333略解:(分类)若第一个为老师则有A3;若第一个为学生则有A3 A3A333 所以一共有2A3=72种方法. A3示例三:

⑴ 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的正整数?

12345略解:A5?A5?A5?A5?A5?325

⑵ 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字,并且比13 000大的正整数?

13解法一:分成两类,一类是首位为1时,十位必须大于等于3有A3A3种方法;另13一类是首位不为1,有A4A4种方法.所以一共有A3A3?A4A4?114个数比13 000

1414大.

3解法二:(排除法)比13 000小的正整数有A3个,所以比13 000大的正整数有53=114个. A5?A3示例四: 用1,3,6,7,8,9组成无重复数字的四位数,由小到大排列.

⑴ 第114个数是多少? ⑵ 3 796是第几个数?

3解:⑴ 因为千位数是1的四位数一共有A5?60个,所以第114个数的千位数应

该是“3”,十位数字是“1”即“31”开头的四位数有A4?12个;同理,以“36”、

“37”、“38”开头的数也分别有12个,所以第114个数的前两位数必然是“39”,而“3 968”排在第6个位置上,所以“3 968” 是第114个数.

⑵ 由上可知“37”开头的数的前面有60+12+12=84个,而3 796在“37”开头的四位数中排在第11个(倒数第二个),故3 796是第95个数. 示例五: 用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中

⑴ 能被25整除的数有多少个?

⑵ 十位数字比个位数字大的有多少个?

解: ⑴ 能被25整除的四位数的末两位只能为25,50两种,末尾为50的四位数

1111有A4个,末尾为25的有A3A3个,所以一共有A4+A3A3=21个.

222 注: 能被25整除的四位数的末两位只能为25,50,75,00四种情况.

⑵ 用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,一共有A5A5?300个.因为在这300个数中,十位数字与个位数字的大小关系是“等可能的”,所以十位数....字比个位数字大的有

13113A5A5?150个. 28

三、小结:能够根据题意选择适当的排列方法,同时注意考虑问题的全面性,此外能够

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