1、第2课时利用组合数公式解应用题1能用组合数计算公式解决一些简单的应用问题(重点)2掌握常见组合问题的求解方法(难点)3在实际应用过程中区分排列与组合(易混点)小组合作型无限制条件的组合问题在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人参加市级培训在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必需参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加【精彩点拨】本题属于组合问题中的最基本的问题,可根据题意分别对不同问题中的“含”与“不含”作出正确分析和判断,弄清每步从哪里选,选出多少等问题【自主解答】(1)从中任取5人是组合问题,共有C7
2、92种不同的选法(2)甲、乙、丙三人必需参加,则只需要从另外9人中选2人,是组合问题,共有C36种不同的选法(3)甲、乙、丙三人不能参加,则只需从另外的9人中选5人,共有C126种不同的选法(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,可分两步:先从甲、乙、丙中选1人,有C3种选法;再从另外9人中选4人,有C种选法共有CC378种不同的选法解答简单的组合问题的思考方法1弄清要做的这件事是什么事2选出的元素是否与顺序有关,也就是看看是不是组合问题3结合两个计数原理,利用组合数公式求出结果再练一题1现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名(1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)选出2名男
3、教师或2名女教师去外地学习的选法有多少种?【解】(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即C45.(2)可把问题分两类:第1类,选出的2名是男教师有C种方法;第2类,选出的2 名是女教师有C种方法,即CC21(种)有限制条件的组合问题高二(1)班共有35名同学,其中男生20名,女生15名,今从中选出3名同学参加活动(1)其中某一女生必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一女生不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2名女生在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2名女生在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2名女生在内,不同的取法有多少种?
4、【精彩点拨】可从整体上分析,进行合理分类,弄清关键词“恰有”“至少”“至多”等字眼使用两个计数原理解决【自主解答】(1)从余下的34名学生中选取2名,有C561(种)不同的取法有561种(2)从34名可选学生中选取3名,有C种或者CCC5 984种不同的取法有5 984种(3)从20名男生中选取1名,从15名女生中选取2名,有CC2 100种不同的取法有2 100种(4)选取2名女生有CC种,选取3名女生有C种,共有选取方式NCCC2 1004552 555种不同的取法有2 555种(5)选取3名的总数有C,因此选取方式共有NCC6 5454556 090种不同的取法有6 090种常见的限制条
5、件及解题方法1特殊元素:若要选取的元素中有特殊元素,则要以有无特殊元素,特殊元素的多少作为分类依据2含有“至多”“至少”等限制语句:要分清限制语句中所包含的情况,可以此作为分类依据,或采用间接法求解3分类讨论思想:解题的过程中要善于利用分类讨论思想,将复杂问题分类表达,逐类求解再练一题2“抗震救灾,众志成城”,在我国“四川512”抗震救灾中,某医院从10名医疗专家中抽调6名奔赴赈灾前线,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?【解】(1)分步:首
6、先从4名外科专家中任选2名,有C种选法,再从除外科专家的6人中选取4人,有C种选法,所以共有CC90(种)抽调方法(2)“至少”的含义是不低于,有两种解答方法法一(直接法)按选取的外科专家的人数分类:选2名外科专家,共有CC种选法;选3名外科专家,共有CC种选法;选4名外科专家,共有CC种选法根据分类计数原理,共有CCCCCC185(种)抽调方法法二(间接法)不考虑是否有外科专家,共有C种选法,考虑选取1名外科专家参加,有CC种选法;没有外科专家参加,有C种选法,所以共有:CCCC185(种)抽调方法(3)“至多2名”包括“没有”“有1名”“有2名”三种情况,分类解答没有外科专家参加,有C种选
7、法;有1名外科专家参加,有CC种选法;有2名外科专家参加,有CC种选法所以共有CCCCC115(种)抽调方法组合在几何中的应用平面内有12个点,其中有4个点共线,此外再无任何3点共线以这些点为顶点,可构成多少个不同的三角形? 【导学号:29440013】【精彩点拨】解答本题可以从共线的4个点中选取2个、1个、0个作为分类标准,也可以从反面考虑,任意三点的取法种数减去共线三点的取法种数【自主解答】法一:以从共线的4个点中取点的多少作为分类标准第1类:共线的4个点中有2个点为三角形的顶点,共有CC48个不同的三角形;第2类:共线的4个点中有1个点为三角形的顶点,共有CC112个不同的三角形;第3类
8、:共线的4个点中没有点为三角形的顶点,共有C56个不同的三角形由分类计数原理知,不同的三角形共有4811256216(个)法二(间接法):从12个点中任意取3个点,有C220种取法,而在共线的4个点中任意取3个均不能构成三角形,即不能构成三角形的情况有C4种故这12个点能构成三角形的个数为CC216个1解决几何图形中的组合问题,首先应注意运用处理组合问题的常规方法分析解决问题,其次要注意从不同类型的几何问题中抽象出组合问题,寻找一个组合的模型加以处理2图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算常用直接法,也可采用排除法再练一题3四面体的一个顶点为A,从其他顶点和
9、各棱中点中取3个点,使它们与点A在同一平面上,有多少种不同的取法?【解】如图所示,含顶点A的四面体的3个面上,除点A外每个面都有5个点,从中取出3点必与点A共面,共有3C种取法,含顶点A的三条棱上各有三个点,它们与所对的棱的中点共面,共有3种取法根据分类计数原理,不同的取法有3C333种探究共研型排列、组合的综合应用探究1从集合1,2,3,4中任取两个不同元素相乘,有多少个不同的结果?完成的“这件事”指的是什么?【提示】共有C6(个)不同结果完成的“这件事”是指:从集合1,2,3,4中任取两个不同元素并相乘探究2从集合1,2,3,4中任取两个不同元素相除,有多少不同结果?这是排列问题,还是组合
10、问题?完成的“这件事”指的是什么?【提示】共有A210(个)不同结果;这个问题属于排列问题;完成的“这件事”是指:从集合1,2,3,4中任取两个不同元素并相除探究3完成“从集合0,1,2,3,4中任取三个不同元素组成一个是偶数的三位数”这件事需先分类,还是先分步?有多少个不同的结果?【提示】由于0不能排在百位,而个位必须是偶数.0是否排在个位影响百位与十位的排法,所以完成这件事需按0是否在个位分类进行第一类:0在个位,则百位与十位共A种排法;第二类:0不在个位且不在百位,则需先从2,4中任选一个排个位再从剩下非零数字中取一个排百位,最后从剩余数字中任取一个排十位,共CCC18(种)不同的结果,
11、由分类原理,完成“这件事”共有ACCC30(种)不同的结果有5个男生和3个女生,从中选出5人担任5门不同学科的课代表,求分别符合下列条件的选法数:(1)有女生但人数必须少于男生;(2)某女生一定担任语文课代表;(3)某男生必须包括在内,但不担任数学课代表;(4)某女生一定要担任语文课代表,某男生必须担任课代表,但不担任数学课代表【精彩点拨】(1)按选中女生的人数多少分类选取(2)采用先选后排的方法(3)先安排该男生,再选出其他人担任4科课代表(4)先安排语文课代表的女生,再安排“某男生”课代表,最后选其他人担任余下三科的课代表【自主解答】(1)先选后排,先选可以是2女3男,也可以是1女4男,共
12、有CCCC种,后排有A种,共(CCCC)A5 400种(2)除去该女生后,先选后排,有CA840种(3)先选后排,但先安排该男生,有CCA3 360种(4)先从除去该男生、该女生的6人中选3人有C种,再安排该男生有C种,其余3人全排有A种,共CCA360种解决排列、组合综合问题要遵循两个原则1按事情发生的过程进行分步2按元素的性质进行分类解决时通常从以下三个途径考虑:(1)以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;(2)以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;(3)先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不符合要求的排列或组合数再练一题4某班班会准备从甲、乙等
13、7名学生中选派4名学生发言,要求甲、乙两名同学至少有一人参加,且若甲、乙同时参加,则他们发言时不能相邻,那么不同的发言顺序的种数为_种. 【导学号:29440014】【解析】分两类:第一类,甲、乙中只有一人参加,则有CCA21024480种选法第二类,甲、乙都参加时,则有C(AAA)10(2412)120种选法所以共有480120600种选法【答案】600构建体系1有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组,则不同的选法共有_种【解析】从6名男医生中选出2名男医生共有C种不同选法,从5名女医生中选出1名女医生,共有C种不同选法,故组成一个医疗小组共有CC75种不同
14、的选法【答案】7527名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动若每天安排3人,则不同的安排方案共有_种(用数字作答) 【导学号:29440015】【解析】由题意可知周六共有C种安排方式,周日共有C种不同安排方式,共有CC140种不同安排方式【答案】1403将4名大学生分配到3个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则不同的分配方案有_种(用数字作答)【解析】有CCA36种满足题意的分配方案其中C表示从3个乡镇中任选定1个乡镇,且其中某2名大学生去的方法数;C表示从4名大学生中任选2名到上一步选定的乡镇的方法数;A表示将剩下的2名大学生分配到另2个乡镇去的方法数【答案】364在直角坐标平面x
15、Oy上,平行直线xn(n0,1,2,5)与平行直线yn(n0,1,2,5)组成的图形中,矩形共有_个【解析】在垂直于x轴的6条直线中任取2条,在垂直于y轴的6条直线中任取2条,四条直线相交得出一个矩形,所以矩形总数为CC1515225个【答案】2255车间有11名工人,其中5名是钳工,4名是车工,另外两名老师傅既能当车工又能当钳工,现在要在这11名工人里选派4名钳工,4名车工修理一台机床,问有多少种选派方法【解】法一:设A,B代表两名老师傅A,B都不在内的选派方法有:CC5(种);A,B都在内且当钳工的选派方法有:CCC10(种);A,B都在内且当车工的选派方法有:CCC30(种);A,B都在
16、内,一人当钳工,一人当车工的选派方法有:CACC80(种);A,B有一人在内且当钳工的选派方法有:CCC20(种);A,B有一人在内且当车工的选派方法有:CCC40(种)所以共有CCCCCCCCCACCCCCCCC185(种)选派方法法二:5名钳工有4名被选上的方法有:CC75(种);5名钳工有3名被选上的方法有:CCC100(种);5名钳工有2名被选上的方法有:CCC10(种)所以一共有7510010185(种)选派方法我还有这些不足:(1)(2)我的课下提升方案:(1)(2)学业分层测评(建议用时:45分钟)学业达标一、填空题110个人分成甲、乙两组,其中甲组4人,乙组6人,则不同的分组种
17、数为_(用数字作答)【解析】由题意可知,共有CC210种分法【答案】210种2某人决定投资3种股票和4种债券,经纪人向他推荐了6种股票和5种债券,则此人不同的投资方式有_种【解析】由题意可知,共有CC100(种)【答案】1003凸十边形的对角线的条数为_【解析】C1035(条)【答案】35条4已知圆上9个点,每两点连一线段,所有线段在圆内的交点有_个【解析】此题可化归为:圆上9个点可组成多少个四边形,每个四边形的对角线的交点即为所求,所以交点有C126(个)【答案】1265某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为_【解析】6人中选
18、4人的方案有C15种,没有女生的方案只有一种,所以满足要求的方案总数有14种【答案】14种6过三棱柱任意两个顶点的直线共15条,其中异面直线有_对【解析】3(C3)36(对)【答案】367在某种信息传输过程中,用4个数字的一个排列(数字允许重复)表示一个信息,不同排列表示不同信息若所用数字只有0和1,则与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为_【解析】与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息包括三类:第一类:与信息0110恰有两个对应位置上的数字相同,即从4个位置中选2个位置,使对应数字相同,其他2个不同,有C6个信息符合第二类:与信息0110恰有一个对应位置上的数字
19、相同,即从4个位置中选1个位置,使对应数字相同,其他3个不同,有C4个信息符合第三类:与信息0110没有一个对应位置上的数字相同,即4个对应位置上的数字都不同,有C1个信息符合由分类计数原理知,与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为64111.【答案】118现有6张风景区门票分配给6位游客,若其中A,B风景区门票各2张,C,D风景区门票各1张,则不同的分配方案共有_种. 【导学号:29440016】【解析】6位游客选2人去A风景区,有C种,余下4位游客选2人去B风景区,有C种,余下2人去C,D风景区,有A种,所以分配方案共有CCA180(种)【答案】180二、解答题9,是两个
20、平行平面,在内取四个点,在内取五个点(1)这些点最多能确定几条直线,几个平面?(2)以这些点为顶点最多能作多少个三棱锥?【解】(1)在9个点中,除了内的四点共面和内的五点共面外,其余任意四点不共面且任意三点不共线时,所确定直线才能达到最多,此时,最多能确定直线C36条在此条件下,只有两直线平行时,所确定的平面才最多又因为三个不共线的点确定一个平面,故最多可确定CCCC272个平面(2)同理,在9个点中,除了内的四点共面和内的五点共面外,其余任意四点不共面且任意三点不共线时,所作三棱锥才能达到最多此时最多能作CCCCCC120个三棱锥10按照下列要求,分别求有多少种不同的方法?(1)6个不同的小
21、球放入4个不同的盒子;(2)6个不同的小球放入4个不同的盒子,每个盒子至少一个小球;(3)6个相同的小球放入4个不同的盒子,每个盒子至少一个小球【解】(1)每个小球都有4种方法,根据分步计数原理,共有464 096种不同放法(2)分两类:第1类,6个小球分3,1,1,1放入盒中;第2类,6个小球分2,2,1,1放入盒中,共有CCACCA1 560(种)不同放法(3)法一按3,1,1,1放入有C种方法,按2,2,1,1,放入有C种方法,共有CC10(种)不同放法法二(挡板法)在6个球之间的5个空中插入三个挡板,将6个球分成四份,共有C10(种)不同放法能力提升1身高各不相同的7名同学排成一排照相
22、,要求正中间的同学最高,左右两边分别顺次一个比一个低,这样的排法有_种【解析】最高的同学只能站在中间,它别无选择;从剩下的6名同学中任选3名,有C种不同的方法,他们由高到低的排列次序唯一;剩下的3名同学由高到低的排列次序也唯一不同的排法共有CC20(种)【答案】202(2016泰州高二检测)若从1,2,3,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为奇数,则不同的取法共有_种. 【导学号:29440017】【解析】1,2,3,9中奇数有1,3,5,7,9,偶数有2,4,6,8.若取出的4个不同数的和为奇数,则有以下几种可能(1)取出3个偶数和1个奇数,共有CC20(种)(2)取出3个奇数和1个偶数
23、,共有CC40(种)故共有204060种不同的取法【答案】603设集合A(x1,x2,x3,x4,x5)|xi1,0,1,i1,2,3,4,5,那么集合A中满足条件“1|x1|x2|x3|x4|x5|3”的元素个数为_【解析】由“1|x1|x2|x3|x4|x5|3”考虑x1,x2,x3,x4,x5的可能取值,设集合M0,N1,1当x1,x2,x3,x4,x5中有2个取值为0时,另外3个从N中取,共有C23种方法;当x1,x2,x3,x4,x5中有3个取值为0时,另外2个从N中取,共有C22种方法;当x1,x2,x3,x4,x5中有4个取值为0时,另外1个从N中取,共有C2种方法故总共有C23C22C2130种方法,即满足题意的元素个数为130.【答案】130个4将1,2,3,9这9个数字填在如图131所示的九个空格中,要求每一行从左到右,每一列从上到下依次增大当3,4固定在图中位置时,所填写空格的方法共有多少种?34图131【解】由题意可得数字1,2,9的位置也是固定的如图所示,5,6,7,8四个数字在A,B,C,D四个位置上,A,B两个位置的填法有C种,C,D两个位置则只有C种填法由分步计数原理知,不同的填法及总数共有CC6(种).13C24DAB9