排列组合定义及数学思想应用举例
石家庄市第十八中学 王永欣
加法原理与乘法原理作为“排列与组合”单元中的基本原理,不仅起着理论上的奠基的作用,而且作为一种解题方法,它还贯穿于整节内容的始终。因此,它理应成为我们重点把握的教学内容。除排列组合定义及数学思想应用举例
石家庄市第十八中学 王永欣
加法原理与乘法原理作为“排列与组合”单元中的基本原理,不仅起着理论上的奠基的作用,而且作为一种解题方法,它还贯穿于整节内容的始终。因此,它理应成为我们重点把握的教学内容。除了认真完成课本上的例子和练习外,还应弄清除有关“可重复”与“不允许重复”以及“步中有类”“类中有步”这些交叉型的问题。
例如 :例1:(1)用0~9这十个数字组数,问一共可以组成多少个不同的含有七个数字的彩票号码?(提示:彩票号码中首位数字可以是0,且其中数字可以重复) (2)一个小学生用十块分别写有0~9这十个数之一的硬纸片拼组数,问一共可以组成多少个不同的七位数?
分析:显然(1)属于排列与组合结合的问题。
解法1:按组号顺序分步,先从这10个数字中任选7个组合起来有种,再把每一种全排列有个,按分步计数原理共有个。
解法2:直接由排列定义得:个
(2),再选其它六位有个, 按分步计数原理共有个.
例2:连续射击n次,把每次命中与否按顺序记录下来,问可能出现多少种不同的结局?
解法1:按射击的次数分n个步骤,每射击一次,无非就是“中”与“不中”两种可 能,因而由乘法原理知共有2n 种不同的结局。
解法2:按命中的可能结果分为n+1类,即命中0次,1次,2次,…,n次,显然分别有Cn0,Cn1,Cn2,…,Cnn 种可能结果,因而根据加法原理知共有Cn0+Cn1+Cn2+ …+Cnn 种不同的结局。(解法2只有在学习了组合知识以后才会用)
例3:今有壹圆币一张,贰圆币一张,伍圆币一张,拾圆币两张,伍拾圆币两张,用这些人民币可以组成多少种不同数额的款子?
解法1:分五个步骤:
(1)取“壹圆”币,有两种方法,即“取一张”或“不取”
(2)取“两圆”币,同样有两种方法
(3)取“伍圆”币,同样有两种方法
(4)取“拾圆”币,有三种方法,即“取一张”、 “取两张”或“不取”
(5)取“伍拾圆”币,同样有三种方法
故由乘法原理知共有 2×2×2×3ד壹圆”“贰圆”“伍圆”“ 拾圆”“伍拾圆”这些币值的特殊性,可知每一种“取法”对应着一款“数额”,且不同的“取法”对应着不同的“数额”,再注意到若都是“不取”,则“数额”为0,这不符合题意,故所求答案应为 2×2×2×3×3-1=71(种)。
解法2:分四类:(1)只有1张“拾圆”和1张“伍拾圆”的参与组额,有C
51+C52+C53+C54+C55种不同数额的款子
(2)两张“拾圆”的必在内且“伍拾圆”的只取一张参与组额,有C22(C40+C41+C42+C43+C44)种不同数额的款子
(3)两张“伍拾圆”的必在内且“拾圆”的只取一张参与组额,同样有C22(C40+C41+C42+C43+C44)种不同数额的款子
(4)两张“拾圆”的和两张“伍拾圆”的都必在内,则有C22C22(C30+C31+C32+C33)种不同数额的款子
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