新教材适用2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第2讲排列与组合课件
展开知识梳理 · 双基自测
知识点一 排列与排列数(1)排列的定义:从n个_______元素中取出m(m≤n)个元素,并按照一定的_______排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.(2)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的_______________的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号________表示.
n(n-1)(n-2)…(n-m+1)(m,n∈N*,且m≤n)
知识点二 组合与组合数(1)组合的定义:一般地,从n个_______元素中取出m(m≤n)个元素___________,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的_______________的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号_______表示.
对于有附加条件的排列、组合应用题,通常从三个途径考虑(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,计算出排列数或组合数,再减去不合要求的排列数或组合数.
题组二 走进教材2.(选择性必修3P38T3(2)改编)某班一天上午有4节课,下午有2节课,安排语文、数学、政治、英语、体育、艺术每科一节,要求数学排在上午,体育不排上午第一节和下午第二节,则不同的安排种数是_________.
题组三 走向高考3.(2018·新课标Ⅰ)从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有_______种.(用数字填写答案)
4.(2020·新高考Ⅱ卷)要安排3名学生到2个乡村做志愿者,每名学生只能选择去一个村,每个村里至少有一名志愿者,则不同的安排方法共有( )A.2种 B.3种 C.6种 D.8种
5.(2022·新高考Ⅱ卷)有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相邻,则不同排列方式共有( )A.12种 B.24种 C.36种 D.48种
考点突破 · 互动探究
(1)有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,不同的排列方法总数,分别为:①选其中5人排成一排;____________②排成前后两排,前排3人,后排4人;____________③全体排一排,排头只能站甲或乙,排尾不能站甲;____________④全体排成一排,女生必须站在一起;_________⑤全体排成一排,男生互不相邻;____________⑥全体排成一排,甲、乙两人中间恰好有3人;_________⑦全体排成一排,甲必须排在乙前面;____________⑧全部排成一排,甲不排在左端,乙不排在右端.____________
(2)(2023·山东“学情空间”教研共同体联考)随着北京冬奥会的开幕,吉祥物“冰墩墩”火遍国内外,现有3个完全相同的“冰墩墩”,甲、乙、丙、丁4位运动员要与这3个“冰墩墩”站成一排拍照留念,则有且只有2个“冰墩墩”相邻的排队方法数为( )A.240 B.480 C.1 440 D.2 880
[引申]本例中7人排一排,①甲站中间的站法有_________种;②甲、乙相邻且丙不站排头和排尾的站法有_________种;③甲、乙相邻且都与丙不相邻的站法有_________种.
解决排列、组合问题的十种技巧(1)特殊元素优先安排.(2)合理分类与准确分步.(3)排列、组合混合问题要先选后排.(4)相邻问题捆绑处理.(5)不相邻问题插空处理.(6)定序问题倍缩法处理.
(7)分排问题直排处理.(8)“小集团”排列问题先整体后局部.(9)构造模型.(10)正难则反,等价转化.
〔变式训练1〕(1)(2023·云南师大附中月考)成语“五音不全”中的五音指古乐的五声音阶:宫、商、角、徵、羽,是中国古乐基本音阶.把这五个音阶排成一列,形成一个音序.满足“徵”“羽”两音阶相邻且在“宫”音阶之前的不同音序的种数为_______.(用数字作答)
(2)(2022·辽宁沈阳市郊联合体期末)电影《夺冠》讲述中国女排姑娘们顽强奋斗、为国争光的励志故事,打造一部见证新中国体育改革40年的力作,该影片于2020年09月25日正式上映,在《夺冠》上映当天,一对夫妇带着他们的两个小孩一起去观看该影片,订购的4张电影票恰好在同一排且连在一起,为安全起见,影院要求每个小孩子要有家长相邻陪坐,则不同的坐法种数是_______.
(2)(2022·江苏南通质检)我国进入双航母时代,航母编队的要求是每艘航母配2~3艘驱逐舰,1~2艘核潜艇.船厂现有5艘驱逐舰和3艘核潜艇全部用来组建航母编队,则不同的组建方法种数为( )A.30 B.60 C.90 D.120
组合问题常有以下两类题型变化:(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.
〔变式训练2〕(1)楼道里有9盏灯,为了节约用电,需关掉3盏互不相邻的灯,为了行走安全,第一盏和最后一盏不关,则关灯方案的种数为( )A.10 B.15 C.20 D.24(2)(2023·广东摸底)“全员检测,阻断清零”的新冠防疫政策,使得我国成为全球最安全的国家.现某处需要三组全民核酸检测人员,其中有3名医生和6名社会志愿者组成,每组人员由1名医生和2名志愿者组成.根据需要,志愿者甲与乙要分配在同一组,则这9名检测人员分组方法种数为_______.
角度1 相邻、相间问题 (1)(2023·湖南长沙一中月考)《红海行动》是一部现代海军题材影片,该片讲述了中国海军“蛟龙突击队”奉命执行撤侨任务的故事.撤侨过程中,海军舰长要求队员们依次完成六项任务,并对任务的顺序提出了如下要求:重点任务A必须排在前三位,且任务E,F必须排在一起,则这六项任务的不同安排方案共有( )A.240种 B.188种 C.156种 D.120种
(2)(2022·湖南师范大学附属中学模拟)某班上午有五节课,分别安排语文、数学、英语、物理、化学各一节课.要求语文与化学相邻,数学与物理不相邻,且数学课不排第一节,则不同排课方案的种数是( )A.16 B.24 C.8 D.12
[引申]本例(1)中,若将“E、F必须排在一起”改为“E、F不相邻”,则应填_________.
(1)(2022·重庆模拟)从5名学生中选出4名分别参加数学、物理、化学、生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为( )A.48 B.72 C.90 D.96(2)(2022·山东质检)高三一班周一上午有四节课,分别安排语文、数学、英语和体育.其中语文不安排在第一节,数学不安排在第二节,英语不安排在第三节,体育不安排在第四节,则不同的课表安排方法共有_____种.
(2)由于四个元素都有特殊要求,不宜从排列、组合数公式入手,列表法为佳,如: 第一节 第二节 第三节 第四节 同理第一节排英语、体育也都有3种排法,故共有9种排法.
[引申]本例(1)若增加“且乙不参加数学竞赛”,则不同的参赛方法种数为_______.
(1)按下列要求分配6本不同的书,各有多少种不同的分配方式?将答案填在对应横线上.①分成三份,1份1本,1份2本,1份3本;_______②甲、乙、丙三人中,一人得1本,一人得2本,一人得3本;_________③平均分成三份,每份2本;_______④平均分配给甲、乙、丙三人,每人2本;_______⑤分成三份,1份4本,另外两份每份1本;_______⑥甲、乙、丙三人中,一人得4本,另外两人每人得1本;_______⑦甲得1本,乙得1本,丙得4本._______
(2)①8个相同的小球放入5个不同盒子中,每盒不空的放法共有_______种.②15个小球完全相同,放入编号依次为1,2,3的三个不同盒子中,若每个盒子内的小球数不少于盒子的编号,则不同放法有_______种.(3)(2023·安徽皖江名校联考)某小区因疫情需求,物业把招募的5名志愿者分配到3处核酸采样点,每处采样点至少分配一名,则不同的分配方法共有( )A.150种 B.180种C.200种 D.280种
(4)(2023·甘肃兰州西北中学期中)某地举办高中数学竞赛,已知某校有20个参赛名额,现将这20个参赛名额分配给A,B,C,D四个班,其中1个班分配4个参赛名额,剩下的3个班都有参赛名额,则不同的分配方案有_________种.
解排列组合综合问题的方法先选后排法是解答排列、组合应用问题的根本方法,利用先选后排法解答问题只需三步即可完成.第一步:选元素,即选出符合条件的元素;第二步:进行排列,即把选出的元素按要求进行排列;第三步:计算总数,即根据分步乘法计数原理、分类加法计数原理计算方法总数.
注意:(1)均匀分组时要除以均匀组数的阶乘;(2)相同元素的分配问题常用“隔板法”.
隔板法的解题步骤①定个数:确定名额的个数、分成的组数以及各组名额的数量.②定空位:将元素排成一列,确定可插隔板的空位数.③插隔板:确定需要的隔板个数,根据组数要求,插入隔板,利用组合数求解不同的分法种数.④回顾反思:隔板法的关键在于准确确定空位个数以及需要的隔板个数,使用这种方法需要注意两个方面的问题:一是要根据题意确定能否转化为“每组至少一个”的问题,以便确定能否利用隔板法;二是要注意准确确定空位数以及需要的隔板数,一般来说,两端不能插隔板.
〔变式训练3〕(1)(角度1)(2022·北京通州期中)中国古代中的“礼、乐、射、御、书、数”合称“六艺”.“礼”主要指德育;“乐”主要指美育;“射”和“御”就是体育和劳动;“书”指各种历史文化知识;“数”指数学.某校国学社团开展“六艺”讲座活动,每周安排一次讲座,共讲六次.讲座次序要求“射”不在第一次,“数”和“乐”两次不相邻,则“六艺”讲座不同的次序共有( )A.408种 B.240种 C.192种 D.120种
(2)(角度2)(2022·西南四省名校联考)某校为庆祝建党一百周年,要安排一场共11个节目的文艺晚会,除第1个节目和最后一个节目已经确定外,3个音乐节目要求排在2,6,9的位置,3个舞蹈节目必须相邻,3个曲艺节目没有要求,共有不同的演出顺序多少种( )A.144 B.192 C.216 D.324
(3)(角度3)(2023·陕西宝鸡陈仓中学质检)我国棉田面积在40万公顷以上有7个省份,分别为新疆、河南、江苏、湖北、山东、河北、安徽.现有5名党员同志准备分别前往新疆、湖北、山东这三个地方考察,每个地方至少安排1名同志,则不同的安排方案种数是_________种.
名师讲坛 · 素养提升
1.限制条件的分配问题分类法: (2022·湖南三湘名校联盟联考)2020年4月22日是第51个世界地球日,今年的活动主题是“珍爱地球,人与自然和谐共生”.某校5名大学生到A,B,C三个社区做宣传,每个社区至少分配一人,每人只能去一个小区宣传.若甲、乙要求去同一个小区且不去A小区,则不同的安排方案共有( )A.20种 B.24种 C.30种 D.36种
排列组合的其他题型及解法
2.多元问题分类法:元素多,取出的情况也多种,可按结果要求分成不相容的几类情况分别计数,最后总计.3.多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理.4.“至少”“至多”问题用间接排除法或分类法.
(2022·北京海淀区二模)某运输公司有7个车队,每个车队的车辆均多于4辆.现从这个公司中抽调10辆车,并且每个车队至少抽调1辆,那么共有_______种不同的抽调方法.
5.选排问题先取后排:从几类元素中取出符合题意的几个元素,再安排到一定的位置上,可用先取后排法.6.部分合条件问题排除法:在选取的总数中,只有一部分合条件,可以从总数中减去不符合条件数,即为所求.
(2022·上海徐汇区一模)秉承“新时代、共享未来”的主题,第四届“进博会”于2021年11月5日至10日在上海召开,某高校派出2名女教师、2名男教师和1名学生参加前五天的志愿者服务工作,每天安排1人,每人工作1天,如果2名男教师不能安排在相邻两天,2名女教师也是如此,那么符合条件的不同安排方案共有_______种.
高考数学一轮总复习课件第9章计数原理概率随机变量及其分布第2讲排列与组合(含解析): 这是一份高考数学一轮总复习课件第9章计数原理概率随机变量及其分布第2讲排列与组合(含解析),共52页。PPT课件主要包含了排列与组合的概念,排列数与组合数,名师点睛,题组一,走出误区,答案1×,2×3×,题组二,走进教材,A60种等内容,欢迎下载使用。
2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第1节两个计数原理排列与组合课件: 这是一份2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第1节两个计数原理排列与组合课件,共40页。
新教材适用2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第6讲随机事件的独立性条件概率与二项分布课件: 这是一份新教材适用2024版高考数学一轮总复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第6讲随机事件的独立性条件概率与二项分布课件,共60页。PPT课件主要包含了知识梳理·双基自测,名师讲坛·素养提升,考点突破·互动探究,PAPB,np1-p,ACD等内容,欢迎下载使用。