数学排列组合公式

余年寄山水
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2020年12月03日 14:07
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2020年12月3日发(作者:郎毓秀)



公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。
公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。
N-元素的总个数
R参与选择的元素个数
!-阶乘 ,如
9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1

从N倒数r个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);

因为从n到(n-r+1)个数为n-
(n-r+1)=r

举例:

Q1: 有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个
三位数


A1: 123和213是两个不同的排列数。即对排列顺序有要
求的,既属于“排列P”计算范畴。

上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现
988,997之类的组合, 我们可以这么看,百 位数有9种可能,十位
数则应该有9-1种可能,个位数则应该只有9-1-1种可能,最终共
有9*8*7个三位数。计算公式=P(3,9)=9*8*7,(从9倒数3个的
乘积)

Q2: 有从1到9共计9个号码球,请问,如果三个一组,代
表“三国联盟”,可以组 合成多少个“三国联盟”

A2: 213组合和312组合,代表同一个组合,只要 有三个
号码球在一起即可。即不要求顺序的,属于“组合C”计算范畴。


上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于
重复的个数 即为最终组合数C(3,9)=9*8*73*2*1

排列、组合的概念和公式典型例题分析


例1 设有3名学生和4个 课外小组.(1)每名学生都只参加一个课外小组;(2)
每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小 组至多有一名学生参加.各有多少种不同方


解(1)由于每名学生都 可以参加4个课外小组中的任何一个,而不限制每个课
外小组的人数,因此共有

种不同方法.

(2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参
加,因此共有

种不同方法.

点评 由于要让3名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进行计算.

例2 排成一行,其中

不排第一,

不排第二,

不排第三,

不排第四的不同排法共
有多少种


解 依题意,符合要求的排法可分为第一个排





中的某一个,共3类,每一类
中不同排法可采用画“树图”的方式逐一排出:

∴ 符合题意的不同排法共有9种.

点评 按照分“类”的思路 ,本题应用了加法原理.为把握不同排法的规律,“树
图”是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计 数问题的一种数学模型.

例3 判断下列问题是排列问题还是组合问题并计算出结果.

(1)高三年级学生会有11人 :①每两人互通一封信,共通了多少封信②每两人互握
了一次手,共握了多少次手

(2)高二年级数学课外小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少
种不同的选法②从 中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法

(3)有2,3,5,7,11,13 ,17,19八个质数:①从中任取两个数求它们的商可以
有多少种不同的商②从中任取两个求它的积, 可以得到多少个不同的积


(4)有8盆花:①从中选出2盆分别给甲乙 两人每人一盆,有多少种不同的选法②
从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法

分析 (1)①由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所
以与顺序有关是排列 ;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,
与顺序无关,所以是组合问题.其 他类似分析.

(1)①是排列问题,共用了

封信;②是组合问题,共需握手

(次).

(2)①是排列问题,共有

(种)不同的选法;②是组合问题,共有

种不同的选法.

(3)①是排列问题,共有

种不同的商;②是组合问题,共有

种不同的积.

(4)①是排列问题,共有

种不同的选法;②是组合问题,共有

种不同的选法.

例4 证明



证明 左式



右式.


∴ 等式成立.

点评 这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质


可使变形过程得以简化.

例5 化简



解法一 原式


解法二 原式


点评 解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化.

例6 解方程:(1)

;(2)



解 (1)原方程



解得



(2)原方程可变为


∵ ,



∴ 原方程可化为



即 ,解得


第六章 排列组合、二项式定理

一、考纲要求
1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单
的问题.
2.理 解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合
数的性质,并能用它们解决一些简单的问题 .
3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一
些简单问题.


二、知识结构
三、知识点、能力点提示
(一)加法原理乘法原理
说明 加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原
理为处理排 列、组合中有关问题提供了理论根据.
例1 5位高中毕业生,准备报考3所高等院校,每人报且只报一
所,不同的报名方法共有多少种
解: 5个学生中每人都可以在3所高等院校中任选一所报名,
因而每个学生都有3种不同的 报名方法,根据乘法原理,得到不同
报名方法总共有
3×3×3×3×3=3(种)
5


(二)排列、排列数公式
说明 排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为
独特,它研 究的对象以及研 究问题的方法都 和前面掌握的知识不
同,内容抽象,解题方法比较灵活,历届高考主要考查排列的应用
题,都是 选择题或填空题考查.
例2 由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中
小于50 000的 偶数共有( )
个 个 个 个
解 因为要求是偶数,个位数只能是2或4的排法有P
2
;小于50
1
000的 五位数,万位只能是1、3或2、4中剩下的一个的排法有P
3
;
3131
在 首末两位数排定后,中间3个位数的排法有P
3
,得P
3
P
3
P
2
=36(个)
1


由此可知此题应选C.
例3 将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格里,
每格填一个数字,则 每个方格的标号与所填的数字均不同的填法有
多少种
解: 将数字1填入第2方格,则每个方格的标号与所填的数字
均不相同的填法有3种,即214 3,314 2,4123;同样将数字1填
入第3方格,也对应着3种填法;将数字1填入第4方格,也对应
3种填法,因此共有填法为
3P
3
=9(种).
1

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