重点:
掌握解排列问题的常用方法
教学过程
一、复习引入:
1.排列的概念:
从 个不同元素中,任取 ( )个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从 个不同元素中取出 个元素的一个排列
说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列;
(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同
2.排列数的定义:
从 个不同元素中,任取 ( )个元素的所有排列的个数叫做从 个元素中取出 元素的排列数,用符号 表示
注意区别排列和排列数的不同:“一个排列”是指:从 个不同元素中,任取 个元素按照一定的顺序排成一列,不是数;“排列数”是指从 个不同元素中,任取 ( )个元素的所有排列的个数,是一个数 所以符号 只表示排列数,而不表示具体的排列
3.排列数公式及其推导:
( )
全排列数: (叫做n的阶乘)
二、讲解新课:
解排列问题问题时,当问题分成互斥各类时,根据加法原理,可用分类法;当问题考虑先后次序时,根据乘法原理,可用位置法;这两种方法又称作直接法.当问题的反面简单明了时,可通过求差排除采用间接法求解;另外,排列中“相邻”问题可以用“捆绑法”;“分离”问题可能用“插空法”等.
解排列问题和组合问题,一定要防止“重复”与“遗漏”.
互斥分类――分类法
先后有序――位置法
反面明了――排除法
相邻排列――捆绑法
分离排列――插空法
例1求不同的排法种数:
(1)6男2女排成一排,2女相邻;
(2)6男2女排成一排,2女不能相邻;
(3)4男4女排成一排,同性者相邻;
(4)4男4女排成一排,同性者不能相邻.
例2在3000与8000之间,数字不重复的奇数有多少个?
分析 符合条件的奇数有两类.一类是以1、9为尾数的,共有P21种选法,首数可从3、4、5、6、7中任取一个,有P51种选法,中间两位数从其余的8个数字中选取2个有P82种选法,根据乘法原理知共有P21P51P82个;一类是以3、5、7为尾数的共有P31P41P82个.
解 符合条件的奇数共有P21P51P82+P31P41P82=1232个.
答 在3000与8000之间,数字不重复的奇数有1232个.
例3 某小组6个人排队照相留念.
(1)若分成两排照相,前排2人,后排4人,有多少种不同的排法?
(2)若分成两排照相,前排2人,后排4人,但其中甲必须在前排,乙必须在后排,有多少种排法?
(3)若排成一排照相,甲、乙两人必须在一起,有多少种不同的排法?
(4)若排成一排照相,其中甲必在乙的右边,有多少种不同的排法?
(5)若排成一排照相,其中有3名男生3名女生,且男生不能相邻有多少种排法?
(6)若排成一排照相,且甲不站排头乙不站排尾,有多少种不同的排法?
分析 (1)分两排照相实际上与排成一排照相一样,只不过把第3~6个位子看成是第二排而已,所以实际上是6个元素的全排列问题.
(2)先确定甲的排法,有P21种;再确定乙的排法,有P41种;最后确定其他人的排法,有P44种.因为这是分步问题,所以用乘法原理,有P21?P41?P44种不同排法.
(3)采用“捆绑法”,即先把甲、乙两人看成一个人,这样有P55种不同排法.然后甲、乙两人之间再排队,有P22种排法.因为是分步问题,应当用乘法原理,所以有P55?P22种排法.
(4)甲在乙的右边与甲在乙的左边的排法各占一半,有P66种排法.
(5)采用“插入法”,把3个女生的位子拉开,在两端和她们之间放进4张椅子,如____女____女____女____,再把3个男生放到这4个位子上,就保证任何两个男生都不会相邻了.这样男生有P43种排法,女生有P33种排法.因为是分步问题,应当用乘法原理,所以共有P43?P33种排法.
(6)符合条件的排法可分两类:一类是乙站排头,其余5人任意排有P55种排法;一类是乙不站排头;由于甲不能站排头,所以排头只有从除甲、乙以外的4人中任选1人有P41种排法,排尾从除乙以外的4人中选一人有P41种排法,中间4个位置无限制有P44种排法,因为是分步问题,应用乘法原理,所以共有P41P41P44种排法.
解 (1)P66=720(种)
(2)P21?P41?P44=2×4×24=192(种)
(3)P55?P22=120×2=240(种)
(4)P66=360(种)
(5)P43?P33=24×6=144(种)
(6)P55+P41P41P44=120+4×4×24=504(种)
或法二:(淘汰法)P66-2P55+P44=720-240+24=504(种)
课堂小节:本节课学习了排列、排列数的概念,排列数公式的推导
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