选修2-3《组合数的性质》辅导与练习
知识方法:
mn?m1. 组合数的性质1:Cn. ?Cn一般地,从n个不同元素中取出m个元素后,剩下n?m个元素.因为从n个不同元素中取出m个元素的每一个组合,与剩下n ? m个元素的每一个组合一一对应,所以从n个不同....元素中取出m个元素的组合数,等于从这n个元素中取出n ? m个元素的组合数,即:
mn?m.在这里,主要体现:“取法”与“剩法”是“一一对应”的思想。 Cn?Cn证明:∵Cnn?m?说明:
n!n!mn?mn! 又Cnm?,∴Cn ?Cn?(n?m)![n?(n?m)]!m!(n?m)!m!(n?m)!0①规定:Cn?1;②等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标;③此性质作用:
当m?nmn?m20012002?20011时,计算Cn可变为计算Cn,能够使运算简化.例如C2002=C2002=C2002=2002; 2④Cnx?Cny?x?y或x?y?n。
mmm?12.组合数的性质2:Cn. ?1=Cn+Cnm一般地,从a1,a2,?,an?1这n+1个不同元素中取出m个元素的组合数是Cn?1,这些组合
可以分为两类:一类含有元素a1,一类不含有a1.含有a1的组合是从a2,a3,?,an?1这n个元
m?1素中取出m ?1个元素与a1组成的,共有Cn个;不含有a1的组合是从a2,a3,?,an?1这n个m元素中取出m个元素组成的,共有Cn个.根据分类计数原理,可以得到组合数的另一个性
质.在这里,主要体现从特殊到一般的归纳思想,“含与不含其元素”的分类思想.
证明:Cnm?Cnm?1? ?(n?m?1?m)n!?m!(n?m?1)!n!n! ?n!(n?m?1)?n!m ?m!(n?m)!(m?1)![n?(m?1)]!m!(n?m?1)!mmmm?1(n?1)! ∴=+。 C?CnCCn?1n?1nm!(n?m?1)!说明:①公式特征:下标相同而上标差1的两个组合数之和,等于下标比原下标多1而上标与大的相同的一个组合数; ②此性质的作用:恒等变形,简化运算。 同步练习:
1.某校开设A类选修课3门,B类选修课4门,一位同学从中共选3门.若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有( )
A.30种 B.35种 C.42种 D.48种
2.甲组有5名男同学、3名女同学;乙组有6名男同学、2名女同学.若从甲、乙两组中各选出2名同学,则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有( )
A.150种 B.180种 C.300种 D.345种
3.(2010年高考大纲全国卷Ⅱ)将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的放法共有( )
A.12种 B.18种 C.36种 D.54种
4.从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组队方案共有( )
A.70种 B.80种 C.100种 D.140种
5.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( )
A.10 B.11 C.12 D.15
6.如图所示的四棱锥中,顶点为P,从其他的顶点和各棱中点中取3个,使它们和点P在同一平面内,不同的取法种数为( )
A.40 B.48 C.56 D.62
7.从1,2,3,4中一次随机地取两个数,则其中一个数是另一个数的两倍的概率是_____. 8.某运动队有5对老搭档运动员,现抽派4个运动员参加比赛,则这4人都不是老搭档的抽派方法数为________.
9.在50件产品中有4件是次品,从中任意抽出5件,至少有三件是次品的抽法共有____种. 三、解答题
10.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)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法? 11.有9本不同的课外书,分给甲、乙、丙三名同学,求在下列条件下,各有多少种不同的分法?(1)甲得4本,乙得3本,丙得2本;(2)一人得4本,一人得3本,一人得2本;(3)甲、乙、丙各得3本.
12.如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A、B的六个点C1、C2、C3、C4、C5、C6,直径AB上有异于A、B的四个点D1、D2、D3、D4.
(1)以这10个点中的3个点为顶点作三角形可作出多少个?其中含C1点的有多少个?
(2)以图中的12个点(包括A、B)中的4个点为顶点,可作出多少个四边形?
参考答案:
1.解析:选A.法一:可分两种互斥情况:A类选1门,B类选2门或A类选2门,B类选1门,
221
共有C13C4+C3C4=18+12=30种选法.
33
法二:总共有C37=35种选法,减去只选A类的C3=1种,再减去只选B类的C4=4种,
故有30种选法.
2.解析:选D.依题意,就所选出的1名女同学的来源分类:第一类,所选出的1名女同学来
12
自于甲组的相应选法有C13·C5·C6=225种;第二类,所选出的1名女同学来自于乙组的相应12选法有C12·C6·C5=120种.因此满足题意的选法共有225+120=345种,选D.
3.解析:选B.先将1,2捆绑后放入信封中,有C13种方法,再将剩余的4张卡片放入另外两个
2122信封中,有C24C2种方法,所以共有C3C4C2=18种方法.
34.解析:选A.当选择的3名医生都是男医生或都是女医生时,共有C35+C4=14种组法,从9
人中选择3人一共有C39=84种组法,所以要求男,女医生都有的情况共有84-14=70种组
2队方法.本题也可以应用直接法进行求解:当小分队中有一名女医生时有C14C5=40种组法;1当小分队中有2名女医生时有C24C5=30种组法,故共有70种组队方法.
5.解析:选B.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个位置相同,其他2个不同,有C24=6个;
第二类:与信息0110恰有一个对应位置上的数字相同,即从4个位置中选1个位置相同,其他3个不同,有C14=4个;
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C04=1个.
由加法原理知,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6+4+1=11.
6.解析:选C.满足要求的点的取法可分为3类:
第1类,在四棱锥的每个侧面上除点P外任取3点,有4C5种取法; 第2类,在两个对角面上除点P外任取3点,有2C34种取法;
第3类,过点P的四条棱中,每一条棱上的两点和与这条棱异面的两条棱的中点也共面,有4C12种取法.
31
所以,满足题意的不同取法共有4C35+2C4+4C2=56种.
3
7.解析:从1,2,3,4中任取两个数的组合个数为C2满足一个数是另一个数两倍的组合为4=6,
211
{1,2},{2,4},故P==. 答案: 633
1111
8.解析:先抽取4对老搭档运动员,再从每对老搭档运动员中各抽1人,故有C45C2C2C2C2=
80(种).答案:80
1329.解析:分两类,有4件次品的抽法为C44C46(种);有三件次品的抽法有C4C46(种),所以共有132C44C46+C4C46=4186种不同的抽法.答案:4186
10.解:(1)从10名教师中选2名去参加会议的选法数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即C210=
10×9
=45(种). 2×1
(2)从6名男教师中选2名的选法有C2从4名女教师中选2名的选法有C2根据分6种,4种,
2
步乘法计数原理,共有选法C26·C4=
6×54×3
·=90(种). 2×12×1
11.解:(1)甲得4本,乙得3本,丙得2本,这件事分三步完成.
第一步:从9本不同的书中,任取4本分给甲,有C49种方法; 第二步:从余下的5本书中,任取3本分给乙,有C35种方法; 第三步:把剩下的两本书给丙,有C22种方法.
32根据分步乘法计数原理知,共有不同的分法C49C5C2=1260(种).
所以甲得4本,乙得3本,丙得2本的分法共有1260种. (2)一人得4本,一人得3本,一人得2本,这件事分两步完成.
32第一步:按4本、3本、2本分成三组,有C49C5C2种方法;
第二步:将分成的三组书分给甲、乙、丙三个人,有A33种方法.
323根据分步乘法计数原理知,共有不同的分法C49C5C2A3=7560(种).
所以一人得4本,一人得3本,一人得2本的分法共有7560(种). (3)用与(1)相同的方法求解,得
33C39C6C3=1680(种).所以甲、乙、丙各得3本的分法共有1680种.
12.解:(1)可分三种情况处理:
①C1、C2、?、C6这六个点任取三点可构成一个三角形;
②C1、C2、?、C6中任取一点,D1、D2、D3、D4中任取两点可构成一个三角形; ③C1、C2、?、C6中任取两点,D1、D2、D3、D4中任取一点可构成一个三角形.
12212112∴C36+C6C4+C6C4=116(个).其中含C1点的三角形有C5+C5·C4+C4=36(个). 3122(2)构成一个四边形,需要四个点,且无三点共线,∴共有C46+C6C6+C6C6=360(个).
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