集合 高中数学 打比方-高中数学写教案比赛任务书
课 题:
10.3组合 (二)
教学目的:
1掌握组合数的两个性质,并能运用组合数的性质进行化简;
2. 进一步理解排列与组合的
区别和联系,熟练掌握组合数的计算公式,并
且能够运用公式解决一些简单的应用问题
教学重点:组合数的性质
教学难点:组合数的性质
授课类型:新授课
课时安排:1课时
教 具:多媒体、实物投影仪
教学过程:
一、复习引入:
1 分类计数原理:做一件事情,完成它可以有n类办法,在第
一类办法
中有
m
1
种不同的方法,在第二类办法中有
m
2<
br>种不同的方法,……,在第n类
三人行,必有我师
办法中有
m
n
种不同的方法那么完成这件事共有
N
?m
1
?m
2
?
?m
n
种不
同的方法 <
br>2.分步计数原理:做一件事情,完成它需要分成n个步骤,做第一步有
m
1
种
不同的方法,做第二步有
m
2
种不同的方法,……,做第n步有
m
n
种不同的
方法,那么完成这件事有
N?m
1
?m
2
??
m
n
种不同的方法
3.排列的概念:从
n
个不同
元素中,任取
m
(
m?n
)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
n
个不同元素中取出
m
个
.....<
br>元素的一个排列
....
4.排列数的定义:从
n
个不同元
素中,任取
m
(
m?n
)个元素的所有排
m
列的个数叫做从
n
个元素中取出
m
元素的排列数,用符号
A
n
表示
m
5.排列数公式:
A
n
?n(n?1)(n?2)(n?m?1)
(
m,n?N
?
,m?n
)
6 阶乘:
n!表示正整数1到
n
的连乘积,叫做
n
的阶乘规定
0!?1
.
m
7.排列数的另一个计算公式:
A
n
=
n!
(n?m)!
8 组合的概念:一般地,从
n
个不同元素中取出
m<
br>?
m?n
?
个元素并成一
组,叫做从
n
个不同元素中
取出
m
个元素的一个组合
说明:⑴不同元素;⑵“只取不排”——无序性;⑶相同组合:元素相同
9.组合数的概念:
从
n
个不同元素中取出
m
?
m?n
?
个元素的所有
组合的
m
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
C
n
表示.
...
A
n
m
n(n?1)(n?2)(n?m?1)
10.组合数
公式:
C?
m
?
A
m
m!
m
n
或
C
n
?
m
n!
(n,m?N
?
,且m?n)
m!(n?m)!
二、讲解新课:
1
组合数的性质1:
C
n
?C
n
mn?m
.
三人行,必有我师
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,与剩下的
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
....
mn?m
元素中取出
n
?
m
个元素的组合数,即:
C
n
.在这里,主要体现:“取
?Cn
法”与“剩法”是“一一对应”的思想
n?m
证明:∵
C
n
?
n!n!
?
(n?m)![n?(n?m)]!m!(n?m)!
m
又
C<
br>n
?
mn?m
n!
,∴
C
n
?C
n
m!(n?m)!
0
说明:①规定:
C
n
?1
;
②等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标;
n
m
n?m
③
此性质作用:当
m?
时,计算
C
n
可变为计算
C
n
,能够使运算简化.
2
20012002?2001
1
例如
C
2002
=
C
2002
=
C
2002
=2002;
x
④
C
n
?C
n
y
?x?y
或
x?y?n
.
m
mm?1
2.组合数的性质2:
C
n
.
?1<
br>=
C
n
+
C
n
一般地,从
a
1,a
2
,?,a
n?1
这
n
+1个不同元素中取出m
个元素的组合数是
m
C
n?1
,这些组合可以分为两类:一类
含有元素
a
1
,一类不含有
a
1
.含有
a
1
的
m?1
组合是从
a
2
,a
3
,?,a
n?1
这
n
个元素中取出
m
?1个元素与
a1
组成的,共有
C
n
个;不含有
a
1
的组合是
从
a
2
,a
3
,?,a
n?1
这
n
个元素中取出
m
个元素组成的,
m
共有
C
n
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.
n!n!
mm?1
证明:
C
n
?
n!(n?m?1)?n!m
?C
n
??
m!(n?m)!(m?1)![n?(m?1)]!
m!(n?m?1)!
m
(n?
1)!
?
(n?m?1?m)n!
?
?C
n?1
m!(
n?m?1)!
m!(n?m?1)!
m
mm?1
∴
C
n<
br>=+.
C
C
n
?1n
三人行,必有我师
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
三、讲解范例:
例1.一个口袋内装有大小不同的7个白球和1个黑球,
(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
(2)从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
332323
解:( 1)
C
8
,;(2)
C
7
(3)
C
7?56
,或
C
8
?C
7
?C
7
?21
;
?35
.
3456
例2.(1)计算:
C
7
;
?C
7?C
8
?C
9
nnn?1n?2
(2)求证:
C
m?2
=
C
m
+
2C
m
+
C
m
.
4565664
解:(1)原式
?C
8
?C
8
?C
9
?C
9
?C
9
?C
10
? C
10
?210
;
nn?1n?1n?2nn?1n
证明:(2) 右边
?(C
m
?C
m
)?(C
m
?C
m< br>)?C
m
?C?C
?1m?1m?2
?
左边
1
3
A
x?3
.
10
解:(1)由原方程得x?1?2x?3
或
x?1?2x?3?13
,∴
x?4
或x?5
,
x?12x?3
例3.解方程:(1)
C
13
;(2)解方程:
C
x?2
?C
x?2
?
?C
1 3
x?2x?3
?
1?x?1?13
?
?
又由
?
1?2x?3?13
得
2?x?8
且
x?N
,∴原方程的解 为
x?4
或
x?5
?
x?N
?
?
上述求解过程中的不等式组可以不解,直接把
x?4
和
x?5
代入检验,这
样运算量小得多.
(2)原方程可化为
C
x?3
?
x?2
1
3
1
3
(x?3!)(3!)x?
5
A
x?3
,
A
x?3
,
?
即
C
x?3
?
∴,
1010
5(!x2!)?10!?x
∴
11
?
,
120(x?2)!10?x(x?1)?(x?2)!
2
∴
x?x?12?0,解得
x?4
或
x??3
,
经检验:
x?4
是原方程的解
四、课堂练习:
1.方程
C
28
?C
28
的解集为( )
三人行,必有我师
x3x?8
A
.
?
4
?
B
.
?
9
?
C
.
?
D
.
?
4,9
?
m?217?m
2.
式子
C
10
(
m?N
)的值的个数为 ( )
?C
10
?
A
.
1
B
.
2
C
.
3
D
.
4
998
3.化简:
C
m
?C
m?1
?C
m
?
;
108n
4.若
C
n
,则
C
20
的值为
;
?C
n
5.有3张参观券,要在5人中确定3人去参观,不同方法的种数是
;
6.要从5件不同的礼物中选出3件分送3位同学,不同的方法种数是 ;
7.5名工人分别要在3天中选择1天休息,不同方法的种数是 ;
8.集合
A
有
m
个元素,集合
B
有
n
个元素,从两个集合
中各取出1个元素,
不同方法的种数是 .
,2,3,
9.从
1
,20
这
20
个数中选出2个不同的数,使这两个数的和为偶数,有
_
种不同选法
10.正12边形的对角线的条数是 .
x?22x
11.已知
C
17
,求
C
8
x
的值;
?C
17
2x2x?156
12.解方程:
C
4
.
?C
4
?C
6
?C
6
13.6人同时被邀请参加一
项活动,必须有人去,去几人自行决定,共有多少种不
同的去法?
14.在所有的三位数中,各位数字从高到低顺次减小的数共有 个
答案:1.
D 2. A 3. 0 4. 190 5. 10 6. 60 7. 243
8.
mn
9. 90 10. 54 11. 28或者56
12. 2 或者
33
14.
A
10
A
3
?120
,可以保证0在最低位
1
13. 63
2
五、小结 :组合数的两个性质;从特殊到一般
的归纳思想;常用的等式:
0kk?1
C
k
0
?C
k?1<
br>?C
k
?C
k?1
?1
六、课后作业:
七、板书设计(略)
八、课后记:
三人行,必有我师
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