第2课时 组合的综合应用
学 习 目 标
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核 心 素 养
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1.学会运用组合的概念,分析简单的实际问题.(重点)
2.能解决无限制条件的组合问题.(难点)
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通过组合解决实际问题,提升逻辑推理和数学运算的素养.
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组合数的两个性质
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【例1】 计算:(1)C+C+C+…+C;
(2)(C+C)÷A.
[思路点拨] (1)利用组合数的公式及性质,逐一进行证明或计算.
(2)中排列数公式和组合数公式的综合运用.
[解] (1)C+C+C+…+C
=C+C+C+…+C-C=C+C+C+…+C-1
=…=C-1=329.
(2)(C+C)÷A=(C+C)÷A=C÷A=.
组合数公式C=体现了组合数与相应排列数的关系,一般在计算具体的组合数时会用到.组合数公式C=的主要作用有:
(1)计算m,n较大时的组合数;
(2)对含有字母的组合数的式子进行变形和证明.,特别地,当m>时计算C,用性质C=C转化,减少计算量.
1.解方程C=C.
[解] 由原方程及组合数性质可知3n+6=4n-2或3n+6=18-(4n-2),解得n=8或n=2.而当n=8时,3n+6=30>18,不符合组合数的定义,故舍去.因此n=2.
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有限制条件的组合问题
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【例2】 课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?
(1)至少有一名队长当选;
(2)至多有两名女生当选;
(3)既要有队长,又要有女生当选.
[解] (1)至少有一名队长含有两种情况:有一名队长和两名队长,故共有C·C+C·C=825种.或采用排除法有C-C=825种.
(2)至多有两名女生含有三种情况:有两名女生、只有一名女生、没有女生,故共有C·C+C·C+C=966种.
(3)分两种情况:
第一类:女队长当选,有C种;
第二类:女队长不当选,
有C·C+C·C+C·C+C种.
故共有C+C·C+C·C+C·C+C=790种.
在本例条件下,至多有1名队长被选上的方法有多少种?
[解] 分两类情况:
第一类:没有队长被选上,从除去两名队长之外的11名学生中选取5人有C=462种选法.
第二类:一名队长被选上,分女队长被选上和男队长被选上,不同的选法有:C+C=660种选法.
所以至多有1名队长被选上的方法有462+660=1 122种.
常见的限制条件及解题方法
1.特殊元素:若要选取的元素中有特殊元素,则要以有无特殊元素,特殊元素的多少作为分类依据.
2.含有“至多”“至少”等限制语句:要分清限制语句中所包含的情况,可以此作为分类依据,或采用间接法求解.
3.分类讨论思想:解题的过程中要善于利用分类讨论思想,将复杂问题分类表达,逐类求解.