6.2.1排列(新版高中数学课件教案学案习题人教A版选择性必修第三册).doc

6．2　排列与组合6.2.1　排列课标要求素养要求1.通过实例理解排列的概念.2.能应用排列知识解决简单的实际问题.通过学习排列的概念，进一步提升数学抽象及逻辑推理素养.新知探究　“排列三”是中国福利彩票的一种，它是使用摇奖机、摇奖球进行摇奖的，“排列三”，“排列五”共同摇奖，一次摇出5个号码，“排列三”的中奖号码为当期摇出的全部中奖号码的前3位，“排列五”的中奖号码为当期摇出的全部中奖号码，每日进行开奖．问题　福彩3D即“排列三”摇出的号码的总的结果数是多少？提示　以第1位数为例，第1位的奖号是从0到9这10个数字中摇出一个，每个数字都有相同概率摇出，所以第1位上就有10种可能，同理第2位、第3位都各有10种可能，前3位总共就有1 000种组合方法．排列的定义排列定义中两层含义：一是“取出元素”，二是“按照一定的顺序”一般地，从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素，并按照一定的顺序排成一列，叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列．拓展深化[微判断]1．在一个排列中，若交换两个元素的位置，则该排列不发生变化．()提示　在一个排列中，若交换两个元素的位置，则该排列与原来的排列不同．2．在一个排列中，同一个元素不能重复出现．(√)3．从1，2，3，4中任选两个元素，就组成一个排列．()提示　从1，2，3，4中任选两个元素并按照一定的顺序排成一列，才能组成一个排列．4．从5个同学中任选2个同学分别参加数学和物理竞赛的所有不同的选法是一个排列问题．(√)[微训练]1．有5本不同的书，从中选3本送给3名同学，每人各1本，则送法共有(　　)A．5种 B．3种C．60种 D．15种解析　从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学的一种送法，对应于从5个不同元素中取出3个元素的一个排列，因此，共有送法543＝60(种)．答案　C2．从5名同学中选出正、副组长各1名，有__________种不同的选法(用数字作答)．解析　从5名同学中选出正、副组长各1名，即从5个不同元素中选出2个元素进行排列，不同的选法种数为54＝20.答案　20[微思考]用1，2，3这三个数字共可以排成多少个无重复数字的三位数？123与321是不是相同的排列？提示　共可以得到6个三位数，123与321是不同的排列，只有两个排列元素相同，顺序也相同时，才是同一个排列.题型一　排列的概念【例1】　判断下列问题是否为排列问题．(1)北京、上海、天津三个民航站之间的直达航线的飞机票的价格(假设来回的票价相同)；(2)选2个小组分别去植树和种菜；(3)选2个小组去种菜；(4)选10人组成一个学习小组；(5)选3个人分别担任班长、学习委员、生活委员；(6)某班40名学生在假期相互通信．解　(1)中票价只有三种，虽然机票是不同的，但票价是一样的，不存在顺序问题，所以不是排列问题．(2)植树和种菜是不同的，存在顺序问题，属于排列问题．(3)，(4)不存在顺序问题，不属于排列问题．(5)中每个人的职务不同，例如甲当班长与当学习委员是不同的，存在顺序问题，属于排列问题．(6)A给B写信与B给A写信是不同的，所以存在着顺序问题，属于排列问题．所以在上述各题中(2)，(5)，(6)属于排列问题.规律方法　判断一个具体问题是否为排列问题的方法【训练1】　下列问题是排列问题吗？(1)从1，2，3，4四个数字中，任选两个做加法，其结果有多少种不同的可能？(2)从1，2，3，4四个数字中，任选两个做除法，其结果有多少种不同的可能？(3)会场有50个座位，要求选出3个座位有多少种方法？若选出3个座位安排3位客人入座，又有多少种方法？解　(1)不是；(2)是；(3)第一问不是，第二问是．理由：由于加法运算满足交换律，所以选出的两个元素做加法求结果时，与两个元素的位置无关，但列除法算式时，两个元素谁作除数，谁作被除数不一样，此时与位置有关．选出3个座位与顺序无关，“入座”问题同“排队”，与顺序有关，故选3个座位安排3位客人入座是排列问题．题型二　排列的列举问题【例2】　(1)从1，2，3，4四个数字中任取两个数字组成无重复数字的两位数，一共可以组成多少个？(2)写出从4个元素a，b，c，d中任取3个元素的所有排列．解　(1)由题意作“树状图”，如下．故组成的所有两位数为12，13，14，21，23，24，31，32，34，41，42，43，共有12个．(2)由题意作“树状图”，如下．故所有的排列为abc，abd，acb，acd，adb，adc，bac，bad，bca，bcd，bda，bdc，cab，cad，cba，cbd，cda，cdb，dab，dac，dba，dbc，dca，dcb.规律方法　利用“树状图”法解决简单排列问题的适用范围及策略(1)适用范围：“树状图”在解决排列元素个数不多的问题时，是一种比较有效的表示方式．(2)策略：在操作中先将元素按一定顺序排出，然后以先安排哪个元素为分类标准进行分类，再安排第二个元素，并按此元素分类，依次进行，直到完成一个排列，这样能做到不重不漏，然后再按树状图写出排列．【训练2】　写出A，B，C，D四名同学站成一排照相，A不站在两端的所有可能站法．解　由题意作“树状图”，如下，故所有可能的站法是BACD，BADC，BCAD，BDAC，CABD，CADB，CBAD，CDAB，DABC，DACB，DBAC，DCAB.题型三　排列的简单应用【例3】　用具体数字表示下列问题．(1)从100个两两互质的数中取出2个数，其商的个数；(2)由0，1，2，3组成的能被5整除且没有重复数字的四位数的个数；(3)有4名大学生可以到5家单位实习，若每家单位至多招1名实习生，每名大学生至多到1家单位实习，且这4名大学生全部被分配完毕，其分配方案的个数．解　(1)从100个两两互质的数中取出2个数，分别作为商的分子和分母，其商共有10099＝9 900(个)．(2)因为组成的没有重复数字的四位数能被5整除，所以这个四位数的个位数字一定是“0”，故确定此四位数，只需确定千位数字、百位数字、十位数字即可，共有321＝6(个)．(3)可以理解为从5家单位中选出4家单位，分别把4名大学生安排到4家单位，共有5432＝120(个)分配方案．规律方法　要想正确地表示排列问题的排列个数，应弄清这件事中谁是分步的主体，分清m个元素和n(m≤n)个不同的位置各是什么.【训练3】　(1)有7本不同的书，从中选3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法？(2)有7种不同的书，要买3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法？解　(1)从7本不同的书中选3本送给3名同学，相当于从7个不同元素中任取3个元素的一个排列，所以共有765＝210(种)不同的送法．(2)从7种不同的书中买3本书，这3本书并不要求都不相同，根据分步乘法计数原理知，共有777＝343(种)不同的送法.一、素养落地1．通过本节课的学习，进一步提升数学抽象素养及数学运算素养．2．排列有两层含义：一是“取出元素”，二是“按照一定顺序排成一列”．这里“一定的顺序”是指每次取出的元素与它所排的“位置”有关，所以，取出的元素与“顺序”有无关系就成为判断问题是否为排列问题的标准．二、素养训练1．从1，2，3，4四个数字中，任选两个数做加、减、乘、除运算，分别计算它们的结果，在这些问题中，有几种运算可以看作排列问题(　　)A．1 B．3 C．2 D．4解析　因为加法和乘法满足交换律，所以选出两个数做加法和乘法时，结果与两数字位置无关，故不是排列问题，而减法、除法与两数字的位置有关，故是排列问题．答案　C2．从甲、乙、丙三人中选两人站成一排的所有站法为(　　)A．甲乙，乙甲，甲丙，丙甲B．甲乙丙，乙丙甲C．甲乙，甲丙，乙甲，乙丙，丙甲，丙乙D．甲乙，甲丙，乙丙解析　选出两人，两人的不同顺序都要考虑．答案　C3．某电视台一节目收视率很高，现要连续插播4个广告，其中2个不同的商业广告和2个不同的公益宣传广告，要求最后播放的必须是商业广告，且2个商业广告不能连续播放，则不同的播放方式有(　　)A．8种 B．16种C．18种 D．24种解析　可分三步：第一步，排最后一个商业广告，有2种；第二步，在前两个位置选一个排第二个商业广告，有2种；第三步，余下的两个排公益宣传广告，有2种．根据分步计数原理，不同的播放方式共有222＝8(种)．故选A.答案　A4．8种不同的菜种，任选4种种在不同土质的4块地上，有__________种不同的种法(用数字作答)．解析　本题即为从8个不同元素中任选4个元素的排列问题，所以不同的种法共有8765＝1 680(种)．答案　1 6805．某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号，每次可以任挂1面、2面或3面，并且不同的顺序表示不同的信号，则一共可以表示______种不同的信号．解析　第1类，挂1面旗表示信号，有3种不同方法；第2类，挂2面旗表示信号，有32＝6(种)不同方法；第3类，挂3面旗表示信号，有321＝6(种)不同方法．根据分类加法计数原理，可以表示的信号共有3＋6＋6＝15(种)．答案　15基础达标一、选择题1．(多选题)下面问题中，不是排列问题的是(　　)A．由1，2，3三个数字组成无重复数字的三位数B．从40人中选5人组成篮球队C．从100人中选2人抽样调查D．从1，2，3，4，5中选2个数组成集合解析　选项A中组成的三位数与数字的排列顺序有关，选项B，C，D只需取出元素即可，与元素的排列顺序无关．答案　BCD2．甲、乙、丙三人排成一排去照相，甲不站在排头的所有排列种数为(　　)A．6 B．4 C．8 D．10解析　列“树状图”如下：故共有丙甲乙，丙乙甲，乙甲丙，乙丙甲4种排列方法．答案　B3．从2，3，5，7四个数中任选两个分别相除，则得到的不同结果有(　　)A．6个 B．10个 C．12个 D．16个解析　不同结果有43＝12(个)．答案　C4．从1，3，5，7，9这五个数中，每次取出两个不同的数分别记为a，b，共可得到lg a－lg b的不同值的个数是(　　)A．9 B．10 C．18 D．20解析　lg a－lg b＝lg ，从1，3，5，7，9中任取两个数分别记为a，b，共有54＝20(种)，其中lg ＝lg ，lg＝lg ，故其可得到18种结果．答案　C5．四张卡片上分别标有数字“2”“0”“1”“1”，则由这四张卡片可组成不同的四位数的个数为(　　)A．6 B．9 C．12 D．24解析　组成的四位数列举如下：1 012，1 021，1 102，1 120，1 201，1 210，2 011，2 101，2 110，共9个．答案　B二、填空题6．某高三毕业班有40人，同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言，那么全班共写了__________条毕业留言(用数字作答)．解析　根据题意，得4039＝1 560，故全班共写了1 560条毕业留言．答案　1 5607．2020北京车展期间，某调研机构准备从5人中选3人去调查E1馆、E3馆、E4馆的参观人数，不同的安排方法种数为__________．解析　由题意可知，问题为从5个。