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35 组合数及其性质

免费读1256字2024-07-21

  老师:大家好,我是来自于江西省新余市第四中学的数学教师郭娟。今天我们一起来学习组合数及其性质。前面我们学习了组合的定义,一般的从n个不同元素中任取m个元素为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。那么如何计算所有的组合个数?所有的组合个数叫组合数,一起来看定义,从n个不同元素中取出m个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,记作CNm,其中m小于等于n,n和m都属于正整数。

  老师:组合与组合数是两个不同的概念。一个组合是指从n个不同元素中任取m个元素为一组,它不是一个数,而是具体的一件事,而组合数是一个数。例如,从三个不同元素a、b、c中每次取出两个元素的组合为AB,aC,b、c,其中每一种都叫做一个组合,而数字3是组合数,表示共有三种组合。又比如,6个朋友聚会,每两人握手一次,问一共握手的次数,每两人握手一次,无顺序之分是组合问题。从6个人中取出两人的一个组合,就是一次握手,故一共握手的次数是C6二种。

  老师:好,我们回到前面那个问题。一,如何计算组合数CNM?我们试着通过探究排列数ANM与组合数CNM的关系来寻求答案。例如,从a、b、c、d这四个不同元素中取出两个元素进行排列,共有多少种?可能由前面学过的排列知识易得,共有A4R种排法。而这个排列问题也可以分解成以下两个步骤,第一步,从a、b、c、d这四个不同元素中取出两个元素,共有C4二种取法。

  老师:第二步,将取出的两个元素进行排列,有AR二种排法。根据分布乘法技术原理得到共有C4R乘ARr总排法,即A4R等于C4R乘以ARr。由此我们得到c是r等于a是r除以AR,r等于6。我们可以将这种方法推广。一般的把从n个不同元素中取出m个元素进行排列。这件事可以分解成以下两个步骤,第一步,从n个不同元素中取出m个元素,有CNM总取法。第二步,将取出的m个元素进行排列,共有AMM总排法。根据分布乘法技术原理可得共有cn,m乘AMM总排法,即an,m等于c,n,m乘am。根据排列数公式,分子是从n开始的,m个数的乘积分母是m的阶乘。因此我们得到cn,m等于anm除以AMM。将该式变形分子分母同时乘n减m的阶乘,该分式可变为n的阶乘,除以m的阶乘,以n减m的阶乘,这个公式叫做组合数公式,规定CN0等于1。

  老师:组合数公式有两种表达方式,第一个式子一般用于n和m较小时的计算。第二个式子一般用于n和m较大时的计算,或用于含有字母的组合数的式子进行证明。比如例题一,一计算C14二若C8M减一,大于3倍的C8M,求m的值。同学们先自己做一下。

  老师:好的,大家都做完了吗?我们一起来看一下。第一题,计算C14的值,4和10数值较小,用公式一即可。分子是从10开始的,连续4个数的乘积,分母是4的阶乘,结果为210。第二题,由题e得m减1小于等于8大于等于0,且m小于

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