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高二数学必修五知识点:排列组合公式

编辑: 路逍遥 关键词: 高中数学 来源: 记忆方法网

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  排列P------和顺序有关

  组合C-------不牵涉到顺序的问题

  排列分顺序,组合不分

  例如把5本不同的书分给3个人,有几种分法."排列"

  把5本书分给3个人,有几种分法"组合"

  1.排列及计算公式

  从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素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;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号p(n,m)表示.

  p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)=n!/(n-m)!(规定0!=1).

  2.组合及计算公式

  从n个不同元素中,任取m(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;从n个不同元素中取出m(m≤n)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.用符号

  c(n,m)表示.

  c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m);

  3.其他排列与组合公式

  从n个元素中取出r个元素的循环排列数=p(n,r)/r=n!/r(n-r)!.

  n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为

  n!/(n1!*n2!*...*nk!).

  k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为c(m+k-1,m).

  排列(Pnm(n为下标,m为上标))

  Pnm=n×(n-1)....(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是阶乘符号);Pnn(两个n分别为上标和下标)=n!;0!=1;Pn1(n为下标1为上标)=n

  组合(Cnm(n为下标,m为上标))

  Cnm=Pnm/Pmm;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(两个n分别为上标和下标)=1;Cn1(n为下标1为上标)=n;Cnm=Cnn-m

  2008-07-0813:30

  公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。N-元素的总个数R参与选择的元素个数!-阶乘,如9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1

  从N倒数r个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);

  因为从n到(n-r+1)个数为n-(n-r+1)=r

  举例:

  Q1:有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个三位数?

  A1:123和213是两个不同的排列数。即对排列顺序有要求的,既属于“排列P”计算范畴。

  上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现988,997之类的组合,我们可以这么看,百位数有9种可能,十位数则应该有9-1种可能,个位数则应该只有9-1-1种可能,最终共有9*8*7个三位数。计算公式=P(3,9)=9*8*7,(从9倒数3个的乘积)

  Q2:有从1到9共计9个号码球,请问,如果三个一组,代表“三国联盟”,可以组合成多少个“三国联盟”?

  A2:213组合和312组合,代表同一个组合,只要有三个号码球在一起即可。即不要求顺序的,属于“组合C”计算范畴。

  上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重复的个数即为最终组合数C(3,9)=9*8*7/3*2*1

  排列、组合的概念和公式典型例题分析

  例1设有3名学生和4个课外小组.(1)每名学生都只参加一个课外小组;(2)每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加.各有多少种不同方法?

  解(1)由于每名学生都可以参加4个课外小组中的任何一个,而不限制每个课外小组的人数,因此共有种不同方法.

  (2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多有一名学生参加,因此共有种不同方法.

  点评由于要让3名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法原理进行计算.

  例2排成一行,其中不排,不排第二,不排第三,不排第四的不同排法共有多少种?

  解依题意,符合要求的排法可分为个排、、中的某一个,共3类,每一类中不同排法可采用画“树图”的方式逐一排出:

  ∴符合题意的不同排法共有9种.

  点评按照分“类”的思路,本题应用了加法原理.为把握不同排法的规律,“树图”是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计数问题的一种数学模型.

  例3判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出结果.

  (1)高三年级学生会有11人:①每两人互通一封信,共通了多少封信?②每两人互握了一次手,共握了多少次手?

  (2)高二年级数学课外小组共10人:①从中选一名正组长和一名副组长,共有多少种不同的选法?②从中选2名参加省数学竞赛,有多少种不同的选法?

  (3)有2,3,5,7,11,13,17,19八个质数:①从中任取两个数求它们的商可以有多少种不同的商?②从中任取两个求它的积,可以得到多少个不同的积?

  (4)有8盆花:①从中选出2盆分别给甲乙两人每人一盆,有多少种不同的选法?②从中选出2盆放在教室有多少种不同的选法?

  分析(1)①由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是不同的两封信,所以与顺序有关是排列;②由于每两人互握一次手,甲与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其他类似分析.

  (1)①是排列问题,共用了封信;②是组合问题,共需握手(次).

  (2)①是排列问题,共有(种)不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法.

  (3)①是排列问题,共有种不同的商;②是组合问题,共有种不同的积.

  (4)①是排列问题,共有种不同的选法;②是组合问题,共有种不同的选法.

  例4证明.

  证明左式

  右式.

  ∴等式成立.

  点评这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质,可使变形过程得以简化.

  例5化简.

  解法一原式

  解法二原式

  点评解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性质;解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化.

  例6解方程:(1);(2).

  解(1)原方程

  解得.

  (2)原方程可变为

  ∵,,

  ∴原方程可化为.

  即,解得

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  (1)大气对太阳辐射的削弱作用:①吸收作用:具有选择性,臭氧吸收紫外线,水汽和二氧化碳吸收红外线。对可见光吸收的很少。②反射作用:云层和颗粒较大的尘埃。云层的反射作用最显著。③散射作用:空气分子或微小尘埃,使一部分太阳辐射不能到达地面。


  (2)大气对地面的保温作用:大气吸收地面辐射并产生大气逆辐射(射向地面的大气辐射),把部分热量归还给地面,云层越厚大气逆辐射越强。


  5、全球近地面有7个气压带(高低压相间分布),6个风带。


  (1)低纬度环流:


  ①赤道低压带:因为热力作用形成,气流辐合上升,易成云致雨,形成多雨带。常年受其控制形成热带雨林气候(亚马孙平原、刚果盆地、东南亚的马来群岛)


  ②副热带高压带:因为动力作用而形成,气流在30度纬度上空聚积而下沉,形成少雨带(东亚季风区除外),常年受其控制的地区形成热带沙漠气候(北非的撒哈拉水沙漠、西亚的沙漠、北美美国西部的沙漠、南美智利、秘鲁西部的沙漠、澳大利亚大沙漠)


  ③信风带:由副高吹向赤道低压的气流,在北半球右偏成东北信风,在南半球左偏成东南信风。


  (2)中纬度环流:


  ④副极地低压带:由来自低纬的暖气流与来自高纬的冷气流相遇运动上升而形成。形成温带多雨带。


  ⑤中纬西风带:由副高吹向副极地低压带的气流,在北半球右偏成西南风,在南半球左偏成西北风,习惯上叫西风,受其常年控制的地区,在大陆西岸形成温带海洋性气候。(欧洲西部、北美西部如加拿大的温哥华附近、南美南端的安第斯山西侧、澳大利亚南端及塔斯马尼亚岛、新西兰等)


  (3)高纬环流:


  ⑥极地高压带:因为热力作用而形成,冷空气下沉,形成少雨带。不过极地因为气温低,蒸发更少,所以极地属于降水量大于蒸发量的地区,为湿润地区。


  ⑦极地东风带:由极地高压带吹向副极地低压带的气流,在地转偏向力作用下,北半球右偏成东北风,南半球左偏成东南风。


  (4)气压带和风带的移动:△移动的原因:随太阳直射点的移动而动。△移动方向:就北半球而言,大致是夏季北移,冬季南移。


  (5)单一气压带或风带作用形成的气候类型:热带雨林气候(赤道低气压带)、热带沙漠气候(副热带高气压带)、温带海洋性气候(中纬西风带)。


  (6)气压带、风带移动形成的气候类型:热带草原气候(夏季受赤道低气压带控制,冬季受低纬信风带控制)、地中海气候(夏季受副热带高气压带控制,冬季受中纬西风带控制)。



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