高中数学1.1.2分类加法计数原理与分步乘法计数原理的综合应用课件新人教A版选修23.ppt
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1、第2课时分类加法计数原理与分步乘法计数原理的综合应用【题型示范】【题型示范】类型一类型一 选选(抽抽)取与分配问题取与分配问题【典例【典例1 1】(1)(1)两人进行乒乓球比赛,采取五局三胜制,即先赢三局者获两人进行乒乓球比赛,采取五局三胜制,即先赢三局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的各人输赢局次的不同视为不同情形不同视为不同情形)共有共有()()A.10A.10种种 B.15 B.15种种 C.20 C.20种种 D.30 D.30种种(2)(2013(2)(2013四川高考四川高考)从从1,3,5,7,91,3,5,7,9这五
2、个数中,每次取出两这五个数中,每次取出两个不同的数分别为个不同的数分别为a,ba,b,共可得到,共可得到lg alg alg blg b的不同值的个数的不同值的个数是是()()A.9 B.10 C.18 D.20A.9 B.10 C.18 D.20(3)(3)甲、乙、丙甲、乙、丙3 3个班各有三好学生个班各有三好学生3,5,23,5,2名,现准备推选名,现准备推选2 2名名来自不同班的三好学生去参加校三好学生代表大会,共有来自不同班的三好学生去参加校三好学生代表大会,共有_种不同的推选方法种不同的推选方法.【解题探究】【解题探究】1.1.题题(1)(1)的五局三胜中,两人可以进行几局比赛的五局
3、三胜中,两人可以进行几局比赛?2.2.题题(2)(2)中每次从中每次从1 1,3 3,5 5,7 7,9 9中任取两个不同的数,则共有中任取两个不同的数,则共有多少种不同的取法?多少种不同的取法?3.3.题题(3)(3)中推选的中推选的2 2名三好学生的班级有几种情况?名三好学生的班级有几种情况?【探究提示】【探究提示】1.1.五局三胜中,两人可以进行五局三胜中,两人可以进行3 3局,局,4 4局,局,5 5局比局比赛赛.2.2.分两步选取共有分两步选取共有54=2054=20种不同的选取方法种不同的选取方法.3.3.有有3 3种情况,分别是甲、乙班各种情况,分别是甲、乙班各1 1名,甲、丙班
4、各名,甲、丙班各1 1名,乙、名,乙、丙班各丙班各1 1名名.【自主解答】【自主解答】(1)(1)选选C.C.由题意知,比赛局数最少为由题意知,比赛局数最少为3 3局,至多为局,至多为5 5局局.当比赛局数为当比赛局数为3 3局时,情形为甲或乙连赢局时,情形为甲或乙连赢3 3局,共局,共2 2种;当种;当比赛局数为比赛局数为4 4局时,若甲赢,则前局时,若甲赢,则前3 3局中甲赢局中甲赢2 2局,最后一局甲局,最后一局甲赢,共有赢,共有3(3(种种)情形;同理,若乙赢,则也有情形;同理,若乙赢,则也有3 3种情形,所以共种情形,所以共有有6 6种情形;当比赛局数为种情形;当比赛局数为5 5局时
5、前局时,前4 4局,甲、乙双方各赢局,甲、乙双方各赢2 2局,局,最后一局胜出的人赢,若甲前最后一局胜出的人赢,若甲前4 4局赢局赢2 2局,共有赢取第局,共有赢取第1 1、2 2局,局,1 1、3 3局,局,1 1、4 4局,局,2 2、3 3局,局,2 2、4 4局,局,3 3、4 4局六种情形,所以比局六种情形,所以比赛局数为赛局数为5 5局时共有局时共有26=12(26=12(种种),综上可知,共有,综上可知,共有2+6+12=20(2+6+12=20(种种).).故选故选C.C.(2)(2)选选C.C.由于由于lg alg alg b=lg ,lg b=lg ,从从1,3,5,7,
6、91,3,5,7,9中取出两个不同的中取出两个不同的数分别赋值给数分别赋值给a a和和b b共有共有54=2054=20种种,而得到相同值的是而得到相同值的是1,31,3与与3,93,9以及以及3,13,1与与9,39,3两组两组,所以可得到所以可得到lg a-lg blg a-lg b的不同值的个数是的不同值的个数是18,18,故选故选C.C.(3)(3)分为三类:第一类,甲班选一名,乙班选一名,根据分步分为三类:第一类,甲班选一名,乙班选一名,根据分步乘法计数原理有乘法计数原理有35351515种选法;种选法;第二类,甲班选一名,丙班选一名,根据分步乘法计数原理有第二类,甲班选一名,丙班选
7、一名,根据分步乘法计数原理有32326 6种选法;种选法;第三类,乙班选一名,丙班选一名,根据分步乘法计数原理有第三类,乙班选一名,丙班选一名,根据分步乘法计数原理有52521010种选法种选法.综合以上三类,根据分类加法计数原理,共有综合以上三类,根据分类加法计数原理,共有15+6+1015+6+103131种种不同选法不同选法.答案:答案:3131【方法技巧】【方法技巧】选选(抽抽)取与分配问题的常见类型及其解法取与分配问题的常见类型及其解法(1)(1)当涉及对象数目不大时,一般选用枚举法、树形图法、框当涉及对象数目不大时,一般选用枚举法、树形图法、框图法或者图表法图法或者图表法.(2)(
8、2)当涉及对象数目很大时,一般有两种方法:当涉及对象数目很大时,一般有两种方法:直接使用分直接使用分类加法计数原理或分步乘法计数原理类加法计数原理或分步乘法计数原理.一般地,若抽取是有顺一般地,若抽取是有顺序的就按分步进行;若按对象特征抽取的,则按分类进行序的就按分步进行;若按对象特征抽取的,则按分类进行.间接法:去掉限制条件计算所有的抽取方法数,然后减去所间接法:去掉限制条件计算所有的抽取方法数,然后减去所有不符合条件的抽取方法数即可有不符合条件的抽取方法数即可.【变式训练】【变式训练】(2013(2013成都高二检测成都高二检测)设集合设集合I=1I=1,2 2,3 3,4 4,55,选择
9、选择I I的两个非空子集的两个非空子集A A和和B B,要使,要使B B中最小的数大于中最小的数大于A A中最中最大的数,则不同的选择方法共有大的数,则不同的选择方法共有()()A.50A.50种种 B.49 B.49种种 C.48 C.48种种 D.47 D.47种种【解题指南】【解题指南】以以A A中最大的数为标准,进行分类讨论,中最大的数为标准,进行分类讨论,A A中最大中最大的数可能为的数可能为1 1,2 2,3 3,4 4,共四种情况,共四种情况.【解析】【解析】选选B.B.按分类加法计数原理做如下讨论:按分类加法计数原理做如下讨论:当当A A中最大的数为中最大的数为1 1时,时,
10、B B可以是可以是22,3 3,4 4,55的非空子集,的非空子集,即有即有2 24 4-1=15(-1=15(种种)方法方法.当当A A中最大的数为中最大的数为2 2时,时,A A可以是可以是22或或11,22,B B可以是可以是33,4 4,55的非空子集,即有的非空子集,即有2(22(23 3-1)=14(-1)=14(种种)方法方法.当当A A中最大的数为中最大的数为3 3时,时,A A可以是可以是33,11,33,22,33,11,2 2,33,B B可以是可以是44,55的非空子集,即有的非空子集,即有4(24(22 2-1)=12(-1)=12(种种)方方法法.当当A A中最大的
11、数为中最大的数为4 4时,时,A A可以是可以是44,11,44,22,44,33,44,11,2 2,44,11,3 3,44,22,3 3,44,11,2 2,3 3,44,B B可可以是以是55,即有,即有81=8(81=8(种种)方法方法.故共有故共有15+14+12+8=49(15+14+12+8=49(种种)方法方法.【补偿训练】【补偿训练】图书馆有图书馆有8 8本不同的有关励志教育的书,任选本不同的有关励志教育的书,任选3 3本本分给分给3 3个同学,每人个同学,每人1 1本,有本,有_种不同的分法种不同的分法.【解析】【解析】分三步进行:第一步,先分给第一个同学,从分三步进行:
12、第一步,先分给第一个同学,从8 8本书本书中选一本,共有中选一本,共有8 8种方法;第二步,再分给第二个同学,从剩种方法;第二步,再分给第二个同学,从剩下的下的7 7本中任选本中任选1 1本,共有本,共有7 7种方法;第三步,分给第三个同学,种方法;第三步,分给第三个同学,从剩下的从剩下的6 6本中任选本中任选1 1本,共有本,共有6 6种方法种方法.所以不同分法有所以不同分法有876876336336种种.答案:答案:336336类型二类型二 组数问题组数问题【典例【典例2 2】(1)(2013(1)(2013青岛高二检测青岛高二检测)如果一个三位正整数形如如果一个三位正整数形如“a“a1
13、1a a2 2a a3 3”满足满足a a1 1aa2 2且且a a3 3aa2 2,则称这样的三位数为凸数,则称这样的三位数为凸数(如如120120,363363,374374等等),那么所有凸数的个数为,那么所有凸数的个数为()()A.240 B.204 C.729 A.240 B.204 C.729 D.920 D.920(2)(2)用用0 0,1 1,2 2,3 3,4 4五个数字,五个数字,可以排出多少个三位数字的电话号码?可以排出多少个三位数字的电话号码?可以排成多少个三位数?可以排成多少个三位数?可以排成多少个能被可以排成多少个能被2 2整除的无重复数字的三位数?整除的无重复数字
14、的三位数?【解题探究】【解题探究】1.1.题题(1)(1)中的凸数有什么特点?如何进行中的凸数有什么特点?如何进行“分类分类”或或“分步分步”计数?计数?2.2.题题(2)(2)中的三位数有什么特点?如何进行计数?中的三位数有什么特点?如何进行计数?【探究提示】【探究提示】1.1.题题(1)(1)中的凸数具有中间的一个数比两端两个中的凸数具有中间的一个数比两端两个数大的特点,可按中间数为数大的特点,可按中间数为2 2,3 3,4 4,9 9分分8 8类计数类计数.2.2.题题(2)(2)中的三位数首位可以为中的三位数首位可以为0 0,且每个位上数字可以重复,且每个位上数字可以重复,需分步来计数
15、需分步来计数.中的三位数首位不能为中的三位数首位不能为0 0,但可以有重复数字,但可以有重复数字,按首位优先安排进行分步计数按首位优先安排进行分步计数.中数为偶数,末位数字可取中数为偶数,末位数字可取0 0,2 2,4 4,可分末位为,可分末位为0 0与不为与不为0 0两类来计数两类来计数.【自主解答】【自主解答】(1)(1)选选A.A.可按十位数字进行分类可按十位数字进行分类.a.a2 2最小为最小为2 2,最大,最大为为9 9,共分,共分8 8类类:a a2 2=2=2时,时,a a1 1=1=1,a a3 3=0,1=0,1,共有,共有2 2个;个;a a2 2=3=3时,时,a a1
16、1可取可取1 1,2 2,a a3 3可取可取0 0,1 1,2 2,共有,共有23=6(23=6(个个);a a2 2=4=4时,时,a a1 1可取可取1 1,2 2,3 3,a a3 3可取可取0,1,2,3,0,1,2,3,共有共有34=12(34=12(个个);a a2 2=9=9时,共有时,共有89=7289=72个数,故所有凸数的个数为个数,故所有凸数的个数为N=12+23+34+45+56+67+78+89=240(N=12+23+34+45+56+67+78+89=240(个个).).(2)(2)三位数字的电话号码,首位可以是三位数字的电话号码,首位可以是0 0,数字也可以重
17、复,数字也可以重复,每个位置都有每个位置都有5 5种排法,共有种排法,共有555=5555=53 3=125(=125(种种).).三位数的首位不能为三位数的首位不能为0 0,但可以有重复数字,首先考虑首位,但可以有重复数字,首先考虑首位的排法,除的排法,除0 0外共有外共有4 4种方法,第二、三位可以排种方法,第二、三位可以排0 0,因此,共,因此,共有有455=100(455=100(种种).).被被2 2整除的数即偶数,末位数字可取整除的数即偶数,末位数字可取0 0,2 2,4 4,因此,可以分,因此,可以分两类,一类是末位数字是两类,一类是末位数字是0 0,则有,则有43=12(43=
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