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课件网) 5.2.1 排列与排列数 学习目标 1.理解排列、排列数的意义,体现数学抽象能力(重点) 2.能利用列举法和分步乘法计数原理求排列数,体现数学运算能力(难点) 新课导入 上面我们学习了两种计数方法———分类加法计数原理和分步乘法计数原理,那么,除了这两种方法,还有其他的方法吗?思考下面的问题: 问题1: 3名同学排成一行照相,共有多少种排法? 分析:设3名同学分别为A,B,C.将3名同学排成一行,可以看作将字母A,B,C放入如图的方格中. 位置1 位置2 位置3 第1步:第一个位置可以从A,B,C三人中任选1人,有3种方法; 新课学习 问题1: 3名同学排成一行照相,共有多少种排法? 第2步:第二个位置可以从除了已经排在第一个位置的人之外的2个人中任选1人,有2种方法,即第一个位置的每一种方法都对应2种方法; 第3步:第三个位置只能是除了已经排在第一个位置和第二个位置的2个人之外剩下的1人,有1种方法,即第一个位置和第二个位置确定的每一种方法都对应1种方法,如图: A B C B C A C A B C B A C A B 根据分步乘法计数原理,3名同学排成一行照相,共有3×2×1=6种排法. 新课学习 问题2:北京、广州、南京、武汉4个城市相互通航,请列举出所有机票的情况,并指出共有多少种机票? 分析:北京、广州、南京、武汉4个城市间有多少种机票,是指起点和终点不同的机票共有多少种. 第1步:确定可以作为起点的城市,有4种方法; 第2步:作为终点的城市可以从起点城市之外的3个城市中任选1个,有3种方法.如图: 新课学习 北京 广州 南京 武汉 起点 终点 广州 南京 武汉 北京 南京 武汉 北京 广州 武汉 北京 广州 南京 根据分步乘法计数原理,北京、广州、南京、武汉4个城市之间,共有:4×3=12种机票. 新课学习 问题3:从4面不同颜色(红、黄、蓝、绿)的旗子中,选出3面排成排作为一种信号,共能组成多少种信号? 分析:从4面不同颜色(红、黄、蓝、绿)的旗子中,选出3面排成一排作为信号,相当于从4面不同颜色(红、黄、蓝、绿)的旗子中取出3面旗子放人如图的3个方格中. 位置1 位置2 位置3 第1步:可以从4面不同颜色的旗子中任选1面排在第一位,有4种方法; 新课学习 第2步:从除了确定在第一位的那面旗子之外的3面中任选1面排在第二位,有3种方法,即第一位的每一种方法都对应3种方法; 第3步:从除了确定在第一个位和第二个位的2面之外剩下的2面中任选1面排在第三位,有2种方法,即第一位和第二位确定的每一种方法都对应2种方法,如图: 黄 蓝 绿 蓝 绿 黄绿 黄绿 红 红蓝 绿 蓝 绿 红绿 红蓝 黄 红黄 绿 蓝 黄绿 红绿 红黄 绿 红黄 蓝 黄蓝 红蓝 红黄 新课学习 问题3:从4面不同颜色(红、黄、蓝、绿)的旗子中,选出3面排成排作为一种信号,共能组成多少种信号? 根据分步乘法计数原理,从4面不同颜色(红、黄、蓝、绿)的旗子中, 选出3面排成一排作为一种信号,共有4×3×2=24种排法. 每一种排法对应一种信号,故能组成24种信号. 新课学习 思考一下:前面的三个问题有什么共同特征? 第一个问题是将给定的3个元素,按照一定的顺序进行排列. 第二个问题是在给定的4个元素中,选出2个元素,按照一定的顺序进行排列. 第三个问题是在给定的4个元素中,选出3个元素,按照一定的顺序进行排列. 这些问题都是对给定的n个元素或者其中的一些元素,按照一定的顺序进行排列. 新课学习 排列的概念 一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n,且m,n∈N+)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫作从n个不同元素中取出m个元素的一个排列. 举个例子: 问题2中,北京、广州就是从4个不同元素中取出2个元素的一个排列. 新课学习 排列数与排列问题的概念 排列数的概念:从n个不同元素中 ... ...