高中数学选修2-3全册教案
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约65810字。
1.2.1 排列的概念
【教学目标】
1.了解排列、排列数的定义;掌握排列数公式及推导方法;
2. 能用“树形图”写出一个排列问题的所有的排列,并能运用排列数公式进行计算。
3.通过实例分析过程体验数学知识的形成和发展,总结数学规律,培养学习兴趣。
【教学重难点】
教学重点:排列的定义、排列数公式及其应用
教学难点:排列数公式的推导
【教学过程】
合作探究一: 排列的定义
我们看下面的问题
(1)从红球、黄球、白球三个小球中任取两个,分别放入甲、乙盒子里
(2)从10名学生中选2名学生做正副班长;
(3)从10名学生中选2名学生干部;
上述问题中哪个是排列问题?为什么?
概念形成
1、元素:我们把问题中被取的对象叫做元素
2、排列:从 个不同元素中,任取 ( )个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从 个不同元素中取出 个元素的一个排列。
说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列(与位置有关)
(2)两个排列相同的条件:①元素完全相同,②元素的排列顺序也相同
合作探究二 排列数的定义及公式
3、排列数:从 个不同元素中,任取 ( )个元素 的所有排列的个数叫做从 个元素中取出 元素的排列数,用符号 表示
议一议:“排列”和“排列数”有什么区别和联系?
4、排列数公式推导
探究:从n个不同元素中取出2个元素的排列数 是多少? 呢? 呢?
( )
说明:公式特征:(1)第一个因数是 ,后面每一个因数比它前面一个少1,最后一个
因数是 ,共有 个因数;
(2)
即学即练:
1.计算 (1) ; (2) ;(3)
2.已知 ,那么
3. 且 则 用排列数符号表示为( )
. . . .
答案:1、5040、20、20;2、6;3、C
例1. 计算从 这三个元素中,取出3个元素的排列数,并写出所有的排列。
解析:(1)利用好树状图,确保不重不漏;(2)注意最后列举。
解:略
点评:在写出所要求的排列时,可采用树状图或框图一一列出,一定保证不重不漏。
变式训练:由数字1,2,3,4可以组成多少个没有重复数字的三位数?并写出所有的排列。
5 、全排列:n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个不同元素的全排列。
此时在排列数公式中, m = n
全排列数: (叫做n的阶乘).
即学即练:口答(用阶乘表示):(1) (2) (3)
想一想:由前面联系中( 2 ) ( 3 )的结果我们看到, 和 有怎样的关系?那么,这个结果有没有一般性呢?
排列数公式的另一种形式:
另外,我们规定 0! =1 .
想一想:排列数公式的两种不同形式,在应用中应该怎样选择?
例2.求证: .
解析:计算时,既要考虑排列数公式,又要考虑各排列数之间的关系;先化简,以减少运算量。
解:
左边=
点评:(1)熟记两个公式;(2)掌握两个公式的用途;(3)注意公式的逆用。
思考:你能用计数原理直接解释例2中的等式吗?(提示:可就所取的m个元素分类,分含某个元素a和不含元素a两类)
变式训练:已知 ,求 的值。(n=15)
归纳总结:1、顺序是排列的特征;2、两个排列数公式的用途:乘积形式多用于计算,阶乘形式多用于化简或证明。
【当堂检测】
1.若 ,则 ( )
2.若 ,则 的值为 ( )
3. 已知 ,那么 ;
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