《排列》教案6
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约7830字。
课题: 第 课时 总序第 个教案
课型: 新授课 编写时时间: 年 月 日 执行时间: 年 月 日
教学目标:
知识与技能:了解排列数的意义,掌握排列数公式及推导方法,从中体会“化归”的数学思想,并能运用排列数公式进行计算。
过程与方法:能运用所学的排列知识,正确地解决实际问题
情感、态度与价值观:能运用所学的排列知识,正确地解决实际问题.
教学重点:排列、排列数的概念
教学难点:排列数公式的推导
教学用具:多媒体、实物投影仪
教学方法:从排列数公式及推导方法中体会“化归”的数学思想
教学过程:
一、复习引入:
1分类加法计数原理:
2.分步乘法计数原理:
二、讲解新课:
1问题:
问题1.从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?
解决这一问题可分两个步骤:第 1 步,确定参加上午活动的同学,从 3 人中任选 1 人,有 3 种方法;第 2 步,确定参加下午活动的同学,当参加上午活动的同学确定后,参加下午活动的同学只能从余下的 2 人中去选,于是有 2 种方法.根据分步乘法计数原理,在 3 名同学中选出 2 名,按照参加上午活动在前,参加下午活动在后的顺序排列的不同方法共有 3×2=6 种,如图 1.2一1 所示.
图 1.2一1
把上面问题中被取的对象叫做元素,于是问题可叙述为:从3个不同的元素 a , b ,。中任取 2 个,然后按照一定的顺序排成一列,一共有多少种不同的排列方法?所有不同的排列是 ab,ac,ba,bc,ca, cb,
共有 3×2=6 种.
问题2.从1,2,3,4这 4 个数字中,每次取出3个排成一个三位数,共可得到多少个不同的三位数?
可以分三个步骤来解决这个问题:
第 1 步,确定百位上的数字,在 1 , 2 , 3 , 4 这 4 个数字中任取 1 个,有 4 种方法;
第 2 步,确定十位上的数字,当百位上的数字确定后,十位上的数字只能从余下的 3 个数字中去取,有 3 种方法;
第 3 步,确定个位上的数字,当百位、十位上的数字确定后,个位的数字只能从余下的 2 个数字中去取,有 2 种方法.
根据分步乘法计数原理,从 1 , 2 , 3 , 4 这 4 个不同的数字中,每次取出 3 个数字,按“百”“十”“个”位的顺序排成一列,共有
4×3×2=24
种不同的排法, 因而共可得到24个不同的三位数,如图1. 2一2 所示.
由此可写出所有的三位数:
123,124, 132, 134, 142, 143,
213,214, 231, 234, 241, 243,
312,314, 321, 324, 341, 342,
412,413, 421, 423, 431, 432 。
同样,问题2 可以归结为:
从4个不同的元素a, b, c,d中任取 3 个,然后按照一定的顺序排成一列,共有多少种不同的排列方法?
所有不同排列是
abc, abd, acb, acd, adb, adc,
bac, bad, bca, bcd, bda, bdc,
cab, cad, cba, cbd, cda, cdb,
dab, dac, dba, dbc, dca, dcb.
共有4×3×2=24种.
树形图如下
a b c d
b c d a c d a b d a b c
2.排列的概念:
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;
(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
3.排列数的定义:
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
注意区别排列和排列数的不同:“一个排列”是指:从 个不同元素中,任取 个元素按照一定的顺序排成一列,不是数;“排列数”是指从 个不同元素中,任取 ( )个元素的所有排列的个数,是一个数所以符号 只表示排列数,而不表示具体的排列
4.排列数公式及其推导:
由 的意义:假定有排好顺序的2个空位,从 个元素 中任取2个元素去填空,一个空位填一个元素,每一种填法就得到一个排列,反过来,任一个排列总可以由这样的一种填法得到,因此,所有不同的填法的种数就是排列数 .由分步计数原理完成上述填空共有 种填法,∴ =
由此,求 可以按依次填3个空位来考虑,∴ = ,
求 以按依次填 个空位来考虑 ,
排列数公式:
( )
说明:(1)公式特征: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)全排列:当 时即 个不同元素全部取出的一个排列
全排列数: (叫做n的阶乘)
另外,我们规定 0! =1 .
例1.用计算器计算: (1) ; (2) ; (3) .
解:用计算器可得:
由( 2 ) ( 3 )我们看到, .那么,这个结果有没有一般性呢?即
.
排列数的另一个计算公式:
= .
即 =
例2.解方程:3 .
解:由排列数公式得: ,
∵ ,∴ ,即 ,
解得 或 ,∵ ,且 ,∴原方程的解为 .
例3.解不等式: .
解:原不等式即 ,
也就是 ,化简得: ,
解得 或 ,又∵ ,且 ,
所以,原不等式的解集为 .
例4.求证:(1) ;(2) .
证明:(1) ,∴原式成立
(2)
右边
∴原式成立
例5.化简:⑴ ;⑵
⑴解:原式
⑵提示:由 ,得 ,
原式
说明: .
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