高三數(shù)學(xué) 專題27 排列、組合與二項(xiàng)式定理課件 理

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1、專題27 排列、組合與二項(xiàng)式定理排列、組合與二項(xiàng)式定理排列、組合與二項(xiàng)式定理主 干 知 識 梳 理熱 點(diǎn) 分 類 突 破真 題 與 押 題1.高考中對兩個(gè)計(jì)數(shù)原理、排列、組合的考查以基高考中對兩個(gè)計(jì)數(shù)原理、排列、組合的考查以基本概念、基本方法本概念、基本方法(如如“在在”“”“不在不在”問題、相鄰問題、相鄰問題、相間問題問題、相間問題)為主為主,主要涉及數(shù)字問題、樣品問主要涉及數(shù)字問題、樣品問題、幾何問題、涂色問題、選取問題等；對二項(xiàng)題、幾何問題、涂色問題、選取問題等；對二項(xiàng)式定理的考查，主要是利用通項(xiàng)求展開式的特定式定理的考查，主要是利用通項(xiàng)求展開式的特定項(xiàng)，利用二項(xiàng)式定理展開式的性質(zhì)求有關(guān)

2、系數(shù)問項(xiàng)，利用二項(xiàng)式定理展開式的性質(zhì)求有關(guān)系數(shù)問題主要考查分類與整合思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、題主要考查分類與整合思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、補(bǔ)集思想和邏輯思維能力補(bǔ)集思想和邏輯思維能力.考情解讀32.排列、組合、兩個(gè)計(jì)數(shù)原理往往通過實(shí)際問排列、組合、兩個(gè)計(jì)數(shù)原理往往通過實(shí)際問題進(jìn)行綜合考查，一般以選擇、填空題的形式題進(jìn)行綜合考查，一般以選擇、填空題的形式出現(xiàn)，難度中等，還經(jīng)常與概率問題相結(jié)合，出現(xiàn)，難度中等，還經(jīng)常與概率問題相結(jié)合，出現(xiàn)在解答題的第一或第二個(gè)小題中，難度也出現(xiàn)在解答題的第一或第二個(gè)小題中，難度也為中等；對于二項(xiàng)式定理的考查，主要出現(xiàn)在為中等；對于二項(xiàng)式定理的考查，主要出現(xiàn)在選擇題或填空

3、題中，難度為易或中等選擇題或填空題中，難度為易或中等考情解讀主干知識梳理1.分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理如果每種方法都能將規(guī)定的事件完成，則要用分類加如果每種方法都能將規(guī)定的事件完成，則要用分類加法計(jì)數(shù)原理將方法種數(shù)相加；如果需要通過若干步才法計(jì)數(shù)原理將方法種數(shù)相加；如果需要通過若干步才能將規(guī)定的事件完成，則要用分步乘法計(jì)數(shù)原理將各能將規(guī)定的事件完成，則要用分步乘法計(jì)數(shù)原理將各步的方法種數(shù)相乘步的方法種數(shù)相乘.2.排列與組合排列與組合(1)排列：從排列：從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m(mn)個(gè)元素，按個(gè)元素，按照一定的順序排成一列，叫做從照一定的

4、順序排成一列，叫做從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列個(gè)元素的一個(gè)排列.從從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的個(gè)元素的排列數(shù)公式是排列數(shù)公式是A n(n1)(n2)(nm1)或?qū)懗苫驅(qū)懗葾 .(2)組合：從組合：從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m(mn)個(gè)元素組成個(gè)元素組成一組，叫做從一組，叫做從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組個(gè)元素的一個(gè)組合合.從從n個(gè)不同元素中取出個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù)公式是個(gè)元素的組合數(shù)公式是(3)組合數(shù)的性質(zhì)組合數(shù)的性質(zhì) 熱點(diǎn)一 兩個(gè)計(jì)數(shù)原理 熱點(diǎn)二 排列與組合 熱點(diǎn)三 二項(xiàng)式定理熱點(diǎn)分類突破例1(1)將將1

5、,2,3，9這這9個(gè)數(shù)字填在如圖的個(gè)數(shù)字填在如圖的9個(gè)空格中，個(gè)空格中，要求每一行從左到右，每一列從上到下分別依次增大要求每一行從左到右，每一列從上到下分別依次增大.當(dāng)當(dāng)3,4固定在圖中的位置時(shí)，填寫空格的方法為固定在圖中的位置時(shí)，填寫空格的方法為()熱點(diǎn)一 兩個(gè)計(jì)數(shù)原理A.6種種 B.12種種C.18種種 D.24種種思維啟迪 先確定數(shù)字先確定數(shù)字1,2,9的位的位置，再分步填寫空格；置，再分步填寫空格；解析每一行從左到右，每一列從上到下分別依每一行從左到右，每一列從上到下分別依次增大，次增大，1,2,9只有一種填法，只有一種填法，5只能填在右上角或只能填在右上角或左下角，左下角，5填后與之

6、相鄰的空格可填填后與之相鄰的空格可填6,7,8任一個(gè)；任一個(gè)；余下兩個(gè)數(shù)字按從小到大只有一種方法余下兩個(gè)數(shù)字按從小到大只有一種方法.共有共有236種結(jié)果，故選種結(jié)果，故選A.答案A(2)如果一個(gè)三位正整數(shù)如果一個(gè)三位正整數(shù)“a1a2a3”滿足滿足a1a2且且a3a2，則稱這樣的三位數(shù)為凸數(shù)則稱這樣的三位數(shù)為凸數(shù)(如如120,343,275)，那么所，那么所有凸數(shù)的個(gè)數(shù)為有凸數(shù)的個(gè)數(shù)為()A.240 B.204C.729 D.920思維啟迪 按中間數(shù)進(jìn)行分類按中間數(shù)進(jìn)行分類.解析分分8類，當(dāng)中間數(shù)為類，當(dāng)中間數(shù)為2時(shí)，有時(shí)，有122種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為3時(shí)，有時(shí)，有236種；種；當(dāng)中間數(shù)

7、為當(dāng)中間數(shù)為4時(shí)，有時(shí)，有3412種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為5時(shí)，有時(shí)，有4520種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為6時(shí)，有時(shí)，有5630種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為7時(shí)，有時(shí)，有6742種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為8時(shí)，有時(shí)，有7856種；種；當(dāng)中間數(shù)為當(dāng)中間數(shù)為9時(shí)，有時(shí)，有8972種種.故共有故共有26122030425672240種種.答案A(1)在應(yīng)用分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理在應(yīng)用分類加法計(jì)數(shù)原理和分步乘法計(jì)數(shù)原理時(shí)，一般先分類再分步，每一步當(dāng)中又可能用到時(shí)，一般先分類再分步，每一步當(dāng)中又可能用到分類加法計(jì)數(shù)原理分類加法計(jì)數(shù)原理.(2)對于復(fù)雜的兩個(gè)原理綜合使用的問題，可恰當(dāng)對

8、于復(fù)雜的兩個(gè)原理綜合使用的問題，可恰當(dāng)列出示意圖或表格，使問題形象化、直觀化列出示意圖或表格，使問題形象化、直觀化.思維升華變式訓(xùn)練1(1)(2014大綱全國大綱全國)有有6名男醫(yī)生、名男醫(yī)生、5名女醫(yī)生，從名女醫(yī)生，從中選出中選出2名男醫(yī)生、名男醫(yī)生、1名女醫(yī)生組成一個(gè)醫(yī)療小組，名女醫(yī)生組成一個(gè)醫(yī)療小組，則不同的選法共有則不同的選法共有()A.60種種 B.70種種C.75種種 D.150種種C(2)已知函數(shù)已知函數(shù)f(x)ln(x21)的值域?yàn)榈闹涤驗(yàn)?,1,2，則滿，則滿足這樣條件的函數(shù)的個(gè)數(shù)為足這樣條件的函數(shù)的個(gè)數(shù)為()A.8 B.9C.26 D.27解析因?yàn)橹涤驗(yàn)橐驗(yàn)橹涤驗(yàn)?,1,2

9、, 即即ln(x21)0 x0，所以定義域取值即在這所以定義域取值即在這5個(gè)元素中選取，個(gè)元素中選取，當(dāng)定義域中有當(dāng)定義域中有5個(gè)元素時(shí)，有一種情況個(gè)元素時(shí)，有一種情況.所以共有所以共有4419(個(gè)個(gè))這樣的函數(shù)這樣的函數(shù).答案B例2(1)(2014重慶重慶)某次聯(lián)歡會要安排某次聯(lián)歡會要安排3個(gè)歌舞類個(gè)歌舞類節(jié)目，節(jié)目，2個(gè)小品類節(jié)目和個(gè)小品類節(jié)目和1個(gè)相聲類節(jié)目的演出順序，個(gè)相聲類節(jié)目的演出順序，則同類節(jié)目不相鄰的排法種數(shù)是則同類節(jié)目不相鄰的排法種數(shù)是()A.72 B.120C.144 D.168熱點(diǎn)二 排列與組合思維啟迪 將不能相鄰的節(jié)將不能相鄰的節(jié)目插空安排；目插空安排；解析先安排小品節(jié)

10、目和相聲節(jié)目，然后讓歌舞節(jié)先安排小品節(jié)目和相聲節(jié)目，然后讓歌舞節(jié)目去插空目去插空.安排小品節(jié)目和相聲節(jié)目的順序有三種：安排小品節(jié)目和相聲節(jié)目的順序有三種：“小品小品1，小品小品2，相聲，相聲”“”“小品小品1，相聲，小品，相聲，小品2”和和“相聲，相聲，小品小品1，小品，小品2”.”.同理，第三種情況也有同理，第三種情況也有36種安排方法，種安排方法，故共有故共有363648120(種種)安排方法安排方法.答案B(2)數(shù)列數(shù)列an共有共有12項(xiàng)，其中項(xiàng)，其中a10，a52，a125，且且|ak1ak|1，k1,2,3，11，則滿足這種條，則滿足這種條件的不同數(shù)列的個(gè)數(shù)為件的不同數(shù)列的個(gè)數(shù)為()

11、A.84 B.168C.76 D.152思維啟迪 考慮數(shù)列中項(xiàng)的考慮數(shù)列中項(xiàng)的增減變化次數(shù)增減變化次數(shù).解析|ak1ak|1，k1,2,3，11，前一項(xiàng)總比后一項(xiàng)大前一項(xiàng)總比后一項(xiàng)大1或小或小1，a1到到a5中中4個(gè)變化個(gè)變化必然有必然有3升升1減，減，a5到到a12中必然有中必然有5升升2減，是組合的減，是組合的問題，問題，答案A解排列、組合的應(yīng)用題，通常有以下途徑：解排列、組合的應(yīng)用題，通常有以下途徑：(1)以元素為主體，即先滿足特殊元素的要求，再考以元素為主體，即先滿足特殊元素的要求，再考慮其他元素慮其他元素.(2)以位置為主體，即先滿足特殊位置的要求，再考以位置為主體，即先滿足特殊位置

12、的要求，再考慮其他位置慮其他位置.(3)先不考慮附加條件，計(jì)算出排列或組合數(shù)，再減先不考慮附加條件，計(jì)算出排列或組合數(shù)，再減去不符合要求的排列或組合數(shù)去不符合要求的排列或組合數(shù).思維升華變式訓(xùn)練2 (1)在航天員進(jìn)行的一項(xiàng)太空實(shí)驗(yàn)中，先后要實(shí)施在航天員進(jìn)行的一項(xiàng)太空實(shí)驗(yàn)中，先后要實(shí)施6個(gè)程序，其中程序個(gè)程序，其中程序A只能出現(xiàn)在第一步或最后一步，只能出現(xiàn)在第一步或最后一步，程序程序B和和C實(shí)施時(shí)必須相鄰，則實(shí)驗(yàn)順序的編排方實(shí)施時(shí)必須相鄰，則實(shí)驗(yàn)順序的編排方法共有法共有()A.24種種 B.48種種C.96種種 D.144種種解析首先安排首先安排A有有2種方法；種方法；第二步在剩余的第二步在剩余

13、的5個(gè)位置選取相鄰的兩個(gè)排個(gè)位置選取相鄰的兩個(gè)排B，C，有有4種排法，而種排法，而B，C位置互換有位置互換有2種方法；種方法；答案C(2)從從0,1,2,3,4中任取四個(gè)數(shù)字組成無重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)，中任取四個(gè)數(shù)字組成無重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)，其中偶數(shù)的個(gè)數(shù)是其中偶數(shù)的個(gè)數(shù)是_(用數(shù)字作答用數(shù)字作答).解析0,1,2,3,4中任取四個(gè)數(shù)字組成無重復(fù)數(shù)字的四位中任取四個(gè)數(shù)字組成無重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)，且為偶數(shù)，有兩種情況：數(shù)，且為偶數(shù)，有兩種情況：故共有四位偶數(shù)故共有四位偶數(shù)60個(gè)個(gè).60熱點(diǎn)三 二項(xiàng)式定理思維啟迪 利用通項(xiàng)公式求利用通項(xiàng)公式求常數(shù)項(xiàng)；常數(shù)項(xiàng)；8 43 3 rxC(2)如果如果(1xx2)(

14、xa)5(a為實(shí)常數(shù)為實(shí)常數(shù))的展開式中所有項(xiàng)的展開式中所有項(xiàng)的系數(shù)和為的系數(shù)和為0，則展開式中含，則展開式中含x4項(xiàng)的系數(shù)為項(xiàng)的系數(shù)為_.思維啟迪 可用賦值法求二項(xiàng)展開式所有項(xiàng)的系數(shù)和可用賦值法求二項(xiàng)展開式所有項(xiàng)的系數(shù)和.解析令令x1得得(1xx2)(xa)5的展開式中所有項(xiàng)的展開式中所有項(xiàng)的系數(shù)和為的系數(shù)和為(1112)(1a)50，a1，(1xx2)(xa)5(1xx2)(x1)5(x31)(x1)4x3(x1)4(x1)4，5(1)在應(yīng)用通項(xiàng)公式時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：在應(yīng)用通項(xiàng)公式時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：它表示二項(xiàng)展開式的任意項(xiàng)它表示二項(xiàng)展開式的任意項(xiàng),只要只要n與與r確定，確定，該項(xiàng)就隨之

15、確定；該項(xiàng)就隨之確定；Tr1是展開式中的第是展開式中的第r1項(xiàng)，而不是第項(xiàng)，而不是第r項(xiàng)；項(xiàng)；公式中，公式中，a，b的指數(shù)和為的指數(shù)和為n且且a，b不能隨便顛不能隨便顛倒位置；倒位置；思維升華對二項(xiàng)式對二項(xiàng)式(ab)n展開式的通項(xiàng)公式要特別注展開式的通項(xiàng)公式要特別注意符號問題意符號問題.(2)在二項(xiàng)式定理的應(yīng)用中，在二項(xiàng)式定理的應(yīng)用中，“賦值思想賦值思想”是一是一種重要方法，是處理組合數(shù)問題、系數(shù)問題的種重要方法，是處理組合數(shù)問題、系數(shù)問題的經(jīng)典方法經(jīng)典方法.思維升華變式訓(xùn)練3令令72r3，得，得r5.答案C(2)(2014浙江浙江)在在(1x)6(1y)4的展開式中，記的展開式中，記xmyn

16、項(xiàng)的系數(shù)為項(xiàng)的系數(shù)為f(m，n)，則，則f(3,0)f(2,1)f(1,2)f(0,3)等于等于()A.45 B.60 C.120 D.210所以所以f(3,0)f(2,1)f(1,2)f(0,3)C1.排列、組合應(yīng)用題的解題策略排列、組合應(yīng)用題的解題策略(1)在解決具體問題時(shí)，首先必須弄清楚是在解決具體問題時(shí)，首先必須弄清楚是“分類分類”還還是是“分步分步”，接著還要搞清楚，接著還要搞清楚“分類分類”或者或者“分步分步”的具體標(biāo)準(zhǔn)是什么的具體標(biāo)準(zhǔn)是什么.(2)區(qū)分某一問題是排列問題還是組合問題，關(guān)鍵看選區(qū)分某一問題是排列問題還是組合問題，關(guān)鍵看選出的元素與順序是否有關(guān)出的元素與順序是否有關(guān).

17、若交換某兩個(gè)元素的位置對若交換某兩個(gè)元素的位置對結(jié)果產(chǎn)生影響，則是排列問題；若交換任意兩個(gè)元素結(jié)果產(chǎn)生影響，則是排列問題；若交換任意兩個(gè)元素的位置對結(jié)果沒有影響，則是組合問題的位置對結(jié)果沒有影響，則是組合問題.也就是說排列也就是說排列本講規(guī)律總結(jié)問題與選取元素的順序有關(guān)，組合問題與選取元素的順序問題與選取元素的順序有關(guān)，組合問題與選取元素的順序無關(guān)無關(guān).(3)排列、組合綜合應(yīng)用問題的常見解法：排列、組合綜合應(yīng)用問題的常見解法：特殊元素特殊元素(特特殊位置殊位置)優(yōu)先安排法；優(yōu)先安排法；合理分類與準(zhǔn)確分步；合理分類與準(zhǔn)確分步；排列、組排列、組合混合問題先選后排法；合混合問題先選后排法；相鄰問題捆

18、綁法；相鄰問題捆綁法；不相鄰問不相鄰問題插空法；題插空法；定序問題倍縮法；定序問題倍縮法；多排問題一排法；多排問題一排法；“小集團(tuán)小集團(tuán)”問題先整體后局部法；問題先整體后局部法；構(gòu)造模型法；構(gòu)造模型法；正正難則反、等價(jià)轉(zhuǎn)化法難則反、等價(jià)轉(zhuǎn)化法.2.二項(xiàng)式定理是一個(gè)恒等式，對待恒等式通常有兩種二項(xiàng)式定理是一個(gè)恒等式，對待恒等式通常有兩種思路思路一是利用恒等定理一是利用恒等定理(兩個(gè)多項(xiàng)式恒等，則對應(yīng)項(xiàng)系數(shù)兩個(gè)多項(xiàng)式恒等，則對應(yīng)項(xiàng)系數(shù)相等相等)；二是賦值；二是賦值.這兩種思路相結(jié)合可以使得二項(xiàng)展這兩種思路相結(jié)合可以使得二項(xiàng)展開式的系數(shù)問題迎刃而解開式的系數(shù)問題迎刃而解.另外，通項(xiàng)公式主要用于求二項(xiàng)

19、式的指數(shù)，求滿足條另外，通項(xiàng)公式主要用于求二項(xiàng)式的指數(shù)，求滿足條件的項(xiàng)或系數(shù)，求展開式的某一項(xiàng)或系數(shù)，在運(yùn)用公件的項(xiàng)或系數(shù)，求展開式的某一項(xiàng)或系數(shù)，在運(yùn)用公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(3)求展開式的特殊項(xiàng)，通常都是由題意列方程求出求展開式的特殊項(xiàng)，通常都是由題意列方程求出r，再求出所需的某項(xiàng)；有時(shí)需先求再求出所需的某項(xiàng)；有時(shí)需先求n，計(jì)算時(shí)要注意，計(jì)算時(shí)要注意n和和r的取值范圍及它們之間的大小關(guān)系的取值范圍及它們之間的大小關(guān)系. 真題感悟 押題精練真題與押題12真題感悟1.(2014浙江浙江)在在8張獎(jiǎng)券中有一、二、三等獎(jiǎng)各張獎(jiǎng)券中有一、二、三等獎(jiǎng)各1張，張，其余其余5張無獎(jiǎng)張無

20、獎(jiǎng).將這將這8張獎(jiǎng)券分配給張獎(jiǎng)券分配給4個(gè)人，每人個(gè)人，每人2張，張，不同的獲獎(jiǎng)情況有不同的獲獎(jiǎng)情況有_種種(用數(shù)字作答用數(shù)字作答).解析把把8張獎(jiǎng)券分張獎(jiǎng)券分4組有兩種分法，一種是分組有兩種分法，一種是分(一等一等獎(jiǎng)，無獎(jiǎng)獎(jiǎng)，無獎(jiǎng))、(二等獎(jiǎng)，無獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，無獎(jiǎng))、(三等獎(jiǎng)，無獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)，無獎(jiǎng))、(無無獎(jiǎng)，無獎(jiǎng)獎(jiǎng)，無獎(jiǎng))四組，分給四組，分給4人有人有A種分法；種分法；12真題感悟答案60真題感悟212押題精練1231.給一個(gè)正方體的六個(gè)面涂上給一個(gè)正方體的六個(gè)面涂上4種不同的顏色種不同的顏色(紅、黃、紅、黃、綠、藍(lán)綠、藍(lán))，要求相鄰，要求相鄰2個(gè)面涂不同的顏色，則所有涂色個(gè)面涂不同的顏色，則所有

21、涂色方法的種數(shù)為方法的種數(shù)為()A.6 B.12 C.24 D.484解析由于涂色過程中，要使用由于涂色過程中，要使用4種顏色，且相鄰的面種顏色，且相鄰的面不同色，不同色，對于正方體的對于正方體的3組對面來說，必然有組對面來說，必然有2組對面同色，組對面同色，1組組對面不同色，而且對面不同色，而且3組對面具有組對面具有“地位對等性地位對等性”，因此，只需從因此，只需從4種顏色中選擇種顏色中選擇2種涂在其中種涂在其中2組對面組對面上，剩下的上，剩下的2種顏色分別涂在另外種顏色分別涂在另外2個(gè)面上即可個(gè)面上即可.答案A押題精練12342.某電視臺一節(jié)目收視率很高，現(xiàn)要連續(xù)插播某電視臺一節(jié)目收視率很高，現(xiàn)要連續(xù)插播4個(gè)廣個(gè)廣告，其中告，其中2個(gè)不同的商業(yè)廣告和個(gè)不同的商業(yè)廣告和2個(gè)不同的公益宣傳個(gè)不同的公益宣傳廣告，要求最后播放的必須是商業(yè)廣告，且廣告，要求最后播放的必須是商業(yè)廣告，且2個(gè)商業(yè)個(gè)商業(yè)廣告不能連續(xù)播放，則不同的播放方式有廣告不能連續(xù)播放，則不同的播放方式有()A.8種種 B.16種種 C.18種種 D.24種種押題精練1234答案A押題精練1234押題精練1234解析根據(jù)二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)，得根據(jù)二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)，得2n10，52 3r rx 答案C押題精練1234押題精練1234令令x0，可得，可得a01.答案C押題精練1234