组合

个元素并成一组，叫做从 个不同元素中取出 个元素的一个组合．如前面思考题：6个火车站中甲站→乙站和乙站→甲站是票价相同的车票，是从6个元素中取出2个元素的一个组合．

　　组合数：从 个不同元素中取出 个元素的所有组合的个数，称之，用符号 表示，如从6个元素中取出2个元素的组合数为 .

　　［评述］区分一个排列与一个组合的关键是：该问题是否与顺序有关，当取出元素后，若改变一下顺序，就得到一种新的取法，则是排列问题；若改变顺序，仍得原来的取法，就是组合问题．

（学生活动）倾听、思索、记录．

（教师活动）提出思考问题．

［投影］ 与 的关系如何？

（师生活动）共同探讨．求从 个不同元素中取出 个元素的排列数 ，可分为以下两步：

　　第1步，先求出从这 个不同元素中取出 个元素的组合数为 ；

　　第2步，求每一个组合中 个元素的全排列数为 ．

　　根据分步计数原理，得到

［字幕］公式1：

　　公式2：

（学生活动）验算 ，即一条铁路上6个火车站有15种不同的票价的普通客车票．

　　设计意图：本着以认识概念为起点，以问题为主线，以培养能力为核心的宗旨，逐步展示知识的形成过程，使学生思维层层被激活、逐渐深入到问题当中去．

【例题示范  探求方法】

（教师活动）打出字幕，给出示范，指导训练．

［字幕］例1  列举从4个元素 中任取2个元素的所有组合．

例2  计算：（1） ；（2） ．

（学生活动）板演、示范.

（教师活动）讲评并指出用两种方法计算例2的第2小题．

［字幕］例3  已知 ，求 的所有值.

（学生活动）思考分析．

　　解  首先，根据组合的定义，有

　　　　 ①

　　其次，由原不等式转化为

　　　　

　　即

　　解得 ②

　　综合①、②，得 ，即

　　［点评］这是组合数公式的应用，关键是公式的选择．

设计意图：例题教学循序渐进，让学生巩固知识，强化公式的应用，从而培养学生的综合分析能力．

　　【反馈练习  学会应用】

　　（教师活动）给出练习，学生解答，教师点评．

　　［课堂练习］课本P99练习第2，5，6题．

　　［补充练习］

　　［字幕］1．计算：

　　2．已知 ，求 .

 （学生活动）板演、解答．

设计意图：课堂教学体现以学生为本，让全体学生参与训练，深刻揭示排列数公式的结构、特征及应用．

【点评矫正  交流提高】

（教师活动）依照学生的板演，给予指正并总结．

补充练习答案：

　　1．解：原式：

　　2．解：由题设得

　　　　

　　整理化简得 ，

　　解之，得 或 （因 ，舍去），

　　所以 ，所求

　　［字幕］小结：

　　1．前一个公式主要用于计算具体的组合数，而后一个公式则主要用于对含有字母的式子进行化简和论证．

　　2．在解含组合数的方程或不等式时，一定要注意组合数的上、下标的限制条件．

（学生活动）交流讨论，总结记录．

　　设计意图：由“实践——认识——一实践”的认识论，教学时抓住“学习—一练习——反馈———小结”这些环节，使教学目标得以强化和落实．

（三）小结

（师生活动）共同小结．

本节主要内容有

　　1．组合概念．

　　2．组合数计算的两个公式．

（四）布置作业

　　1．课本作业：习题10 3第1（1）、（4）

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，3题．

　　2．思考题：某学习小组有8个同学，从男生中选2人，女生中选1人参加数学、物理、化学三种学科竞赛，要求每科均有1人参加，共有180种不同的选法，那么该小组中，男、女同学各有多少人？

　　3．研究性题：

　　在 的 边上除顶点 外有 5个点，在 边上有 4个点，由这些点（包括 ）能组成多少个四边形？能组成多少个三角形？

    （五）课后点评

    在学习了排列知识的基础上，本节课引进了组合概念，并推导出组合数公式，同时调控进行训练，从而培养学生分析问题、解决问题的能力．

    作业参考答案

    2．解；设有男同学 人，则有女同学 人，依题意有 ，由此解得 或 或2．即男同学有5人或6人，女同学相应为3人或2人．

    3．能组成 （注意不能用 点为顶点）个四边形， 个三角形．

探究活动

　　同室四人各写一张贺年卡，先集中起来，然后每人从中拿一张别人送出的贺年卡，那么四张不同的分配万式可有多少种？

　　解  设四人分别为甲、乙、丙、丁，可从多种角度来解．

　　解法一  可将拿贺卡的情况，按甲分别拿乙、丙、丁制作的贺卡的情形分为三类，即：

　　甲拿乙制作的贺卡时，则贺卡有3种分配方法．

　　甲拿丙制作的贺卡时，则贺卡有3种分配方法．

　　甲拿丁制作的贺卡时，则贺卡有3种分配方法．

由加法原理得，贺卡分配方法有3+3+3=9种．

　　解法二  可从利用排列数和组合数公式角度来考虑．这时还存在正向与逆向两种思考途径．

　　正向思考，即从满足题设条件出发，分步完成分配．先可由甲从乙、丙、丁制作的贺卡中选取1张，有 种取法，剩下的乙、丙、丁中所制作贺卡被甲取走后可在剩下的3张贺卡中选取1张，也有 种，最后剩下2人可选取的贺卡即是这2人所制作的贺卡，其取法只有互取对方制作贺卡1种取法．根据乘法原理，贺卡的分配方法有 （种）．

　　逆向思考，即从4人取4张不同贺卡的所有取法中排除不满足题设条件的取法．不满足题设条件的取法为，其中只有1人取自己制作的贺卡，其中有2人取自己制作的贺卡，其中有3人取自己制作的贺卡（此时即为4人均拿自己制作的贺卡）．其取法分别为   1．故符合题设要求的取法共有 （种）．

　　说明（1）对一类元素不太多而利用排列或组合计算公式计算比较复杂，且容易重复遗漏计算的排列组合问题，常可采用直接分类后用加法原理进行计算，如本例采用解法一的做法．

　　（2）设集合 ，如果S中元素的一个排列 满足 ，则称该排列为S的一个错位排列．本例就属错位排列问题．如将S的所有错位排列数记为 ，则 有如下三个计算公式（李宇襄编著《组合数学》，北京师范大学出版社出版）：

　　①

　　②

　　③

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