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专题17 计数原理(讲义)
一、分类加法计数原理与分步乘法计数原理
1.分类加法计数原理
完成一件事有两类不同方案,在第1 类方案中有m 种不同的方法,在第2 类方案中有n 种不同的方法.那么
完成这件事共有N=m+n 种不同的方法.
2.分步乘法计数原理
完成一件事需要两个步骤,做第1 步有m 种不同的方法,做第2 步有n 种不同的方法,那么完成这件事共
有N=m×n 种不同的方法.
3.分类加法和分步乘法计数原理,区别在于:分类加法计数原理针对“分类”问题,其中各种方法相互独
立,用其中任何一种方法都可以做完这件事;分步乘法计数原理针对“分步”问题,各个步骤中的方法相
互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事.
常用结论:
分类加法计数原理与分步乘法计数原理是解决排列组合问题的基础,并贯穿其始终.
(1)分类加法计数原理中,完成一件事的方法属于其中一类,并且只属于其中一类.
(2)分步乘法计数原理中,各个步骤中的方法相互依存,步与步之间“相互独立,分步完成”.
二、排列与组合
1.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n 个不同元素中
取出m(m≤n)个元素
并按照一定的顺序排成一列,叫做从n 个元素中
取出m 个元素的一个排列
组合
作为一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元
素的一个组合
2.排列数与组合数
(1)从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排
列数,用符号P 表示.
(2)从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组
合数,用符号C 表示.
3.排列数、组合数的公式及性质
公式
(1)P=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=.
(2)C==
=(n,m∈N*,且m≤n).特别地C=1
性质
(1)0!=1;P=n!.
(2)C=C;C=C+C
1.解受条件限制的排列、组合题,通常有直接法(合理分类)和间接法(排除法).分类时标准应统一,避免出现
重复或遗漏.
2.对于分配问题,一般先分组、再分配,注意平均分组与不平均分组的区别,避免重复或遗漏.
三、二项式定理
1.二项式定理
1
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(1)二项式定理:(a+b)n=Can+Can-1b+…+Can-kbk+…+Cbn(n∈N*);
(2)通项公式:Tk+1=Can-kbk,它表示第k+1 项;
(3)二项式系数:二项展开式中各项的系数C,C,…,C.
2.二项式系数的性质
性质
性质描述
对称性
与首末等距离的两个二项式系数相等,即C=C
增减性
二项式系数
C
当k<(n∈N*)时,是递增的
当k>(n∈N*)时,是递减的
二项式
系数最大值
当n 为偶数时,中间的一项
取得最大值
当n 为奇数时,中间的两项
与
相等且取得最大值
3.各二项式系数和
(1)(a+b)n展开式的各二项式系数和:C+C+C+…+C=2n.
(2)奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和,即C+C+C+…=C+C+C+…=2n-1.
常用结论:
(a+b)n的展开式形式上的特点
(1)项数为n+1.
(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n,即a 与b 的指数的和为n.
(3)字母a 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1 直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数
由零逐项增1 直到n.
(4)二项式系数从C,C,一直到C,C.
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