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排列与组合的定义和公式,用例子理解排列组合及基本公式如何计算(小学四年级数学思维拓展)

百科 2025-12-23 20:25:51 投稿 阅读:174次

关于【排列与组合的定义和公式】,用例子理解排列组合及基本公式如何计算,今天小编给您分享一下,如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。

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  • 1、小学四年级数学思维拓展:排列组合之排列一
  • 2、排列与组合的定义和公式:用例子理解排列组合及基本公式如何计算

1、小学四年级数学思维拓展:排列组合之排列一

在实际生活中,我们常遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,这就是排列问题。在排列的过程中,不 仅与参加排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关。

为了给出排列问题的一般解法,我们给出排列的定义及计数公式。 一般的,从 n 个不同的元素中,每次任取出 m 个(m≤n)不同的元素,按照 一定的顺序排成一列,叫做从 n 个不同的元素中任取出 m 个元素的一个 排列,简称 m 元排列

排列的基本问题是计算排列的总个数,就是所谓的“排列数”

按照排列的定义,做一个 m 元的排列由 m 个步骤完成:

第一步:从 n 个不同元素中任取一个元素排在第一位,有 n 种方法;

第二步:从剩下的 n - 1 个元素中任取一个元素排在第二位,有 n - 1 种方法;

……

第 m 步:从剩下的 n -(m - 1)个元素中任取一个元素排在第 m 个位 置,有 n - m + 1 种方法。

根据乘法原理,利用给定的 n 个不同元素做 m 个不同元素的排列的 方法数是

n ×(n - 1)×(n - 2)×(n - 3)× … ×(n - m + 1)

实例

用 4、5、6、7 可以组成多少个没有重复数字的四位数?

思路解析

这个问题是四个元素的全排列。 所以,根据排列数公式,可以得出四位数的个数是:

4 × 3 × 2 × 1 = 24。

这 24 个四位数是:

4567,4576,4657,4675,4756,4765;

5467,5476,5674,5647,5764,5746;

6457,6475,6547,6574,6745,6754;

7456,7465,7546,7564,7645,7654。

答:用 4、5、6、7 可以组成 24 个没有重复数字的四位数。


拓展练习一

用 1、2、3、4、5、6、7 可以组成多少个没有重复数字的四位数?

答案提示

这是一个从 7 个元素中取 4 个元素的排列问题,可以知 道 n = 7,m = 4。

由排列数公式,共可组成: 7 × 6 × 5 × 4 = 840(个)。

答:用 1、2、3、4、5、6、7 可以组成 840 个没有重复数字的四位数。


拓展练习二

有 5 本不同的书,7 名同学去借,每人最多借一本,书全部 借出去,一共有多少种不同的借法?

答案提示

把 5 本书借给 7 名同学,可以理解为把 5 个元素放在 7 个不同位置的排列问题 ,可以知道:

n = 7,m = 5。

由排列数公式,共可有 7 × 6 × 5 × 4 × 3 = 2520(种)不同的借法。


拓展练习三

(1)幼儿园里有 6 名小朋友去坐 3 把不同的椅子(每人只 能坐一把),有多少种不同的坐法? (2)幼儿园有 3 名小朋友去坐 6 把不同的椅子(每人只能坐一 把),有多少种不同的坐法?

答案提示

(1)6 名小朋友去坐 3 把不同的椅子,可以理解为把 3 把 不同的椅子分给 6 个小朋友的排列问题,可以知道 n = 6,m = 3。由排列 数公式,共有 6 × 5 × 4 = 120(种)不同的坐法。

(2)3 名小朋友去坐 6 把不同的椅子,可以理解为把 3 名小朋友分给 6 把不同的椅子的排列问题,可以知道 n = 6,m = 3。由排列数公式,共有 6 × 5 × 4 = 120(种)不同的坐法。



2、排列与组合的定义和公式:用例子理解排列组合及基本公式如何计算

很多人觉得排列组合公式很难,小编把这些例子公式发上来与大家分享,希望能帮助到你。

排列及计算公式

从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号 p(n,m)表示.
p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)= n!/(n-m)!(规定0!=1)。

用具体的例子来理解上面的定义:4种颜色按不同颜色,进行排列,有多少种排列方法,如果是6种颜色呢。从6种颜色中取出4种进行排列呢。
解:A(4,4)=4x(4-1)x(4-2)x(4-3)x(4-4+1)=4x1x2x3x1=24。
A(6,6)=6x5x4x3x2x1=720。
A(6,4)=6!/(6-4)!=(6x5x4x3x2x1)/2=360。

组合及计算公式

从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.用符号c(n,m) 表示.
c(n,m)=p(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m)。

用具体的例子来理解上面的定义:6!=6x5x4x3x2x1=720,4!=4x3x2x1=24。

其他排列与组合公式

从n个元素中取出r个元素的循环排列数=p(n,r)/r=n!/r(n-r)。
n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为
n!/(n1!*n2!*...*nk!)。
k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为c(m+k-1,m)。

用例子来理解定义:从4种颜色中,取出2种颜色,能形成多少种组合。
解:C(4,2)=A(4,2)/2!={[4x(4-1)x(4-2)x(4-3)x(4-4+1)]/[2x(2-1)x(2-2+1)]}/[2x(2-1)x(2-2+1)]=[(4x3x2x1)/2]/2=6。

排列Pnm

排列(Pnm(n为下标,m为上标))。
Pnm=n×(n-1)....(n-m+1);Pnm=n!/(n-m)!(注:!是阶乘符号);Pnn(两个n分别为上标和下标) =n!;0!=1;Pn1(n为下标1为上标)=n
组合(Cnm(n为下标,m为上标))
Cnm=Pnm/Pmm ;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(两个n分别为上标和下标) =1 ;Cn1(n为下标1为上标)=n;Cnm=Cnn-m
公式P是指排列,从N个元素取R个进行排列。公式C是指组合,从N个元素取R个,不进行排列。N-元素的总个数 R参与选择的元素个数 !-阶乘。
如 :9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1
从N倒数r个,表达式应该为n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);因为从n到(n-r+1)个数为n-(n-r+1)=r

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