1.2.1 排列(二)(学生用)

1.2.1 排 列
一 、学习目标：
1．知识与技能：
熟练掌握排列数公式；熟悉并掌握一些分析和解决排列问题的基本方法；
能运用已学的排列知识，正确地解决简单的实际问题
2．过程与方法：
通过对排列应用问题的学习，让学生通过对具体事例的观察、归纳中找出规律，得出结论，正确地解决的实际问题；
3. 情感、态度与价值观：
会分析与数字有关的排列问题，培养学生的抽象能力和逻辑思维能力；培养学生严谨的学习态度
二 、教学重点与难点
教学重点：理解排列的概念, 熟练掌握排列数公式，分析和解决排列问题的基本方法，对加法原理和乘法原理的掌握和运用，并将这两个原理的基本思想方法贯穿在解决排列应用问题当中
教学难点：分析和解决排列问题的基本方法，对于有约束条件排列问题的解答
三、 教学方法分析：
分类计数原理和分步计数原理既是推导排列数公式、组合数公式的基础，也是解决排列、组合问题的主要依据，并且还常需要直接运用它们去解决问题，这两个原理贯穿排列、组合学习过程的始终.搞好排列、组合问题的教学从这两个原理入手带有根本性.
排列与组合都是研究从一些不同元素中任取元素，或排成一排或并成一组，并求有多少种不同方法的问题.排列与组合的区别在于问题是否与顺序有关.与顺序有关的是排列问题，与顺序无关是组合问题，顺序对排列、组合问题的求解特别重要.排列与组合的区别，从定义上来说是简单的，但在具体求解过程中学生往往感到困惑，分不清到底与顺序有无关系. 排列的应用题是本节的难点，通过本节例题的分析，注意培养学生解决应用问题的能力． 在分析应用题的解法时，教材上先画出框图，然后分析逐次填入时的种数，这样解释比较直观，教学上要充分利用，要求学生作题时也应尽量采用．
在教学排列应用题时，开始应要求学生写解法要有简要的文字说明，防止单纯的只写一个排列数，这样可以培养学生的分析问题的能力，在基本掌握之后，可以逐渐地不作这方面的要求．教学中指导学生根据生活经验和问题的内涵领悟其中体现出来的顺序.教的秘诀在于度，学的真谛在于悟，只有学生真正理解了，才能举一反三、融会贯通.
四 、教学过程：
一、复习引入： 1分类加法计数原理：做一件事情，完成它可以有n 类办法，在第一类办法中有1m 种不同的方法，在第二类办法中有2m 种不同的方法，……，在第n 类办法中有n m 种不同的方法那么完成这件事共有 12n N m m m =+++ 种不同的方法
2.分步乘法计数原理：做一件事情，完成它需要分成n 个步骤，做第一步有1m 种不同的方法，做第二步有2m 种不同的方法，……，做第n 步有n m 种不同的方法，那么完成这
件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法
3．排列的概念：从n 个不同元素中，任取m （m n ≤）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n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列．．．．
4．排列数的定义：从n 个不同元素中，任取m （m n ≤）个元素的所有排列的个数叫做从n 个元素中取出m 元素的排列数，用符号
m n A 表示 5．排列数公式：（1）(1)(2)(1)m n A n n n n m =---+ （,,m n N m n *
∈≤）常用来求值，特别是,m n 均为已知时（2）公式m
n A =!()!n n m -，常用来证明或化简
6 .阶乘：!n 表示正整数1到n 的连乘积，叫做n 的阶乘0!1=．
7. 练习：（1）. 计算：5699610239!A A A +=- ； 11(1)!()!
n m m A m n ---=⋅- ． （2）．解方程：3
322126x x x A A A +=+．
二、精解例题：
例1 某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号，每次可以任意挂1面、2面或3面，并且不同的顺序表示不同的信号，一共可以表示多少种不同的信号？
例2 将4位司机、4位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上，每一辆汽车分别有一位司机和一位售票员，共有多少种不同的分配方案？
例3 从0到9这10个数字，可以组成多少个没有重复数字的三位数？
一般地对于有限制条件的排列应用题，可以有两种不同的计算方法：
（l）直接计算法
排列问题的限制条件一般表现为：某些元素不能在某个（或某些）位置、某个（或某些）位置只能放某些元素，因此进行算法设计时，常优先处理这些特殊要求．便有了：先处理特殊元素或先处理特殊位置的方法．这些统称为“特殊元素（位置）优先考虑法”．（2）间接计算法
先不考虑限制条件，把所有的排列种数算出，再从中减去全部不符合条件的排列数，间接得出符合条件的排列种数. 这种方法也称为“去杂法”．在去杂时，特别注意要不重复，不遗漏.
例4.由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数，其中小于50000的偶数共有多少个？
例5.从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单，如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上，则共有多少种不同的排法？
例6（1）7位同学站成一排，共有多少种不同的排法？
（2）7位同学站成两排（前3后4），共有多少种不同的排法？
（3）7位同学站成一排，其中甲站在中间的位置，共有多少种不同的排法？
（4）7位同学站成一排，甲、乙只能站在两端的排法共有多少种？
（5）7位同学站成一排，甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种？
备选例题
例1． 7位同学站成一排，
（1）甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种？
（2）甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种？
（3）甲、乙两同学必须相邻，而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种？
（4）甲、乙、丙三个同学必须站在一起，另外四个人也必须站在一起
说明：对于相邻问题，常用“捆绑法”（先捆后松）．
例2．7位同学站成一排，
（1）甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种？
（2）甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种？
分析：对于不相邻问题，常用“插空法”（特殊元素后考虑）．
三、课堂练习：
1．一个火车站有8股岔道，停放4列不同的火车，有多少种不同的停放方法（假定每股岔道只能停放1列火车）？
2．一部纪录影片在4个单位轮映，每一单位放映1场，有多少种轮映次序？
3. 由数学1，2，3，4，5组成没有重复数学的五位数，其中偶数共有多少个？
4．从班委会5名成员中选出3名，分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员，其中甲、乙二人不能担任文娱委员，则不同的选法共有种
5. 用数字0，1，2，3，4，5可以组成没有重复数字，并且比20000大的五位偶数共有（）（A）288个（B）240个（C）144个（D）126个
6. 记者要为5名志愿都和他们帮助的2位老人拍照，要求排成一排，2位老人相邻但不排在两端，不同的排法共有（）
Ａ．1440种Ｂ．960种Ｃ．720种Ｄ．480种
7. 5男5女排成一排，按下列要求各有多少种排法：（1）男女相间；（2）女生按指定顺序排列
8.某商场中有10个展架排成一排，展示10台不同的电视机，其中甲厂5台，乙厂3台，丙厂2台，若要求同厂的产品分别集中，且甲厂产品不放两端，则不同的陈列方式有多少种？
四、课堂小结
1.排列的概念;由排列的定义可知，一是“取出元素”；二是“按照一定顺序排列”．排列与元素的顺序有关，也就是说与位置有关的问题才能归结为排列问题．当元素较少时，可以根据排列的意义写出所有的排列．
2.排列数公式:
(1)(2)(1)
m
n
A n n n n m
=---+
=
!
()!
n
n m
-（,,
m n N m n
*
∈≤）
3.解决排列应用题，常用的思考方法有直接法和间接法
类和分步，直接计算符合条件的排列数；间接法：对于有限制条件的排列应用题，可先不考虑限制条件，把所有情况的种数求出来，然后再减去不符合限制条件的情况种数．对于有限制条件的排列应用题，要恰当地确定分类与分步的标准，防止重复与遗漏
4. 对于“在”与“不在”的问题，常常使用“直接法”或“排除法”，对某些特殊元素可以优先考虑
5对于相邻问题，常用“捆绑法”（先捆后松）；对于不相邻问题，常用“插空法”（特殊元素后考虑）．
五、课外作业
1.第27页习题1.2 A组1 , 2 , 3,4,5
2 优化探究第5页《排列》。