‹ 回去

二、排列组合应用

随机事件的概率 · 高一
讲清楚它是什么

定义 从 $n$ 个不同元素中取出 $m$ 个元素并按一定顺序排列,其种数记为 $A_n^m$。

从哪来 本节为高一数学计数原理的起点,不依赖前置图谱知识点,直接基于“分类加法计数原理”与“分步乘法计数原理”构建。

为什么 排列的核心在于“有序”。若只选不排,是组合;若选且排,则是排列。 原理推导:从 $n$ 个元素中取 $m$ 个排成一列。 第一步:第一个位置有 $n$ 种选法; 第二步:第二个位置剩 $n-1$ 种选法; …… 第 $m$ 步:第 $m$ 个位置剩 $n-m+1$ 种选法。 根据分步乘法计数原理,总种数为 $n \times (n-1) \times \dots \times (n-m+1)$,即 $A_n^m$。 本质是:每一个位置的选择都依赖于前一步的选择,且顺序不同代表不同的结果。

讲法
适合:形象思维强、喜欢具体情境的学生 讲法:排队问题法 假设班级有 5 个同学(甲、乙、丙、丁、戊),要选 3 人站成一排领奖。 问:有多少种不同的站法? 引导思考: 1. 谁站中间?(5 种选择) 2. 谁站左边?(剩下 4 人里选 1 个,4 种选择) 3. 谁站右边?(剩下 3 人里选 1 个,3 种选择) 总数 = $5 \times 4 \times 3 = 60$。 强调:如果甲站中间、乙站左边、丙站右边,与甲站中间、丙站左边、乙站右边,是两种不同的情况。这就是“有序”。
讲法
适合:逻辑抽象能力强、喜欢公式推导的学生 讲法:位置填充法(乘法原理直接应用) 将排列看作 $m$ 个“空位”:$\square \square \dots \square$ 从 $n$ 个不同元素中取 $m$ 个填入。 第 1 个空位:$n$ 种填法 第 2 个空位:$n-1$ 种填法 ... 第 $m$ 个空位:$n-m+1$ 种填法 由分步乘法计数原理,$A_n^m = n(n-1)\cdots(n-m+1)$。 特别地,当 $m=n$ 时,$A_n^n = n!$(全排列)。 此法直接建立从“位置”到“元素”的映射,逻辑严密,便于后续推导组合公式。
讲法
适合:空间感强、喜欢图示化的学生 讲法:树状图剪枝法 画一棵树: 根节点:开始 第一层分支:$n$ 条(代表第一个位置的选择) 第二层分支:每条第一层分支再分出 $n-1$ 条(代表第二个位置的选择) ... 第 $m$ 层分支:每条第 $m-1$ 层分支再分出 $n-m+1$ 条 叶子节点总数即为 $A_n^m$。 让学生数叶子节点,直观看到“分支数递减”的规律,理解为什么是连乘。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
从 5 本不同的书中取出 3 本,按顺序放在书架上,有多少种不同的放法?
变式
从 1, 2, 3, 4, 5 这五个数字中,取出三个数字组成无重复数字的三位数,其中偶数有多少个?
试试手自己判
检测题
从 6 个不同的球中取出 4 个,排成一排,有多少种不同的排法?
看答案和判分标准
答案:$A_6^4 = 6 \times 5 \times 4 \times 3 = 360$(种)。
判对标准:
- 正确识别为排列问题(有序)。
- 正确应用公式 $A_n^m$,其中 $n=6, m=4$。
- 计算过程正确:$6 \times 5 \times 4 \times 3$。
- 最终结果 360 正确。
若学生答 15(组合数 $C_6^4$)或 3600(误算为 $6!$),则判错。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›