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计数原理新教材回顾200515

计数原理新教材回顾200515

作者: 椰子数学 | 来源:发表于2020-05-15 15:39 被阅读0次

1.1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、分类乘法计数原理:

完成一件事需要两个步骤,做第1步欧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。

用两个计数原理解决计数问题时,最重要的是在开始之前要进行仔细分析---需要分类还是需要分步。
分类要做到“不重不漏”,分类后再分别对每一类进行计数,最后用分类加法计数原理求和,得到总数。
分步要做到“步骤完整”,完成了所有步骤,恰好完成任务,当然步与步之间要相互独立,分步后再计算每一步的方法数,最后根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法计数相乘,得到总数。

1.2排列与组合

1.2.1 排列

一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做n个不同元素中取出m个元素的一个排列(arrangement)

排列相同:当且仅当排列的元素完全相同,且元素的排列顺序也相同。

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n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号A_n^m

A_n^m=n(n-1)(n-2)...(n-m+1)
n,m∈N^*,并且m≤n,这个公式叫做排列数公式。
A_n^n=n(n-1)(n-2)...3* 2 *1=n!
n个不同元素全部取出的排列数,等于正整数1到n的连乘积,正整数1到n的连乘积,叫做n的阶乘,用n!表示。规定:0!=1

公式变形:A_n^m=\frac {n!}{(n-m)!}

1.2.2组合

一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。

排列与组合的比较:
相同点:两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素;
不同点:排列与元素的顺序有关,组合与元素的顺序无关。
只有元素相同且殊勋也相同的两个排列才是相同的;只要两个组合的元素相同,不论元素的顺序复合,都是相同的组合。例如ab与ba是两个不同的排列,但它们却是同一个组合。

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_n^m(C:combinationg,组合的第一个字母组合数还可用符号(_m^n)来表示)

A_n^m=C_n^m*A_n^m

C_n^m= \frac {n(n-1)(n-2)...(n-m+1)} {m!}
因为:A_n^m= \frac{n!}{(n-m)!}
所以:C_n^m=\frac{n!} {m !(n-m)!}
规定:C_n^0=1

性质1

C_n^m=C_n^{n-m}

性质2

C_{n+1}^m=C_n^m+C_n^{m-1}

1.3二项式定理

1.3.1二项式定理

(a+b)^n=C_n^0a^n+C_n^1a^{n-1}b^1+...+C_n^ka^{n-k}b^k+...+C_n^nb^n(n∈N^*)
1、(a+b)^n展开式共有n+1项
2、二项式系数:C_n^k(k∈{0,1,2,...n}
3、二项式通项:T_{k+1}=C_n^{n-k}b^k

1.3.2"杨辉三角"与二项式系数的性质

1、对称性

与首末两端“等距离”的两个二项式系数相等。公式表示为:C_n^m=C_n^{n-m}

2、增减性与最大值

n为偶数,中间的一项最大
n为奇数,中间的两项相等,且同时取得最大值。

3、各二项系数的和

2^n=C_n^0+C_n^1+C_n^2+...+C_n^n

提醒:奇数项的二项式系数的和等于偶数项的二项式系数的和。

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