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SHANGHAI MATHEMATICS · SECTION chapter-end-6

学生阅读版 / 沪教版高中数学

章末阅读、内容提要与复习题.

选择性必修第二册
第6章计数原理 · 保留教材主线与原题

1 个阅读模块0 个例题16 道练习与习题
chapter-end-6

章末阅读、内容提要与复习题

教材与正式教参整合

利用组合的定义和多项式的乘法规则证明二项式定理

先来考察 的二项展开式.

根据多项式的乘法运算规则, 的二项展开式中的每一项是从 的每一个括号中任意取出一个字母的乘积,因而展开式的每一项都是三次式,即 的二项展开式恰由以下 4 个形式的项组成:


从特殊到一般, 这是数学中常用的研究方法.


对于每一项的系数, 可以利用组合的定义得到:

相当于 3 个括号中,每一个都不取字母 ,这样的取法有 种,所以 的系数为

相当于 3 个括号中,恰有一个取出字母 ,这样的取法有 种,所以 的系数为 ;

相当于 3 个括号中,恰有两个取出字母 ,这样的取法有 种,所以 的系数为 ;

相当于 3 个括号中,每一个都取出字母 ,这样的取法有 种,所以 的系数为

因此, 的二项展开式可以写为

一般地,对于 ,根据多项式的乘法运算规则, 的二项展开式中的每一项是从 的每一个括号中任意取出一个字母的乘积,因而展开式的每一项都是一个 次式,即 的二项展开式由以下 个形式的项组成:

类似于上面的分析,对于 相当于 个括号中,恰有 个取出字母 ,这样的取法有 种,所以 的系数为 . 因此, 的二项展开式可以写为

内容提要

  1. 乘法原理(分步计数原理):做一件事,需要依次完成 个步骤,其中完成第一步有 种不同的方法,完成第二步有 种不同的方法, ,完成第 步有 种不同的方法,那么完成这件事共有 种不同的方法.

  2. 加法原理(分类计数原理):做一件事,完成它有 类办法,其中第一类办法有 种不同的方法,第二类办法有 种不同的方法,……,第 类办法有 种不同的方法, 那么完成这件事共有 种不同的方法.

  3. 乘法原理和加法原理是关于计数的两个基本原理,它们是推导排列数、组合数公式的基础,在解题中应正确区分和灵活使用.

  4. 从 个互不相同的元素中,取出 个不同元素按照一定的顺序排成一列, 叫做从 个元素中取出 个元素的一个排列. 所有这样的排列的个数(排列数)用符号 表示,其值为 ,而 .

  5. 从 个互不相同的元素中,取出 个不同元素作为一组,叫做从 个元素中取出 个元素的一个组合. 所有这样的组合的个数(组合数)用符号 表示,其值为

  6. 已知 是自然数, 是正整数,且 ,则 , .

  7. 排列和组合是两个基本的计数问题,在解决实际问题时,要善于分析问题的条件, 把问题转化为相应的排列或组合问题.

  8. 等式 称为二项式定理. 等式右边的第 项为 .

  9. 对任意正整数 .

复习题

A 组

复习题A · 1
  1. 如图,用 6 种不同的颜色将 三个区域涂色,每个区域涂上一种颜色,且有公共边的区域不能涂同一种颜色. 问: 不同的涂色方法共有多少种?

教材或教参原图

(第 1 题)

复习题A · 2
  1. 5 个工程队分别承建某项工程的 5 个不同的子项目, 每个工程队各承建其中的 1 项, 且甲工程队不能承建 1 号子项目. 问: 不同的承建方案有多少种?
复习题A · 3
  1. 从 0、1、2、3、4、5 六个数字中任取四个数字,可以组成多少个没有重复数字、 且为奇数的四位数?
复习题A · 4
  1. 解关于正整数 的方程: .
复习题A · 5
  1. 已知 的二项展开式的各项系数之和为 32,求该二项展开式中 的系数.
复习题A · 6
  1. 若 ,求 的值.
复习题A · 7
  1. 若 的二项展开式中含有常数项,求 的最小值.

B 组

复习题B · 1
  1. 7 名学生站成一排拍毕业纪念照, 其中甲必须站在正中间, 并且乙、丙 2 名学生要站在一起. 问: 有多少种不同的排法?
复习题B · 2
  1. 将 5 个不同的小球分别放到 3 个不同的盒子中, 要求每个盒子都不空. 问: 有多少种不同的放法?
复习题B · 3
  1. 从 7 名男乒乓球队员、 5 名女乒乓球队员中任选 4 名进行男女混合双打,不同的分组方法有多少种?
复习题B · 4
  1. 3 名男生、4 名女生排成一行. 在下列要求下,分别求不同排列方法的种数:

(1)甲不在最左边,乙不在最右边;

(2)男生必须排在一起;

(3)男生和女生相间排列;

(4)在甲、乙两人中间必须有 3 人.

复习题B · 5
  1. 一个口袋内有 4 个不同的红球、6 个不同的白球.

(1)从中任取 4 个球, 红球的个数不比白球少的取法有多少种?

(2)若取一个红球记 2 分,取一个白球记 1 分. 从中任取 5 个球,使总分不少于 7 分的取法有多少种?

复习题B · 6
  1. 设 ,求下列各式的值:

(1) ;

(2) ;

(3) .

复习题B · 7
  1. 利用二项式定理,求 被 8 除所得的余数.

拓展与思考

拓展与思考 · 1
  1. 设集合 是由所有满足下面条件的有序数组 构成的: 每一个元素 等于 0、1、-1 中之一,其中 . 那么集合 中满足条件" " 的元素有多少个?
拓展与思考 · 2
  1. 利用二项式定理证明: 对于任意正整数 都是正整数.
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