小朋友们,今天我们要一起来学习一个有趣的数学知识——排列组合!排列和组合虽然听起来有点复杂,但实际上它们就在我们的日常生活中。比如,你有两件不同的衣服和两条不同的裤子,你可以有多少种穿法呢?这就是排列组合问题哦!
一、简单的排列问题
1. 问题1
小明有三本书:《小熊维尼》、《安徒生童话》和《格林童话》。他想把这些书放在书架上,有多少种不同的摆放方式?
- 解答:
小明可以先把第一本书放上去,有3种选择;第二本书放上去时,就只剩下2种选择;最后一本书只有一种选择。所以总共有:
$ 3 \times 2 \times 1 = 6 $ 种不同的摆放方式。
2. 问题2
小红有4个颜色不同的气球:红、黄、蓝、绿。她想把这4个气球排成一排,有多少种不同的排列方法?
- 解答:
同样的道理,小红可以把第一个气球选出来有4种选择,第二个气球有3种选择,第三个气球有2种选择,最后一个气球只有1种选择。因此,总共有:
$ 4 \times 3 \times 2 \times 1 = 24 $ 种不同的排列方式。
二、简单的组合问题
组合与排列不同的是,它不考虑顺序。比如,从三个小朋友中选出两个人去参加比赛,无论谁先选谁后选,只要结果是相同的,就算一种组合。
1. 问题3
班级里有5个小朋友,老师要从中选出3个人去参加学校的绘画比赛。问有多少种不同的选法?
- 解答:
这是一个组合问题,我们用公式来计算:
$ C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!} $
其中,$ n=5 $(总人数),$ k=3 $(要选的人数)。代入公式得:
$ C(5, 3) = \frac{5 \times 4 \times 3}{3 \times 2 \times 1} = 10 $
所以,有10种不同的选法。
2. 问题4
小丽家里有6种水果:苹果、香蕉、橙子、葡萄、草莓和西瓜。她想从中挑出4种水果做果盘,请问有多少种不同的组合?
- 解答:
使用同样的组合公式:
$ C(6, 4) = \frac{6 \times 5 \times 4 \times 3}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = 15 $
所以,小丽有15种不同的水果组合可以选择。
三、综合练习题
1. 小华有7支铅笔,其中红色、蓝色、绿色各2支,剩下一支黄色铅笔。如果他想把这些铅笔排成一排,但相同颜色的铅笔必须挨在一起,那么有多少种排列方法?
2. 篮球比赛中,教练需要从8名队员中选出5人组成首发阵容。问有多少种不同的选法?
3. 小朋友手里有5张扑克牌,分别是黑桃A、红桃K、方块Q、梅花J和大王。他想从中挑选3张牌组成一组,问有多少种不同的组合?
通过这些题目,我们可以发现排列和组合虽然看起来相似,但在实际应用中却有很大的区别。排列注重顺序,而组合则不考虑顺序。希望大家在练习中多思考,掌握排列组合的基本原理!
答案解析:
1. $ 3! \times 3! = 36 $ 种排列方法
2. $ C(8, 5) = 56 $ 种选法
3. $ C(5, 3) = 10 $ 种组合
希望今天的练习题能帮助大家更好地理解排列组合的知识,加油!