组合数的两个性质
作者:万连飞
教学目的:
1. 使学生掌握组合数的两个性质及其证明方法,培养学生的逻辑思维能力;
2. 使学生能利用组合数的性质进行计算,培养学生的计算能力。
教学过程:
一、复习提问:
1. 组合数公式的两种形式是什么:
2. 利用组合数的公式的第二种形式计算 ,根据学生的回答,教师板书如下:
(1) 组合数公式:
} (n,m∈N,且m≤N)
二、新课讲授:
1. 通过具体的实例,丰富学生对性质1的感性认识,并加以证明,再讲它的应用。
(1) 利用组合数的公式,考察:
与
,
与
,
与![]()
的关系,并能发现什么规律?(可以逐个叫学生回答,板书)
∵
,
又
,
∴
=
;
∵![]()
又![]()
∴
;
∵![]()
又![]()
∴
=
。
由不完全归纳可得:从n个不同的元素中取出m 个元素的组合数,等于从n个不同的元素中取出n-m个元素的组合数。即
定理1:
=
,(n,m∈N,且m≤N)
(2)定理1的证明。要证明这个等式成立,即证明两个量相等。那么,证明两个量相等有声么方法呢?(指明学生回答)
方法一:“若两个数都等于第三个数,则这两个数相等 ”。
我们知道,
,
![]()
显然,
等于
。于是可得下面的证明。
证明:∵
,
又
,
∴
=
。
(3)性质1的另一种解释:从n个不同的元素中取出m个元素,并成一组,那么,剩下的n-m个元素也成一组;反之,从n个不同的元素中取出n-m个元素并组成一组,那么剩下的m个元素也成一组。所以,它们的组合是一一对应的,故有从n个不同的元素中取出m个的组合数是
等于从 n个不同的元素中取出n-m个元素的组合数
,即
=
。
(4)当
时,利用这个公式,可是
的计算简化。如:
,
。
(5) 注意:当m=n时,公式
=
变形为
,
又
=1,所以规定:
=1即 0!=1
(6)在这样的一组组合数:
,
,
……
,
,![]()
中,性质1还说明了:与两端等距离的两个组合数相等。如:
=
,
=
,
=
,……。
2. 用计算的方法验证下列各式成立,并加以证明。
(1) (1)用计算的方法考察组合数:
与
,
与![]()
的关系,你能由此发现什么规律吗?(可指明学生回答,板书)
∵![]()
![]()
∴
=![]()
∵![]()
![]()
∴
=![]()
规律:若n、,m是自然数,m≤n,则
,(或
)
定理2
(n,m∈N,且m≤N)
(2) 定理2的证明。要证明这个等式,只要根据组合数的公式变形即可。
证明:∵ ![]()
![]()
∴![]()
![]()
![]()
(3)对于定理2,还可以这样解释:从
,
,….,
这n+1个不同的元素中取出m个元素的组合数
,这些组合可以分成两类:一类含
,一类不含
。含
的组合是从
,….,
这n个不同的元素中取出m-1个元素的组合数为
,不含
的组合是从
,….,
这n个不同的元素中取出m个元素的组合数为
。再由加法原理,得:
。
(3)定理2还说明了,把从n+1个不同的元素中取出m个元素的组合数
,等于从n个不同的元素中取出m个元素的组合数
与从n个不同的元素中取出m-1个元素的组合数
的和。这体现了组合数的可分解性,或组合数的可加性。
二、课堂练习:
1.
计算
与
;
2.
求
;
3. 利用定理2证明:
![]()
证明:
![]()
……
![]()
又证:将原式左边的各项写成:
,
,
, ……
,
,
将上述的等式两边相加,得:
![]()
四、作业:认真阅读课文,重点掌握组合数的两个性质的证明和利用性质计算组合数的方法,并做下列练习:
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com