組合數的兩個性質
作者:萬連飛
教學目的:
1. 使學生掌握組合數的兩個性質及其證明方法,培養學生的邏輯思維能力;
2. 使學生能利用組合數的性質進行計算,培養學生的計算能力。
教學過程:
一、復習提問:
1. 組合數公式的兩種形式是什么:
2. 利用組合數的公式的第二種形式計算 ,根據學生的回答,教師板書如下:
(1) 組合數公式:
} (n,m∈N,且m≤N)
二、新課講授:
1. 通過具體的實例,豐富學生對性質1的感性認識,并加以證明,再講它的應用。
(1) 利用組合數的公式,考察:
與
,
與
,
與
的關系,并能發現什么規律?(可以逐個叫學生回答,板書)
∵,
又,
∴=
;
∵
又
∴;
∵
又
∴=
。
由不完全歸納可得:從n個不同的元素中取出m 個元素的組合數,等于從n個不同的元素中取出n-m個元素的組合數。即
定理1:=
,(n,m∈N,且m≤N)
(2)定理1的證明。要證明這個等式成立,即證明兩個量相等。那么,證明兩個量相等有聲么方法呢?(指明學生回答)
方法一:“若兩個數都等于第三個數,則這兩個數相等 ”。
我們知道,
,
顯然,等于
。于是可得下面的證明。
證明:∵,
又,
∴=
。
(3)性質1的另一種解釋:從n個不同的元素中取出m個元素,并成一組,那么,剩下的n-m個元素也成一組;反之,從n個不同的元素中取出n-m個元素并組成一組,那么剩下的m個元素也成一組。所以,它們的組合是一一對應的,故有從n個不同的元素中取出m個的組合數是等于從 n個不同的元素中取出n-m個元素的組合數
,即
=
。
(4)當 時,利用這個公式,可是
的計算簡化。如:
,
。
(5) 注意:當m=n時,公式=
變形為
,
又=1,所以規定:
=1即 0!=1
(6)在這樣的一組組合數:
,
,
……
,
,
中,性質1還說明了:與兩端等距離的兩個組合數相等。如:
=
,
=
,
=
,……。
2. 用計算的方法驗證下列各式成立,并加以證明。
(1) (1)用計算的方法考察組合數:
與
,
與
的關系,你能由此發現什么規律嗎?(可指明學生回答,板書)
∵
∴=
∵
∴=
規律:若n、,m是自然數,m≤n,則
,(或
)
定理2 (n,m∈N,且m≤N)
(2) 定理2的證明。要證明這個等式,只要根據組合數的公式變形即可。
證明:∵
∴
(3)對于定理2,還可以這樣解釋:從,
,….,
這n+1個不同的元素中取出m個元素的組合數
,這些組合可以分成兩類:一類含
,一類不含
。含
的組合是從
,….,
這n個不同的元素中取出m-1個元素的組合數為
,不含
的組合是從
,….,
這n個不同的元素中取出m個元素的組合數為
。再由加法原理,得:
。
(3)定理2還說明了,把從n+1個不同的元素中取出m個元素的組合數,等于從n個不同的元素中取出m個元素的組合數
與從n個不同的元素中取出m-1個元素的組合數
的和。這體現了組合數的可分解性,或組合數的可加性。
二、課堂練習:
1.
計算與
;
2.
求;
3. 利用定理2證明:
證明:
……
又證:將原式左邊的各項寫成:
,
,
, ……
,
,
將上述的等式兩邊相加,得:
四、作業:認真閱讀課文,重點掌握組合數的兩個性質的證明和利用性質計算組合數的方法,并做下列練習:
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區 | 電信詐騙舉報專區 | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區 | 涉企侵權舉報專區
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com