第十章概率和统计初步§10.1排列和组合.doc
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第十章 概率与统计初步
有一个人生了病,到一位医生那里去就诊.医生检查后,与病人进行了如下的对话:
“你生的病可谓九死一生啊!”
“啊?!”
“幸好你到我这里来就诊!”
“喔!”
“在你之前我已经看了九个这种病例,”
“大夫经验丰富.”
“可是他们都死了,”
“...!!!”
“你是第十个,因此一定看得好.”
要你是那位病人的话,你肯定不会相信那位医生的胡诌,拔脚开溜了.电视上几乎天天有交通事故伤亡的报道,那些罹难者除了极个别者外,不会自己去送死,但是不幸还是降临到了他们的头上.因此你每次上街都在冒伤亡的风险,但是你不会因此就不上街吧?
第一个笑话中的那位病人,如果真的留下来请医生治疗,也不见得必死无疑,或许真的给医生治好了;第二个调侃中的你,也不见得每次外出必定安全返回,或许真有那么一次直奔急诊室去了.因为这两个事件有一个公共特点:都带有不确定的因素,发生或是不发生是随机的,差别仅在于这种随机事件发生的可能性有多大.笑话中的那位病人,估计继续治疗是凶多吉少,治愈的可能性太小了,因此开溜为上;第二则调侃中的你,预计出车祸的可能性微乎其微,因此不必每次上街都抱着英勇赴难的决心.这种预计、估计的依据是生活经验.
有没有可能把随机事件发生的可能性数字化,提出一个明确的大小呢?如何把随机事件发生的可能性数字化,才是科学可信的呢?这就是你在本章中所要学习的内容—概率与统计.
§10.1 排列与组合
重点
?排列与组合的概念
?选排列数公式和全排列数公式
?组合数公式
难点
?区分排列与组合
?组合数的性质
?排列与组合在实际中的应用
学习要求
?能准确区分排列与组合
?掌握排列数、组合数计算公式
?在实际中能准确区分不太复杂的排列于组合问题
?初步会应用组合数的性质,解决一些计算或证明问题
接着上面的话题,你之所以每次上街不担心出车祸,是因为你知道出车祸的可能性极小,所谓极小,从数量上分析,无非是上街几万次、甚至几十万次,才可能会发生一次不测事件.如果上街十次就会发生一次车祸,你每次上街就得非常小心了;如果上街百次会发生一次车祸,你会定心一些;上街千次会发生一次车祸,你会更定心一些;现在是几万甚至几十万,所以你就笃定无忧.“十次”“百次”“千次”...,实际上是一个计数问题.要从数量上分析随机事件发生的可能性,必须首先要对发生的事件计数.因此我们首先学习计数的有关知识.
你可能会觉得好笑,计数这么一个老古董,原始人就知道结绳记事;还没有上小学,我就会数数;对已经掌握了许多代数、几何知识的我,还得炒这碗“冷饭”?且慢得意,你马上就会发现,就是在你身边发生的、日常生活中的一些计数问题,你未必能顺利解决.
1. 排列
(1)选排列
①选排列和选排列数
先来看一个简单的实例.在1,2,3三个数码中,取出二个组成一个二位数,可以组成几个不同的二位数?你立即能给出答案:12,13; 21,23; 31,32,共6个;稍为复杂一些,数码增加为1,2,3,4四个,还是难不倒你:12,13,14; 21,23,24; 31,32,34; 41,42,43,共12个;问题再变一下:在四个数码1,2,3,4中,选取三个组成一个三位数,能组成几个不同的三位数?你可能要多花一点时间,但还是能得到答案:
123, 124, 132, 134, 142, 143;213, 214, 231, 234, 241, 243;
312, 314, 321, 324, 341, 342;412, 413, 421, 423, 431, 432
共24个.把问题改成下面这样,你恐怕要失去找答案的勇气了:在9个数码1,2,3,4,5,6,7,8,9中,选取7个数码组成一个7位数,能组成多少个不同的数?你失去勇气的原因,可能不是不会,而是怕繁,因为你已经预计到,把所有可能的7位数写出来再计个数,将是一个庞大的数字.
其实我们只是要你回答可以组成多少个7位数,并没有说要你写出所有的7位数,再去统计个数.能不写出具体的7位数,直接得到所要求的个数吗?
设7位数的总个数是.7位数中的第一位,可以在1?9中任挑一个,共有9种可能的选择;对第一位的每一种选择,后面的6位数,将在余下的8个数码中选取6个组成,这样的6位数总个数是;因此7位数的个数是=9;类比分析,同样又有=8,是在7个数码中选5个组成5位数的个数;依此类推,得到
=9=9?8=9?8?7=...=9?8?7?...?4?
是最后余下的三个数码中选一个组成一位数的个数,当然仅有3个.于是最终得到
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