奥数竞赛讲座20-排列组合二项式定理

教学视频网-公开课,优质课,展示课,课堂实录（）教学视频网（）竞赛讲座20-排列、组合、二项式定理基础知识1．排列组合题的求解策略（1）排除：对有限条件的问题，先从总体考虑，再把不符合条件的所有情况排除，这是解决排列组合题的常用策略．（2）分类与分步有些问题的处理可分成若干类，用加法原理，要注意每两类的交集为空集，所有各类的并集是全集；有些问题的处理分成几个步骤，把各个步骤的方法数相乘，即得总的方法数，这是乘法原理．（3）对称思想：两类情形出现的机会均等，可用总数取半得每种情形的方法数．（4）插空：某些元素不能相邻或某些元素在特殊位置时可采用插空法．即先安排好没有限制条件的元素，然后将有限制条件的元素按要求插入到排好的元素之间．（5）捆绑：把相邻的若干特殊元素“捆绑”为一个“大元素”，然后与其它“普通元素”全排列，然后再“松绑”，将这些特殊元素在这些位置上全排列．（6）隔板模型：对于将不可辨的球装入可辨的盒子中，求装的方法数，常用隔板模型．如将12个完全相同的球排成一列，在它们之间形成的11个缝隙中任意插入3块隔板，把球分成4堆，分别装入4个不同的盒子中的方法数应为311C，这也就是方程12dcba的正整数解的个数．2．圆排列（1）由},,,,{321naaaaA的n个元素中，每次取出r个元素排在一个圆环上，叫做一个圆排列（或叫环状排列）．（2）圆排列有三个特点：（i）无头无尾；（ii）按照同一方向转换后仍是同一排列；（iii）两个圆排列只有在元素不同或者元素虽然相同，但元素之间的顺序不同，才是不同的圆排列．（3）定理：在},,,,{321naaaaA的n个元素中，每次取出r个不同的元素进行圆排列，圆排列数为rPrn．3．可重排列允许元素重复出现的排列，叫做有重复的排列．在m个不同的元素中，每次取出n个元素，元素可以重复出现，按照一定的顺序那么第一、第二、…、第n位是的选取元素的方法都是m种，所以从m个不同的元素中，每次取出n个元素的可重复的排列数为nm．教学视频网-公开课,优质课,展示课,课堂实录（）教学视频网（）4．不尽相异元素的全排列如果n个元素中，有1p个元素相同，又有2p个元素相同，…，又有sp个元素相同（nppps21），这n个元素全部取的排列叫做不尽相异的n个元素的全排列，它的排列数是!!!!21spppn5．可重组合（1）从n个元素，每次取出p个元素，允许所取的元素重复出现p,,2,1次的组合叫从n个元素取出p个有重复的组合．（2）定理：从n个元素每次取出p个元素有重复的组合数为：rpnpnCH)1(．6．二项式定理（1）二项式定理nkkknknnbaCba0)(（*Nn）．（2）二项开展式共有1n项．（3）rrnrnrbaCT1（nr0）叫做二项开展式的通项，这是开展式的第1r项．（4）二项开展式中首末两端等距离的两项的二项式系数相等．（5）如果二项式的幂指数n是偶数，则中间一项的二项式系数2nnC最大；如果n是奇数，则中间两项的二项式系数21nnC与21nnC最大．（6）二项式开展式中奇数项的二项式系数之和等于偶数项系数之和，即531420nnnnnnCCCCCC7．数学竞赛中涉及二项式定理的题型及解决问题的方法二项式定理，由于结构复杂，多年来在高考中未能充分展示应有的知识地位，而数学竞赛的命题者却对其情有独钟．（1）利用二项式定理判断整除问题：往往需要构造对偶式；（2）处理整除性问题：构造对偶式或利用与递推式的结合；（3）求证不等式：通过二项式展开，取展开式中的若干项进行放缩；（4）综合其他知识解决某些综合问题：有些较复杂的问题看似与二项式定理无关，其实通过观察、分析题目的特征，联想构造合适的二项式模型，便可使问题迅速解决．例题分析例1．数1447,1005,1231有某些共同点，即每个数都是首位为1的四位数，且每个四位数中恰有两个数字相同，这样的四位数共有多少个？教学视频网-公开课,优质课,展示课,课堂实录（）教学视频网（）例2．有多少个能被3整除而又含有数字6的五位数？例3．有n2个人参加收发电报培训，每两人结为一对互发互收，有多少种不同的结对方式？例4．将1n个不同的小球放入n个不同的盒子中，要使每个盒子都不空，共有多少种放法？例5．在正方体的8个顶点，12条棱的中点，6个面的中心及正方体的中心共27个点中，共线的三点组的个数是多少个？例6．用8个数字1,1，7,7，8,8，9,9可以组成不同的四位数有多少个？例7．用EDCBA,,,,五种颜色给正方体的各个面涂色，并使相邻面必须涂不同的颜色，共有多少种不同的涂色方式？例8．某种产品有4只次品和6只正品（每只产品可区分），每次取一只测试，直到4只次品全部测出为止．求最后一只次品在第五次测试时被发现的不同情形有多少种？例9．在平面上给出5个点，连结这些点的直线互不平行，互不重合，也互不垂直，过每点向其余四点的连线作垂线，求这此垂线的交点最多能有多少个？例10。.8位政治家举行圆桌会议，两位互为政敌的政治家不愿相邻，其入坐方法有多少种？例11．某城市有6条南北走向的街道，5条东西走向的街道．如果有人从城南北角（图A点）走到东南角中B点最短的走法有多少种？例12．用4个1号球，3个2号球，2个3号球摇出一个9位的奖号，共有多少种可能的号码？例13．将r个相同的小球，放入n个不同的盒子（nr）．（1）有多少种不同的放法？（2）如果不允许空盒应有多少种不同的放法？例14．8个女孩和25个男孩围成一圈，任意两个女孩之间至少站着两个男孩．（只要把圆旋转一下就重合的排列认为是相同的）例15．设1990n，求)333331(211990995198899463422nnnnnnCCCCC的值．例16．当*Nn时，)73(的整数部分是奇数还是偶数？证明你的结论．例17．已知数列,,,,3210aaaa（00a）满足：),3,2,1(211iaaaiii求证：对于任意正整数n，nnnnnnnnnnnnxCaxxCaxxCaxCaxp)1()1()1()(11111100是一次多项式或零次多项式．例18．若amr12)25(（10,,*aNmr），求证：1)(ama．教学视频网-公开课,优质课,展示课,课堂实录（）教学视频网（）例19．设8219)22015()22015(x的整数部分，求x的个数数字．例20．已知ba2)21(100（Nba,）求ab的个位数字．例21．试证大于n2)31(的最小整数能被12n整除（Nn）．例22．求证：对任意的正整数n，不等式nnnnnn)12()2()12(．例23．设Rba,，且111ba．求证对于每个Nn，都有1222)(nnnnnbaba[文章来源：教学视频网转载请保留出处。]