学生一见“选几个”就随手用 C,一见“排队”就用 P,但真正的难题是“有条件”那一步。这一堂只教两个判断:换位置会否改变结果、限制条件可否用补集。
本堂目标 学生能够:① 用一句话判断题目要 P 还是 C(互换位置会否得出不同结果);② 用补集法处理“至少一个”这类限制;③ 分组与分配的分别讲清楚(先分组、后排列);④ 在 5 分钟内完成 9 人选 4 人的总数与“至少一女”的数目(126 与 121)。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 阶乘 |
4! 等于几多? |
答 24 |
| P 与 C 的公式 |
C(5,2) 同 P(5,2) 分别系几多? |
答 10 同 20 |
| 补集概念 |
“至少一个”的反面是什么? |
答“一个都没有” |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
快检三题 |
抽问阶乘、P/C、补集 |
口头答,错即补 |
| 8–20 分 |
判断次序 |
三个情境测试:换位会否改变结果 |
讲出 P 还是 C |
| 20–34 分 |
限制条件 |
补集法与直接法比较 |
用补集重算一次 |
| 34–46 分 |
分组与分配 |
先分组、后排列,注意组别相同 |
分辨两种问法 |
| 46–56 分 |
限时实作 |
三题由易到难 |
独立完成不查书 |
| 56–60 分 |
离场检查 |
按三个得分点逐题问 |
自评并圈错处 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:一句话判断 P 还是 C
问学生:“甲乙换位置,结果算不算不同?”算不同就是 P,算一样就是 C。选一个小组(做同一件事)是 C,选人做不同职位是 P。这个判断要在读题后三秒内做完,因为之后所有计算都建立在它上面。答错这一步,后面写得再靓都是零分。
每题先要学生讲一句“换位不同,所以用 P”或“换位一样,所以用 C”,讲完才动笔。
第二幕:限制条件:先数“不准”的那一边
“至少一女”直接数要分一女、两女、三女、四女四个情况,容易漏。用补集:总数 C(9,4) = 126,减去“全男”C(5,4) = 5,得 121。补集法只有两个动作,错的机会少一半。判断用哪个方法很简单:如果“符合”的情况多过“不符合”,就用补集。
写低“总数 − 反面”,两行都要有数,不准心算。
第三幕:分组与分配:先分组,后排列
把人分成几组(组无名)是 C;把组分去不同地方(组有名)就要再乘组数的排列。例如 5 男 4 女中选 2 男 2 女:C(5,2) × C(4,2) = 10 × 6 = 60。若之后要把这 4 人分去两个不同房间(每房 2 人),就要再乘 2,因为房间有名。圆形排列是 (n − 1)!,6 人围圈是 120 种,因为转动后相同只算一种。
要学生圈出“组有无名”,无名就不准乘组数。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 纯组合 |
选人做同一件事 |
判断换位不变 → C |
C(9,4) = 126 |
| 纯排列 |
选人担任不同职位 |
判断换位有变 → P |
P(9,3) = 504 |
| 限制条件 |
至少一女 |
总数减反面(全男) |
121 |
| 圆形排列 |
围圈而坐 |
(n − 1)!,注意有无方向限制 |
120 种 |
合理性检查(一定要教):数字大小要合理:C(9,4) = 126,而“2 男 2 女”只有 60,后者一定细过前者,因为加了限制;“至少一女”121 应该接近总数 126,因为全男只有 5 种,减掉的数细,这个比例一看就知答案有无离谱。排列一定大过组合:P(9,3) = 504 对 C(9,3) = 84,差 3! = 6 倍。若组合答案大过排列答案,一定左右调转。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 9 人选 4 人组成小组,有几多种? |
126 种 |
有无判断用 C |
| 9 人中选 4 人,至少一女,有几多种? |
121 种 |
有无用补集 |
| 5 男 4 女中选 2 男 2 女 |
60 种 |
有无分两步相乘 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| P 与 C 调转 |
选小组用 P,得 3024 |
“做同一件事换位没有分别,所以系 C,不系 P。” |
| “至少”逐个情况数 |
只数一女,漏三女四女 |
“至少的反面系一个都没有,用总数减去全男最快。” |
| 分组后忘记组有名 |
分两房只计 C |
“两间房不同,所以分完仲要乘 2。” |
| 圆形排列当直线 |
6 人围圈写 6! |
“围圈转动后一样,所以系 (6 − 1)!。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 判断 P/C |
换位会否改变结果 |
讲不出:重教第一幕 |
| 补集 |
总数减反面 |
逐个数:重做例题 |
| 分组 |
先分组后排列 |
漏乘:重讲第三幕 |
09 导师常问
0! 为什么等于 1?
因为“一个都没有”只有一种排法,定义成 1 才能令公式一致。
“至少两个”也可以用补集吗?
可以,反面是“零个或一个”,要减两项,记得两项都要减。
相同物品的排列怎算?
用 n! 除以每个重复组的阶乘,例如 AAB 有 3!/2! = 3 种。
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