Программа элективного курса "Комбинаторика"

Разделы: Математика


Данная программа предназначена для учащихся 8-х классов общеобразовательной школы в целях их предпрофильной подготовки.

Комбинаторика – один из разделов дискретной математики, который приобрёл важное значение в связи с развитием теории вероятности, математической логики, вычислительной техники. Этот материал является занимательным, доступным и подходит для развития интереса школьников к математике.

Однако этот материал часто встречается при решении задач олимпиадного типа, значит, он помогает учащимся проявить себя на олимпиадах.

Знание комбинаторики необходимо представителям самых разных специальностей. С комбинаторными задачами приходится иметь дело физикам, химикам, биологам, лингвистам, специалистам по теории кодов. Поэтому цель данных занятий – познакомить учащихся на популярном уровне с этим разделом математики.

Данный курс позволяет познакомить ребят с новыми идеями и методами, расширить представление об изучаемом материале и порешать интересные задачи. Сложность вопросов такова, что к их рассмотрению можно привлечь не только сильных учащихся. Эти вопросы не требуют основательной предшествующей подготовки и особого уровня развития, а для школьников могут стать толчком в развитии их интереса к предмету. Хотя они и выходят за рамки обязательного содержания, но, безусловно, будут способствовать совершенствованию и развитию математических умений, предусмотренных программой.

Изучение курса предполагается построить в виде лекций, практических занятий, уроков-сообщений. Формой итогового контроля будет зачёт.

К концу курса школьники овладеют следующими умениями и навыками: узнают процедуру доказательства методом математической индукции, определение перестановок, размещений, сочетаний, формулу Ньютона, научатся пользоваться треугольником Паскаля при возведении бинома в натуральную степень, производить вычисления с выражениями, содержащими факториалы.

Курс рассчитан на 17 часов.

Учебно-тематический план

№ п/п

Тема занятия

Количество часов

1

Принцип математической индукции

4

2

Предмет комбинаторики

2

3

Упорядоченные множества

3

4

Сочетания

4

5

Прикладные задачи

1

6

Бином Ньютона. Треугольник Паскаля

3

Содержание программы (17 часов)

№ п/п

Тема занятия

Вид занятия

Количество часов

1

Принцип математической индукции (4часа)

 

Понятие полной и неполной индукции

Сообщение

1

 

Принцип математической индукции

Лекция

Практика

2

 

Обобщение принципа математической индукции

Обсуждение Практика

1

2

Предмет комбинаторики (2 часа)

 

Предмет комбинаторики. Цели и задачи комбинаторики. Общие правила комбинаторики

Лекция

2

3

Упорядоченные множества(3 часа)

 

Размещения. Размещения простые и с повторениями

Беседа Практика

2

 

Перестановки. Число перестановок. Пepecтановки простые и с повторениями

Практика

1

4

Сочетания (4 часа)

 

Сочетания. Сочетания простые и с повторениями

Лекция

Практика

1

 

Некоторые свойства числа сочетаний

Сообщение Практика

1

 

Рекуррентная формула для вычисления числа сочетаний

Практика

2

5

Прикладные задачи комбинаторики. Лабораторно-практическая работа по решению комбинаторных задач геометрического содержания

Обсуждение

Практика

2

6

Бином Ньютона. Треугольник Паскаля.

Урок-зачёт

Практика

2

Литература:

1.. Виленкин Н.Я. “Индукция. Комбинаторика” (пособие для
учителей). Просвещение, 1976.

2. Ежов И.П., Скороход А.В. “Элементы комбинаторики”. М: Наука, 1977.

3. Халамайзер А.Я. “Комбинаторика и бином Ньютона”. М.: Просвещение, 1980.

4. Избранные вопросы математики. Факультативный курс для 9 класса, под редакцией Виленкина Н.Я. М: Просвещение, 1979.

5. Петраков И.С. “Математические кружки в 8 - 10 классах”.М: Просвещение, 1987.

6. Гусев В.А., Орлов А.И., Розенталь А.Л. “Внеклассная работа по математике”. М: Просвещение, 1984.

7. Алгебра и начала анализа (пособие для 9-го класса средней школы) под редакцией А.Н.Колмогорова. М: Просвещение, 1976.

8. Математика. Приложение к газете “Первое сентября”.

9. Энциклопедия для детей “Математика”.

I. Принцип математической индукции

Рассматриваются понятие полной и неполной индукции, аксиома и принцип индукции.

Учащиеся должны знать формулировку аксиомы индукции, обозначение А(п) для доказываемого равенства или неравенства, а также что неполная индукция приводит лишь к формулировке правдоподобного вывода, а полная в отличие от неполной сводится к рассмотрению каждого из конечных чисел возможных случаев. Это надежный метод рассуждений, который используется не только в математике.

Учащиеся должны уметь приводить доказательство методом математической индукции, когда хотят доказать, что некоторое утверждение справедливо для всех натуральных чисел, правильно оформлять запись доказательства.

II. Предмет комбинаторики

Рассматриваются цели и задачи комбинаторики, общие правила, сведения из истории комбинаторики, связь с другими науками.

Учащиеся должны знать историю возникновения комбинаторики, представителям каких профессий приходится иметь дело с комбинаторными вычислениями, общие правила.

Учащиеся должны уметь объяснить, почему в последнее время проявляется усиленный интерес к этому разделу математики.

Ш. Упорядоченные множества

Рассматриваются понятия перестановок, размещений, их свойства, задания с выражениями, содержащими факториалы.

Учащиеся должны знать определение размещений, перестановок элементов, что такое факториал.

Учащиеся должны уметь доказывать рекуррентную формулу, производить вычисления с выражениями, содержащими факториалы, доказывать формулы Pn = n*Pn_i и Ann=Pn=n! и пользоваться ими при решении задач.

IV. Сочетания

Рассматриваются определения и свойства сочетаний, рекуррентная формула для вычисления сочетаний.

Учащиеся должны знать определение сочетания, свойства и формулы для вычисления числа сочетаний.

Учащиеся должны уметь выводить данные формул и пользоваться ими при решении задач.

V. Лабораторно-практическая работа

Рассматриваются комбинаторные задачи геометрического содержания.

Учащиеся должны знать и уметь решать различного типа комбинаторные задачи геометрического содержания.

VI. Бином Ньютона. Треугольник Паскаля

Рассматривается формула Ньютона и применение треугольника Паскаля при возведении бинома в натуральную степень, происходит знакомство с биографией этих учёных.

Учащиеся должны знать формулу Ньютона и основные следствия.

Учащиеся должны уметь доказывать формулу Ньютона для п=4, п=5 и пользоваться ею, выписывать любой член в формуле Ньютона, пользоваться треугольником Паскаля при возведении бинома в натуральную степень.