14种策略7大模型绝杀排列组合
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解排列组合问题的十二种技巧排列组合是高中数学的重点和难点之一,也是进一步学习概率的基础,因此排列组合问题成了近几年高考的必考内容之一,而且题量逐渐增大。
学习和总结此类问题的解题原则、掌握其规律,对培养学生的逻辑思维能力、开发智力、提高素质都非常重要。
学习中除了灵活运用基本原理和公式外,还必须讲究一些基本策略和方法,抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。
下面以例题分析的形式,说明解排列组合问题的十二种技巧,望大家在理解的基础上将其掌握。
例1 7人按下列要求站成一排,分别有多少种不同的排列方法?1)甲不在排头,也不在排尾;2)甲不在排头,乙不在排尾;3)甲、乙、丙三人一定相邻;4)甲、乙、丙不相邻;5)甲在乙的左边;6)甲、乙、丙顺序固定;7)甲、乙之间恰隔2人。
1 特殊元素(位置)法对于有要求的特殊元素的排列组合问题,一般应优先安排。
分析:例题的第1)问中,甲不在排头也不在排尾,则先安排甲有15P 种排法,其余有66P 种方法,共有15P 66P =3600种方法(特殊元素法),或:甲不在排头,也不在排尾,谁来当排头和排尾呢?从剩下的6人中选2 人有26P 种方法,其余全排列55P 种,则共有26P 55P =3600种方法(特殊位置法)。
2 总体淘汰法对于含有否定字眼的问题还可以从总体中把不符合要求的除去,此时注意既不能多减也不能少减。
分析:例题的第1)问中7人可先做全排列有77P 种方法,站好后发现甲在排头不符合题意除掉,甲在排尾也不符合要求,则有77P -266P =3600种方法。
在第2)问中甲在排头有66P 种方法;乙在排尾有66P 种方法;甲在排头乙在排尾,有55P 种方法;则共有77P -266P +55P =3700种方法。
3 分类法与分步法解含有约束条件的排列组合问题,应按元素的性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
分析:在第2)问中还可以进行分类考虑:第一类:甲在排尾,此时乙无任何要求和其它5个共6个元素进行全排列,有66P 种方法。
解排列组合问题的十七种常用策略解排列组合问题的十七种常用策略一、特殊元素和特殊位置优先策略1. 由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.2. 7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法?二、相邻元素捆绑策略要求某几个元素必须排在一起的问题,可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并为一个元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合并元素内部也必须排列.1. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.2.某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为________三、不相邻问题插空策略1. 一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种?2.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个新节目插入原节目单中,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为________四、定序问题倍缩空位插入策略1. 7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法2. 10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法?五、重排问题求幂策略1.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法2.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为_______3.某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法为_______六、环排问题线排策略一般地,n个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!种排法.1. 5人围桌而坐,共有多少种坐法?2. 6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈______七、多排问题直排策略1. 8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丁在后排,共有多少排法2.有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是______八、排列组合混合问题先选后排策略1. 有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法?2. 一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有________ 种九、小集团问题先整体局部策略1. 用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在两个奇数之间,这样的五位数有多少个?2.计划展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画, 排成一行陈列,要求同一品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,那么共有陈列方式的种数为_______3. 5男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有_______种十、元素相同问题隔板策略将n 个相同的元素分成m 份(n ,m 为正整数),每份至少一个元素,可以用m-1块隔板,插入n 个元素排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为11m n C -- 1. 有10个运动员名额,要分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?2. 10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法?3.求方程组 x+y+z+w=104的正整数解的组数。
高考数学排列组合难题21种方法排列组合问题联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,因此解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列问题、组合问题还是排列与组合综合问题;其次要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。
1.分类计数原理(加法原理)完成一件事,有n 类办法,在第1类办法中有1m 种不同的方法,在第2类办法中有2m 种不同的方法,…,在第n 类办法中有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有:12n N m m m =+++种不同的方法.2.分步计数原理(乘法原理)完成一件事,需要分成n 个步骤,做第1步有1m 种不同的方法,做第2步有2m 种不同的方法,…,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有:12n N m m m =⨯⨯⨯种不同的方法.3.分类计数原理分步计数原理区别分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件.解决排列组合综合性问题的一般过程如下: 1.认真审题弄清要做什么事2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略一.特殊元素和特殊位置优先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置.先排末位共有13C然后排首位共有14C最后排其它位置共有34A 由分步计数原理得113434288C C A = 143413练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法? 二.相邻元素捆绑策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法. 解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
14种策略7大模型绝杀排列组合重庆市万州二中孙宇专题复习――排列、组合的应用14种策略7大模型“绝杀”排列组合排列组合问题是高考的必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,实践证明,掌握模型和解题方法,识别并化归到模式,熟练运用,是解决排列组合应用题的有效途径。
第一部分――组合的常见技巧策略一:合理分类与准确分步策略分类相加:每类方法都能独立地完成这件事;分步相乘:只有各个步骤都完成了,才能完成这件事。
【例1】有11名外语翻译人员,其中5名是英语译员,4名是法语译员,另外两名是英、法语均精通,从中找出8人,使他们可以组成翻译小组,其中4人翻译英语,另4人翻译法语,这两个小组能同时工作,问这样的8人名单可以开出几张?44314224【解析】:按只会英语的有4名、3名、2名分类C5C6?C5C2C5?C5C2C4【例2】见后面【例19】【特别提醒】在解排列组合问题时,一定要以两个原理为核心。
按元素的性质分类,按事情发生的过程分步。
综合题通常是整体分类再局部分步。
【类题演练】1、360的正约数(包括1和360)共有个。
(答案24) 2、工厂实验生产中需依次投入2种化工原料,现有5种原料可用,但甲、乙两种原料不能同时使用,且依次投料时,若使用甲原料,则甲必须先投放. 那么不同的实验方案共有____种(答案15); 3、公司招聘进8名员工,平均分给下属的甲、乙两个部门.其中两名英语翻译人员不能同给一个部门;另三名电脑编程人员也不能同给一个部门,则不同的分配方案有______种(答案36); 4、f是集合M??4,5,6?到集合N???1,0,1?的映射。
(答案①7;②9)①若f(4)?f(5)?f(6),则映射共有个;②若xf(x)?3为奇数,则映射共有个。
5、(2021湖南卷理科7)在某种信息传输过程中,用4个数字的一个排列(数字也许重复)表示一个信息,不同排列表示不同信息,若所用数字只有0和1,则与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为()(答案B)(A)10 (B) 11 (C)12 (D)156、(2021浙江卷17)有4位同学在同一天的上、下午参加“身高与体重”、“立定跳远”、“肺活量”、“握力”、“台阶”五个项目的测试,每位同学上、下午各测试一个项目,且不重复。
解排列组合问题的十七种常用策略排列组合历来是学习中的难点,通过我们平时做的练习题,不难发现排列组合题的特点是条件隐晦,不易挖掘,题目多变,解法独特,数字庞大,难以验证。
同学们只有对基本的解题策略熟练掌握。
根据它们的条件,我们就可以选取不同的技巧来解决问题.对于一些比较复杂的问题,我们可以将几种策略结合起来应用把复杂的问题简单化,举一反三,触类旁通,进而为后续学习打下坚实的基础。
一.特殊元素和特殊位置优先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置113344A A A注:位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法,若以元素分析为主,需先安排特殊元素,再处理其它元素.若以位置分析为主,需先满足特殊位置的要求,再处理其它位置。
若有多个约束条件,往往是考虑一个约束条件的同时还要兼顾其它条件 练习:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法? 2545A A 1440二.相邻元素捆绑策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
522522A A A =480注:要求某几个元素必须排在一起的问题,可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并为一个元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合并元素内部也必须排列.练习:某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形有多少种? 20三.不相邻问题插空策略例 3.一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出 场顺序有多少种?解:分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有55A 种,第二步将4舞蹈插入第一步排好的6个元素中间包含首尾两个空位共有46A 种不同的方法,由分步计数原理,节目的不同顺序共有5456A A =43200种注:元素相离问题可先把没有位置要求的元素进行排队再把不相邻元素插入中间和两端。
圆梦教育中心 高考难点排列组合排列组合问题联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,因此解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列问题、组合问题还是排列与组合综合问题;其次要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。
复习巩固1.分类计数原理(加法原理)完成一件事,有n 类办法,在第1类办法中有1m 种不同的方法,在第2类办法中有2m 种不同的方法,…,在第n 类办法中有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有:种不同的方法.2.分步计数原理(乘法原理)完成一件事,需要分成n 个步骤,做第1步有1m种不同的方法,做第2步有2m 种不同的方法,…,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事共有:种不同的方法.3.分类计数原理分步计数原理区别分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件. 解决排列组合综合性问题的一般过程如下: 1.认真审题弄清要做什么事2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略 一.特殊元素和特殊位置优先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,先排末位共有13C 然后排首位共有14C 最后排其它位置共有34A 由分步计数原理得113434288C C A =练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少不同的种法?二.相邻元素捆绑策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法. 解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素部进行自排。
排列与组合的八大典型错误、24种解题技巧和三大模型总论:一、知识点归纳二、常见题型分析三、排列组合解题备忘录1.分类讨论的思想2.等价转化的思想3.容斥原理与计数4.模型构造思想四、排列组合中的8大典型错误1.没有理解两个基本原理出错2.判断不出是排列还是组合出错3.重复计算出错4.遗漏计算出错5.忽视题设条件出错6.未考虑特殊情况出错7.题意的理解偏差出错87.解题策略的选择不当出错五、排列组合24种解题技巧1.排序问题相邻问题捆绑法相离问题插空排定序问题缩倍法(插空法)定位问题优先法多排问题单排法圆排问题单排法可重复的排列求幂法全错位排列问题公式法2.分组分配问题平均分堆问题去除重复法(平均分配问题)相同物品分配的隔板法全员分配问题分组法有序分配问题逐分法3.排列组合中的解题技巧至多至少间接法染色问题合并单元格法交叉问题容斥原理法构造递推数列法六.排列组合中的基本模型分组模型(分堆模型)错排模型染色问题一.知识点归纳1.排列的概念:从n 个不同元素中,任取m (m n ≤)个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的...顺序..排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列....2.排列数的定义:从n 个不同元素中,任取m (m n ≤)个元素的所有排列的个数叫做从n 个元素中取出m 元素的排列数,用符号mn A 表示3.排列数公式:(1)(2)(1)mn A n n n n m =---+(,,m n N m n *∈≤)4 !n 表示正整数1到n 的连乘积,叫做n 的阶乘规定0!1=.5.排列数的另一个计算公式:mn A ()!n m -6 一般地,从n 个不同元素中取出m ()m n ≤个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合7.组合数的概念:从n 个不同元素中取出m ()m n ≤个元素的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数....用符号mn C 表示. 8.组合数公式:(1)(2)(1)!m m n nm m A n n n n m C A m ---+==或)!(!!m n m n C mn -=,,(n m N m n ≤∈*且组合数的性质1:m n n m n C C -=.规定:10=n C ;10.组合数的性质2:m n C 1+=m n C +-m nC02413512n n n n n n n C C C C C C -+++=+++=;012nn nn n C CC ++=11.“16字方针”是解决排列组合问题的基本规律,即:12.“21个技巧”是迅速解决排列组合的捷径 二.基本题型讲解例1 分别求出符合下列要求的不同排法的种数(1)6名学生排3排,前排1人,中排2人,后排3人; (2)6名学生排成一排,甲不在排头也不在排尾;(3)从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛,甲不跑第一棒, 乙不跑第四棒;(4)6人排成一排,甲、乙必须相邻; (5)6人排成一排,甲、乙不相邻;(6)6人排成一排,限定甲要排在乙的左边,乙要排在丙的左边(甲、 乙、丙可以不相邻)解:(1)分排坐法与直排坐法一一对应,故排法种数为72066=A(2)甲不能排头尾,让受特殊限制的甲先选位置,有14A 种选法,然后其他5人选,有55A 种选法,故排法种数为4805514=A A(3)有两棒受限制,以第一棒的人选来分类: ①乙跑第一棒,其余棒次则不受限制,排法数为35A ;②乙不跑第一棒,则跑第一棒的人有14A 种选法,第四棒除了乙和第一棒选定的人外,也有14A 种选法,其余两棒次不受限制,故有221414A A A 种排法,由分类计数原理,共有25224141435=+A A A A 种排法(4)将甲乙“捆绑”成“一个元”与其他4人一起作全排列共有2405522=A A 种排法(5)甲乙不相邻,第一步除甲乙外的其余4人先排好;第二步,甲、乙选择已排好的4人的左、右及之间的空挡插位,共有2544A A (或用6人的排列数减去问题(2)后排列数为48024066=-A )(6)三人的顺序定,实质是从6个位置中选出三个位置,然后排按规定的顺序放置这三人,其余3人在3个位置上全排列,故有排法1203336=A C 种点评:排队问题是一类典型的排列问题,常见的附加条件是定位与限位、相邻与不相邻 例2 假设在100件产品中有3件是次品,从中任意抽取5件,求下列抽取方法各多少种? (1)没有次品;(2)恰有两件是次品;(3)至少有两件是次品解:(1)没有次品的抽法就是从97件正品中抽取5件的抽法,共有64446024597=C 种(2)恰有2件是次品的抽法就是从97件正品中抽取3件,并从3件次品中抽2件的抽法,共有44232023397=C C 种(3)至少有2件次品的抽法,按次品件数来分有二类:第一类,从97件正品中抽取3件,并从3件次品中抽取2件,有32973C C 种第二类从97件正品中抽取2件,并将3件次品全部抽取,有23973C C 种按分类计数原理有4469763329723397=+C C C C 种点评:此题是只选“元”而不排“序”的典型的组合问题,附加的条件是从不同种类的元素中抽取,应当注意:如果第(3)题采用先从3件次品抽取2件(以保证至少有2件是次品),再从余下的98件产品中任意抽取3件的抽法,那么所得结果是46628839823=C C 种,其结论是错误的,错在“重复”:假设3件次品是A 、B 、C ,第一步先抽A 、B 第二步再抽C 和其余2件正品,与第一步先抽A 、C (或B 、C ),第二步再抽B (或A )和其余2件正品是同一种抽法,但在算式39823C C 中算作3种不同抽法例3 求证:①m n m n m n A mA A =+---111 ;②12112++-+=++m n m n m n m n C C C C证明:①利用排列数公式左()()()()1!1!1!!n m n n m n m -⋅-=+--- ()()()()1!1!!n m n m n n m --+⋅-==-()==-mn A m n n !!右另一种证法:(利用排列的定义理解)从n 个元素中取m 个元素排列可以分成两类: ①第一类不含某特殊元素a 的排列有mn A 1-第二类含元素a 的排列则先从()1-n 个元素中取出()1-m 个元素排列有11--m n A 种,然后将a 插入,共有m个空档,故有11--⋅m n A m 种,因此mn m n m n A A m A =⋅+---111②利用组合数公式 左()()()()()!!2!11!1!1!m n m n m n m n m n m n -++--+--+=()()()()()()()[]11211!1!1!+-+++++--⋅+-+m n m m m m n m n m n m n =()()()()()()()==+-++=+++-+=++12!1!1!212!1!1!m n C m n m n n n m n m n 右另法:利用公式111---+=m n m n m n C C C 推得左()()==+=+++=+++++-+1211111m n n n m n m n m n m n m n C C C C C C C 右点评:证明排列、组合恒等式通常利用排列数、组合数公式及组合数基本性质例4 已知f 是集合{}d c b a A ,,,=到集合{}2,1,0=B 的映射 (1)不同的映射f 有多少个?(2)若要求()()()()4=+++d f c f b f a f 则不同的映射f 有多少个? 分析:(1)确定一个映射f ,需要确定d c b a ,,,的像(2)d c b a ,,,的象元之和为4,则加数可能出现多种情况,即4有多种分析方案,各方案独立且并列需要分类计算解:(1)A 中每个元都可选0,1,2三者之一为像,由分步计数原理,共有433333=⋅⋅⋅个不同映射(2)根据d c b a ,,,对应的像为2的个数来分类,可分为三类:第一类:没有元素的像为2,其和又为4,必然其像均为1,这样的映射只有一个;第二类:一个元素的像是2,其余三个元素的像必为0,1,1,这样的映射有121314=P C 个;第三类:二个元素的像是2,另两个元素的像必为0,这样的映射有624=C 个由分类计数原理共有1+12+6=19(个)点评:问题(1)可套用投信模型:n 封不同的信投入m 个不同的信箱,有nm 种方法;问题(2)的关键结合映射概念恰当确定分类标准,做到不重、不漏 例5 四面体的顶点和各棱的中点共10个点(1)设一个顶点为A ,从其他9点中取3个点,使它们和点A 在同一平面上,不同的取法有多少种?(2)在这10点中取4个不共面的点,不同的取法有多少种? 解:(1)如图,含顶点A 的四面体的三个面上,除点A 外都有5个点,从中取出3点必与点A 共面,共有353C 种取法含顶点A 的棱有三条,每条棱上有3个点,它们与所对棱的中点共面,共有3种取法根据分类计数原理和点A 共面三点取法共有333335=+C 种(2)取出的4点不共面比取出的4点共面的情形要复杂,故采用间接法:先不加限制任取4点(410C 种取法)减去4点共面的取法 取出的4点共面有三类:第一类:从四面体的同一个面上的6点取出4点共面,有464C 种取法 第二类:每条棱上的3个点与所对棱的中点共面,有6种取法 第三类:从6条棱的中点取4个点共面,有3种取法根据分类计数原理4点共面取法共有6936446=++C故取4个点不共面的不同取法有()14136446410=++-C C (种)点评:由点构成直线、平面、几何体等图形是一类典型的组合问题,附加的条件是点共线与不共线,点共面与不共面,线共面与不共面等 三、排列组合解题备忘录 :⑴m个不同的元素必须相邻,有mm P⑵m个不同元素互不相邻,分别“插入”到n个“间隙”中的m个位置有 mn P 种不同的“插入”方法⑶m个相同的元素互不相邻,分别“插入”到n个“间隙”中的m个位置,有mn C 种不同的“插入”⑷若干个不同的元素“等分”为 m个组,要将选取出每一个组的组合数的乘积除以mm P四.排列组合问题中的数学思想方法 (一).分类讨论的思想:许多“数数”问题往往情境复杂,层次多,视角广,这就需要我们在分析问题时,选择恰当的切入点,从不同的侧面,把原问题变成几个小问题,分而治之,各种击破。
七大模型绝杀排列组合模型一、排序问题【例1】⑴7个不同小球排成一排,有多少种排法? (不同元素排序)⑵4个相同小球和另外3个不同小球排成一排,有多少排法?(部分相同部分不同元素排序) ⑶4个相同黑球和3个相同白球排成一排,有多少种排法?(多组相同元素排序) 【解析】⑴77A ,但不同元素排序往往有限制(参看模型二、模型三、);⑵解法一:先排不同元素37A ;解法二:缩倍法7744A A ;⑶解法一:先排一组相同元素37C ;解法二:缩倍法774343A A A【类题演练】【练习1】3人坐在一排8个座位上,若每人的左右两边都有空位,则不同的坐法种数有 种.(答案:24);【练习2】连续发射8发子弹4发命中,有 种命中方式。
( 答案:48C ) 模型二:站队问题【例2】5个男生4个女生站成一排照相,问满足下列要求的排队种数: ⑴任意站成一排; ⑵平均站成三排;⑶站成一排,甲站中间 ; ⑷站成一排,甲不站中间 ⑸甲和乙不站两端; ⑹甲不站头乙不站尾; ⑺甲和乙站一起; ⑻甲和乙中间有两人;⑼男生站一起,女生站一起 ; ⑽甲和乙不站一起;⑾甲乙相邻,乙丙不相邻; ⑿男女相间;⒀男生按高矮顺序从左到右站。
【解析】⑴全排,99A ;⑵分排问题直排处理:99A ;⑶特殊元素优先考虑:88A ;⑷特殊元素优先考虑:1888C A ;间接法99A -88A ;⑸特殊元素(位置)优先考虑:2777A A ;⑹特殊元素优先考虑:88A (甲站尾)117777C C A +(甲不站头尾);⑺相邻问题捆绑法2828A A ;⑻小团体也捆绑法226276A A A ;⑼捆绑452452A A A ;⑽不相邻问题插空法7278A A ;⑾先捆绑后插空271A A C ;⑿45A A ;⒀定序按无序算:缩倍法95A A ÷或先排有序元素4A 。
【练习3】8名学生和2位第师站成一排合影,2位老师不相邻的排法种数为( )【A 】8289.A A A 8289.B A C 8287.C A A 8287.D A C 【练习4】某台小型晚会由6个节目组成,演出顺序有如下要求:节目甲必须排在第四位、节目乙不能排在第一位,节目丙必须排在最后一位,该台晚会节目演出顺序的编排方案共有( )【B 】 .36A 种 .42B 种 .48C 种 .54D 种【练习5】12名同学合影,站成了前排4人后排8人.现摄影师要从后排8人中抽2人调整到前排,若其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的种数是( ) 【C 】 2283.A C A 2686.B C A 2286.C C A 2285.D C A【练习6】3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( ) 【B 】 .360A .288B .216C .96D模型三:排数问题【例3】 从0,2,3,5,6,7的6个数中选择不重复的数字 ⑴能组成多少四位数?⑵能组成多少小于1000的数? ⑶能组成多少四位偶数?⑷能组成多少被5整除的四位数?被25整除的四位数? ⑸能组成多少被3整除的四位数?⑹四位数从小到大排列,5307是第几项? ⑺所有四位数的和是多少?【解析】⑴位置优先1555C A ; ⑵6(一位数)1155C C +(两位数)1255C A +(三位数); ⑶从个位开始35A (选0)112244C C A +(选2,6);⑷35A (个位0)1244C A + (个位5) ;112334(25)(50)C C A +; ⑸要由被3整除、余一、余二的三组数组合214113324223C C A C C A -; ⑹从高位开始分析1325C A (千位)1224C A +(百位)3+(个位);⑺312(23567)1000(23567)(100101)A C A ++++⨯+++++⨯++【特别提醒】1、排数问题常用优先法,尤其注意0与首位的特殊关系。
14种策略7大模型“绝杀”排列组合排列组合问题是高考的必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,实践证明,掌握模型和解题方法,识别并化归到模式,熟练运用,是解决排列组合应用题的有效途径。
第一部分——组合的常见技巧策略一:合理分类与准确分步策略分类相加:每类方法都能独立地完成这件事 ;分步相乘:只有各个步骤都完成了,才能完成这件事。
【例1】有11名外语翻译人员,其中5名是英语译员,4名是法语译员,另外两名是英、法语均精通,从中找出8人,使他们可以组成翻译小组,其中4人翻译英语,另4人翻译法语,这两个小组能同时工作,问这样的8人名单可以开出几张?【解析】:按只会英语的有4名、3名、2名分类4431422456525524C C C C C C C C ++【例2】见后面【例19】【特别提醒】 在解排列组合问题时,一定要以两个原理为核心。
按元素的性质分类,按事情发生的过程分步。
综合题通常是整体分类再局部分步。
【类题演练】1、360的正约数(包括1和360)共有 个。
(答案24)2、工厂实验生产中需依次投入2种化工原料,现有5种原料可用,但甲、乙两种原料不能同时使用,且依次投料时,若使用甲原料,则甲必须先投放. 那么不同的实验方案共有____种 (答案15);3、公司招聘进8名员工,平均分给下属的甲、乙两个部门.其中两名英语翻译人员不能同给一个部门;另三名电脑编程人员也不能同给一个部门,则不同的分配方案有______种 (答案36);4、f 是集合{}4,5,6M =到集合{}1,0,1N =-的映射。
(答案①7;②9) ①若(4)(5)f f +(6)f =,则映射共有 个 ; ②若()3xf x +为奇数,则映射共有 个。
5、(2010湖南卷理科7)在某种信息传输过程中,用4个数字的一个排列(数字也许重复)表示一个信息,不同排列表示不同信息,若所用数字只有0和1,则与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为( ) (答案B )(A )10 (B ) 11 (C )12 (D )156、(2010浙江卷17)有4位同学在同一天的上、下午参加“身高与体重”、“立定跳远”、“肺活量”、“握力”、“台阶”五个项目的测试,每位同学上、下午各测试一个项目,且不重复。
若上午不测“握力”项目,下午不测“台阶”项目,其余项目上下午都各测试一人,则不同的安排方式共有 种(用数字作答)。
(答案264)策略二:不同元素可重复的分配求幂法不同元素重复的分配问题要区分两类元素:一类可以重复,另一类不能重复,从不可重复的一类进行分配,“人选一个房间,房间不是住一个人”。
【例3】8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有()(A)38(B)83(C)38A(D)38C【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项冠军,因此共有38种不同的结果。
所以选A【类题演练】1、有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有多少种不同的报名方法?(答案43)2、有4名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有多少种不同的结果?(答案34)3、将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则有多少种不同投法?(答案34)策略三:相邻问题捆绑法题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列.【例4】五人并排站成一排,如果,A B必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法种数有【解析】:把,A B视为一人,且B固定在A的右边,则本题相当于4人的全排列,4424A 种【类题演练】1、把4名男生和4名女生排成一排,女生要排在一起,不同的排法种数为_____ (答案4545A A);2、由1,2,3,4,5组成不重复的5位数,1、3之间恰有两个偶数,则有_____ 个。
(答案222222A A A)3、停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放.要求空车位置连在一起,不同的停车方法有多少种?(答案99A)策略四:相离问题(不相邻问题)插空法元素相离问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.【例5】七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种【例6】 3个人坐在一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种数有多少种?【解析】:先拿出5个椅子排成一排(注意空椅子不排序),在5个椅子中间出现4个空,*○*○*○* ○*(*表示椅子,○表示空)再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有A 34=24种.【例7】马路上有编号为1,2,3…,9九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种? 【解析】:把此问题当作一个排序模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯35C 种方 法,所以满足条件的关灯方案有10种. (注意亮的灯、不亮的灯均不排序)【特别提醒】 从这三个例子看得出来,先排的元素和后插的元素都有可能有序,也可能无序,所以做题时一定要分析清楚。
【类题演练】1、 高三(一)班学要安排毕业晚会的4各音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是 (答案5256A A =3600C )2、(1)连续发射8发子弹4发命中,恰有3发连中,有 种命中方式。
( 答案(1)25A ;)(2)连续发射8发子弹4发命中,恰有两次2发连中,有 种命中方式。
( 答案(2)25C )策略五:元素优先法(位置优先法) 【分析法】某个或几个元素要或不要排在指定位置,可先处理这个或几个元素,再排其它的元素(元素优先法); 也可针对特殊元素,先把指定位置安排好元素,再排其它的元素(位置优先法)。
【例8】 2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四 人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作, 其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有( )A. 36种B. 12种C. 18种D. 48种【解析】:方法一: 从后两项工作出发,采取位置分析法。
2333A 36A =方法二:元素分析法。
分两类:若小张或小赵入选,则有选法24331212=A C C ;若小张、小赵都入选,则有选法122322=A A ,共有选法36种,选A.【特别提醒】 当元素多,但是位置少的时候,“元素分析法”一定要注意特殊元素可能被选 中,也可能不被选中,这时要注意分类。
因此这种情况一般选用“位置分析法”。
【类题演练】1、某单位准备用不同花色的装饰石材分别装饰办公楼中的办公室、走廊、大厅的地面及楼的外墙,现有编号为1到6的6种不同花色的石材可选择,其中1号石材有微量的放射性,不可用于办公室内,则不同的装饰效果有 种 (答案300);2、某银行储蓄卡的密码是一个4位数码,某人采用千位、百位上的数字之积作为十位个位上的数字(如2816)的方法设计密码,当积为一位数时,十位上数字选0. 千位、百位上都能取0. 这样设计出来的密码共有 种 (答案100);3、用0,1,2,3,4,5这六个数字,可以组成无重复数字的四位偶数 个 (答案156);4、某班上午要上语、数、外和体育4门课,如体育不排在第一、四节;语文不排在第一、二节,则不同排课方案种数为 (答案6);5、四个不同的小球全部放入编号为1、2、3、4的四个盒中。
若恰有两个空盒的放法有 种;若甲球只能放入第2或3号盒,而乙球不能放入第4号盒的不同放法有 种 (答案84;96);策略六:多排问题单排法把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理。
【例9】把15人分成前后三排,每排5人,不同的排法种数为( )(A )510515A A (B )3355510515A A A A (C )1515A (D )3355510515A A A A ÷【解析】本题可看成左、中、右各5人,因此本题可看成15个不同的元素排成一排,共1515A 种 【例10】8个不同的元素排成前后两排,每排4个元素,其中某2个元素要排在前排,某1个元素排在后排,有多少种不同排法?【解析】看成一排,某2个元素在左边四个位置中选排2个,有24A 种,某1个元素排在右边的四个位置中选一个有14A 种,其余5个元素任排5个位置上有55A 种,故共有1254455760A A A =种排法. 【类题演练】1、若2n 个学生排成一排的排法数为x ,这2n 个学生排成前后两排,每排各n 个学生的排法数为y ,则x ,y 的大小关系为_____ (答案:相等);策略七:环排问题线排法排成环与排成一排的不同点在于:排成环形没有首尾之分,所以固定一个元素并从此位置把圆形展成直线。
【例11】 5人围桌而坐,共有多少种坐法?【解析】A ——B ——C ——D ——E ——A ,固定A ,其余元素有(51)!4!-=种排法。
策略八:定序问题缩倍法、插空法,空位法在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.【例12】五人排站成一排,如果B 必须站在A 的右边(,A B 可以不相邻)那么不同的排法种数是( )【解析】:法1(缩倍法): B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种; 法2(插空法):先排好A 、B ,再把C 、D 、E 逐一插空,即3×4×5=60种法3(空位法):5个位置C 、D 、E 先排好,空两个位置AB 来放:3560A =【类题演练】1、书架上有3本不同的书,使这些书的顺序不变,再放上2本不同的书,有 种放法 (答案20);2、百米决赛有6名运动员,每个运动员速度都不同,则A 比F 先到终点共有_____种情况(答案360);3、学号为1,2,3,4的四名学生的成绩{89,90,91,92,93}(1,2,3,4)i x i ∈=且满足1234x x x x <≤<,则这四位同学考试成绩的所有可能情况有_____种 (答案15);4、设集合{}1,2,3,4,5,6,7,8A =,对任意x A ∈,有(1)(2)(3)f f f <<,则映射:f A A →的个数是_____ (答案3588C ); 5、如果一个三位正整数形如“321a a a ”满足2321a a a a <<且,则称这样的三位数为凸数(如120、363、374等),那么所有凸数个数为_____ (答案240);6、离心率等于q p log (其中91,91≤≤≤≤q p 且*,N q p ∈)的不同形状的的双曲线的个数为_____ (答案26)。