排列组合问题2:加法原理和乘法原理
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1.加法原理和乘法原理两个原理是理解排列与组合的概念,推导排列数及组合数公式,分析和解决排列与组合的应用问题的基本原则和依据;完成一件事共有多少种不同方法,这是两个原理所要回答的共同问题。
而两者的区别在于完成一件事可分几类办法和需要分几个步骤。
例1.书架上放有3本不同的数学书,5本不同的语文书,6本不同的英语书。
(1)若从这些书中任取一本,有多少种不同的取法?(2)若从这些书中取数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?(3)若从这些书中取不同的科目的书两本,有多少种不同的取法。
解:(1)由于从书架上任取一本书,就可以完成这件事,故应分类,由于有3种书,则分为3类然后依据加法原理,得到的取法种数是:3+5+6=14种。
(2)由于从书架上任取数学书、语文书、英语书各1本,需要分成3个步骤完成,据乘法原理,得到不同的取法种数是:3×5×6=90(种)。
(3)由于从书架上任取不同科目的书两本,可以有3类情况(数语各1本,数英各1本,语英各1本)而在每一类情况中又需分2个步骤才能完成。
故应依据加法与乘法两个原理计算出共得到的不同的取法种数是:3×5+3×6+5×6=63(种)。
例2.已知两个集合A={1,2,3},B={a,b,c,d,e},从A到B建立映射,问可建立多少个不同的映射?分析:首先应明确本题中的“这件事是指映射,何谓映射?即对A中的每一个元素,在B中都有唯一的元素与之对应。
”因A中有3个元素,则必须将这3个元素都在B中找到家,这件事才完成。
因此,应分3个步骤,当这三个步骤全进行完,一个映射就被建立了,据乘法原理,共可建立不同的映射数目为:5×5×5=53(种)。
2.排列数与组合数的两个公式排列数与组合数公式各有两种形式,一是连乘积的形式,这种形式主要用于计算;二是阶乘的形式,这种形式主要用于化简与证明。
连乘积的形式阶乘形式Anm=n(n-1)(n-2)……(n-m+1) =Cnm=例3.求证:Anm+mAnm-1=An+1m证明:左边=∴等式成立。
排列组合与概率原理及解题技巧一、基础知识1.加法原理:做一件事有n 类办法,在第1类办法中有m 1种不同的方法,在第2类办法中有m 2种不同的方法,……,在第n 类办法中有m n 种不同的方法,那么完成这件事一共有N=m 1+m 2+…+m n 种不同的方法。
2.乘法原理:做一件事,完成它需要分n 个步骤,第1步有m 1种不同的方法,第2步有m 2种不同的方法,……,第n 步有m n 种不同的方法,那么完成这件事共有N=m 1×m 2×…×m n 种不同的方法。
3.排列与排列数:从n 个不同元素中,任取m(m ≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列,从n 个不同元素中取出m 个(m ≤n)元素的所有排列个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,用m n A 表示,mn A =n(n-1)…(n-m+1)=)!(!m n n -,其中m,n ∈N,m ≤n,注:一般地0n A =1,0!=1,nn A =n!。
4.N 个不同元素的圆周排列数为nA n n =(n-1)!。
5.组合与组合数:一般地,从n 个不同元素中,任取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,即从n 个不同元素中不计顺序地取出m 个构成原集合的一个子集。
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mn C 表示:.)!(!!!)1()1(m n m n m m n n n C m n -=+--=6.组合数的基本性质:(1)m n n m n C C -=;(2)11--+=n nm n m n C C C ;(3)kn k n C C kn =--11;(4)n nk k n n nnnC C C C 2010==+++∑= ;(5)111++++-=+++k m k k m k k k k k C C C C ;(6)kn m n m k k n C C C --=。
排列组合解题技巧归纳总结教学内容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,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 = 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。
由分步计数原理可得共有522522480A A A =种不同的排法 练习题: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 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种46A 不同的方法,由分步计数原理,节目的不同顺序共有5456A A 种练习题: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 30四.定序问题倍缩空位插入策略例4.7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法解:(倍缩法)对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一起进行排列,然后用总排列数除以这几个元素之间的全排列数,则共有不同排法种数是:7373/A A(空位法)设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有47A 种方法,其余的三个位置甲乙丙共有 1种坐法,则共有47A 种方法。
排列、组合排列组合学案(1)加法原理和乘法原理 (一)目标1.理解分类计数原理与分步计数原理,培养归纳概括能力;2.会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题.新课问题1 一次集会共50人参加,结束时,大家两两握手,互相道别,请你统计一下,大家握手次数共有多少?问题2某商场有东南西北四个大门,当你从一个大门进去又从另一个大门出来,问你共有多少种不同走法?如果你能得到结果,那么你能归纳出规律吗? 我们再看:问题三 从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,一天中火车有3班,汽车有2班,那么一天中,乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种方法?问题四 从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船一天中,火车有4 班, 汽车有2班,轮船有3班那么一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法?1.分类计数原理(加法原理):问题五 从甲地到乙地,要从甲地先乘火车到丙地,再于次日从丙地乘汽车到乙地,一天中,火车有3班,汽车有2班,那么两天中,从甲地到乙地共有多少种不同的走法?问题六 如图,由A 村去B 村的道路有2条,由B 村去C 村的道路有3条从A 村经B 村去C 村,共有多少种不同的走法?2.分步计数原理(乘法原理):例1 书架的第1层放有4本不同的计算机书,第2层放有3本不同的文艺书,第3层放有2本不同的体育书,(1)从书架上任取1本书,有多少种不同的取法?(2)从书架的第1、2、3层各取1本书,有多少种不同的取法?A村C村B村例2 一种号码拨号锁有4个拨号盘,每个拨号盘上有从0到9共10个数字,这4个拨号盘可以组成多少个四位数号码?例3 要从甲、乙、丙3名工人中选出2名分别上日班和晚班,有多少种不同的选法?例4 甲厂生产的收音机外壳形状有3种,颜色有4种,乙厂生产的收音机外壳形状有4种,颜色有5种,这两厂生产的收音机仅从外壳的形状和颜色看,共有所少种不同的品种?练习1.书架上层放有6本不同的数学书,下层放有5本不同的语文书(1) 从中任取一本,有多少种不同的取法?(2)从中任取数学书与语文书各一本,有多少种不同的取法?2. 某班级有男学生5人,女学生4人(1)从中任选一人去领奖, 有多少种不同的选法?(2) 从中任选男、女学生各一人去参加座谈会,有多少种不同的选法?3.满足A∪B={1,2}的集合A、B共有多少组?4.从甲地到乙地有2条路可通,从乙地到丙地有3条路可通;从甲地到丁地有4条路可通, 从丁地到丙地有2条路可通从甲地到丙地共有多少种不同的走法?排列组合学案(2)加法原理和乘法原理(二)目标1.进一步理解两个基本原理;2.会利用两个原理分析和解决一些简单的应用问题.复习1.分类计数原理:2.分步计数原理:新课例1在1~20共20个整数中取两个数相加,使其和为偶数的不同取法共有多少种?例2 在1~20共20个整数中取两个数相加,使其和大于20的不同取法共有多少种?例3 如图,要给①,②,③,④四块区域分别涂上五种颜色中的某一种, 允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同颜色,则不同涂色 方法种数为( )A. 180B. 160C. 96D. 60例4 如下图,共有多少个不同的三角形?练习1.用1,2,3,4,5可组成多少个三位数?(各位上的数字允许重复)2.用数字1,2,3可写出多少个小于1000的正整数? (各位上的数字允许重复)3.集合A={a ,b,c,d,e },集合B={1,2,3},问A 到B 的不同映射f 共有多少个?B 到A 的映射g 共有多少个?4.将3封信投入4个不同的邮筒的投法共有多少种?5. 4名学生从3个不同的楼梯下楼的方法数.6. 4名学生分配到3个车间去劳动,共有多少中不同的分配方案?7. 求集合{1,2,3,4,5}的子集的个数.作业1.用0,1,2,3,4,5这六个数字, (1)可以组成多少个数字不重复的三位数? (2)可以组成多少个数字允许重复的三位数?(3)可以组成多少个数字不允许重复的三位数的奇数? (4)可以组成多少个数字不重复的小于1000的自然数?(5)可以组成多少个大于3000,小于5421的数字不重复的四位数?2.求下列集合的元素个数.(1){(,)|,,6}M x y x y N x y =∈+≤; (2){(,)|,,14,15}H x y x y N x y =∈≤≤≤≤.3.有四位同学参加三项不同的比赛,(1)每位同学必须参加一项竞赛,有多少种不同的结果? (2)每项竞赛只许一位学生参加,有多少种不同的结果?4.①设{,,,,,}A a b c d e f =,{,,}B x y z =,从A 到B 共有多少个不同映射?②6个人分到3个车间,共有多少种分法?5.甲、乙、丙、丁四个人各写一张贺卡,放在一起,再各取一张不是自己所写的贺卡,共有多少种不同的取法?排列组合学案(3)排列 (一)目标1. 理解排列、排列数的概念,了解排列数公式的推导;2. 能用“树型图”写出一个排列中所有的排列; 3.能用排列数公式计算.复习1.分类计数原理:2.分步计数原理: 新课问题1.从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?问题2.从,,,a b c d 这四个字母中,每次取出3个按顺序排成一列,共有多少种不同的排法?1.排列的概念:3.排列数的定义:4.排列数公式:例1.计算:(1)316P ; (2)66P ; (3)46P .解:例2.(1)若17161554mn P =⨯⨯⨯⨯⨯,则n = ,m = . (2)若,n N ∈则(55)(56)(68)(69)n n n n ---- 用排列数符号表示 .解:例3.(1)从2,3,5,7,11这五个数字中,任取2个数字组成分数,不同值的分数共有多少个? (2)5人站成一排照相,共有多少种不同的站法?(3)某年全国足球甲级(A 组)联赛共有14队参加,每队都要与其余各队在主客场分别比赛1次,共进行多少场比赛?解:练习1.四支足球队争夺冠、亚军,不同的结果有( )A .8种B .10种C .12种D .16种2.信号兵用3种不同颜色的旗子各一面,每次打出3面,最多能打出不同的信号有( )A .3种B .6种C .1种D .27种3.,k N +∈且40,k ≤则(50)(51)(52)(79)k k k k ---- 用排列数符号表示为( )A .5079k k P --B .2979k P -C .3079k P -D .3050k P -4.5人站成一排照相,甲不站在排头的排法有( )A .24种B .72种C .96种D .120种5.给出下列问题:①有10个车站,共需要准备多少种车票? ②有10个车站,共有多少中不同的票价?③平面内有10个点,共可作出多少条不同的有向线段?④有10个同学,假期约定每两人通电话一次,共需通话多少次?⑤从10个同学中选出2名分别参加数学和物理竞赛,有多少中选派方法? 以上问题中,属于排列问题的是 (填写问题的编号)6.若{|,||4}x x Z x ∈∈< ,{|,||5}y y y Z y ∈∈<,则以(,)x y 为坐标的点共有 个7.从参加乒乓球团体比赛的5名运动员中选出3名进行某场比赛,并排定他们的出场顺序,有多少种不同的方法?8.从4种蔬菜品种中选出3种,分别种植在不同土质的3块土地上进行试验,有多少中不同的种植方法?9.计算:(1)325454P P + (2)12344444P P P P +++10.分别写出从,,,a b c d 这4个字母里每次取出两个字母的所有排列;11.写出从,,,,,a b c d e f 这六个元素中每次取出3个元素且必须含有元素a 的所有排列排列组合学案(4)排列 (二)目标1.进一步理解排列和排列数的概念,理解阶乘的意义,会求正整数的阶乘; 2.掌握排列数的另一个计算公式,并能熟练应用公式解决排列数的化简、证明等问题复习1.分类计数原理:做一件事情,完成它可以有n 类办法,在第一类办法中有1m 种不同的方法,在第二类办法中有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:做一件事情,完成它需要分成n 个步骤,做第一步有1m 种不同的方法,做第二步有2m 种不同的方法,……,做第n 步有n m 种不同的方法,那么完成这件事有12n N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法3.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.... 说明:(1)排列的定义包括两个方面:①取出元素,②按一定的顺序排列;4.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m n P 表示注意区别排列和排列数的不同:“一个排列”是指:从n 个不同元素中,任取m 个元素按照一定的顺序.....排成一列,不是数;“排列数”是指从n 个不同元素中,任取m (m n ≤)个元素的所有排列的个数,是一个数所以符号m n P 只表示排列数,而不表示具体的排列5.排列数公式:(1)(2)(1)m nP n n n n m =---+(,,m n N m n *∈≤) 说明:(1)公式特征:第一个因数是n ,后面每一个因数比它前面一个 少1,最后一个因数是1n m -+,共有m 个因数;(2)全排列:当n m =时即n 个不同元素全部取出的一个排列全排列数:(1)(2)21!nn P n n n n =--⋅=(叫做n 的阶乘) 新课1.阶乘的概念:2.排列数的另一个计算公式:(1)(2)(1)m n P n n n n m =---+=例1.计算:①66248108!P P P +-;② 11(1)!()!n m m P m n ----. 解:例2.解方程:3322126x x x P P P +=+.解:例3.(选讲)解不等式:2996xx P P ->.解:例4.求证:(1)nmn m n n n m P P P --=⋅;(2)(2)!135(21)2!n n n n =⋅⋅-⋅ . 证明:练习1.若!3!n x =,则x = ( ) ()A 3n P ()B 3n n P - ()C 3n P ()D 33n P - 2.与37107P P ⋅不等的是 ( ) ()A 910P ()B 8881P ()C 9910P ()D 1010P 3.若532m mP P =,则m 的值为 ( ) ()A 5 ()B 3 ()C 6 ()D 74.将1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,没格填一个数字,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填法( )种.A . 6B . 9C . 11D . 235.有5列火车停在某车站并排的五条轨道上,若快车A 不能停在第三条轨道上,货车B 不能停在第一条轨道上,则五列火车的停车方法有( )种.A .78B .72C .120D .966.由0,3,5,7这五个数组成无重复数字的三位数,其中是5的倍数的共有多少个( )A .9B .21C . 24D .427.从9,5,0,1,2,3,7--七个数中,每次选不重复的三个数作为直线方程0ax by c ++=的系数,则倾斜角为钝角的直线共有( )条.A . 14B .30C . 70D .608.计算:5699610239!P P P +=- ; 11(1)!()!n m m P m n ---=⋅- . 9.若11(1)!242m m m P --+<≤,则m 的解集是 . 10.(1)已知101095mP =⨯⨯⨯,那么m = ;(2)已知9!362880=,那么79P = ; (3)已知256n P =,那么n = ; (4)已知2247n n P P -=,那么n = .11.从4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的3块土地上进行实验,有 _____种不同的种植方法 12.9位同学排成三排,每排3人,其中甲不站在前排,乙不站在后排,这样的排法种数共有 种.13.一个火车站有8股岔道,停放4列不同的火车,有多少种不同的停放方法(假定每股岔道只能停放1列火车)?14.一部纪录影片在4个单位轮映,每一单位放映1场,有多少种轮映次序?15.(1)有5本不同的书,从中选3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?(2)有5种不同的书,要买3本送给3名同学,每人各1本,共有多少种不同的送法?16.某信号兵用红、黄、蓝3面旗从上到下挂在竖直的旗杆上表示信号,每次可以任意挂1面、2面或3面,并且不同的顺序表示不同的信号,一共可以表示多少种不同的信号?17.将4位司机、4位售票员分配到四辆不同班次的公共汽车上,每一辆汽车分别有一位司机和一位售票员,共有多少种不同的分配方案?18. 用0到9这10个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?19. (1)7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?(2)7位同学站成两排(前3后4),共有多少种不同的排法?(3)7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?(4)7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?(5)7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?20. (1)由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字的正整数?(2)由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字,并且比13000大的正整数?21.学校要安排一场文艺晚会的11个节目的出场顺序,除第1个节目和最后1个节目已确定外,4个音乐节目要求排在第2、5、7、10的位置,3个舞蹈节目要求排在第3、6、9的位置,2个曲艺节目要求排在第4、8的位置,共有多少种不同的排法?22.某产品的加工需要经过5道工序,(1)如果其中某一工序不能放在最后加工,有多少种排列加工顺序的方法?(2)如果其中某两工序不能放在最前,也不能放在最后,有多少种排列加工顺序的方法?23.一天的课表有6节课,其中上午4节,下午2节,要排语文、数学、外语、微机、体育、地理六节课,要求上午不排体育,数学必须排在上午,微机必须排在下午,共有多少种不同的排法?24. 由数字0,1,2,3,4,(1)可组成多少个没有重复数字且比20000大的自然数?(2)2不在千位,且4不在十位的五位数有多少个?作业1.停车场上有一排七个停车位,现有四辆汽车需要停放,若要使三个空位连在一起,则停放方法数为( )A .47PB .37PC .55PD .5353P P ⋅ 2.五种不同商品在货架上排成一排,其中,A B 两种必须连排,而,C D 两种不能连排,则不同的排法共有( ) A .12种 B .20种 C .24种 D .48种3.6张同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,若要求师生相间而坐,则不同的分法有 ( )A .3334P P ⋅B .3333P P ⋅C .3344P P ⋅D .33332P P ⋅4.某人射出8发子弹,命中4发,若命中的4发中仅有3发是连在一起的,那么该人射出的8发,按“命中”与“不命中”报告结果,不同的结果有( )A .720种B .480种C .24种D .20种5.设*,x y N ∈且4x y +≤,则在直角坐标系中满足条件的点(,)M x y 共有 个6.7人站一排,甲不站排头,也不站排尾,不同的站法种数有 种;甲不站排头,乙不站排尾,不同站法种数有 种7.一部电影在相邻5个城市轮流放映,每个城市都有3个放映点,如果规定必须在一个城市的各个放映点放映完以后才能转入另一个城市,则不同的轮映次序有 种(只列式,不计算).8.一天课表中,6节课要安排3门理科,3门文科,要使文、理科间排,不同的排课方法有 种;要使3门理科的数学与物理连排,化学不得与数学、物理连排,不同的排课方法有 种9.某商场中有10个展架排成一排,展示10台不同的电视机,其中甲厂5台,乙厂3台,丙厂2台,若要求同厂的产品分别集中,且甲厂产品不放两端,则不同的陈列方式有多少种?10.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的四位数,其中(1)三个偶数字连在一起的四位数有多少个?(2)十位数字比个位数字大的有多少个?11.在上题中,含有2和3并且2和3不相邻的四位数有多少个?12. 从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,则共有多少种不同的排法?13. 7位同学站成一排,(1)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?(2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?(3)甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种? (4)甲、乙、丙三个同学必须站在一起,另外四个人也必须站在一起。
第1讲排列组合(加法与乘法原理)1、加法原理:完成一件工作共有N类方法.在第一类方法中有m1种不同地方法,在第二类方法中有m2种不同地方法,……,在第N类方法中有mn种不同地方法,那么完成这件工作共有N=m1+m2+m3+…+mn种不同方法.运用加法原理计数,关键在于合理分类,不重不漏.要求每一类中地每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中地具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务地任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏).合理分类也是运用加法原理解决问题地难点,不同地问题,分类地标准往往不同,需要积累一定地解题经验.2、乘法原理:完成一件工作共需N个步骤:完成第一个步骤有m1种方法,完成第二个步骤有m2种方法,…,完成第N个步骤有mn种方法,那么,完成这件工作共有m 1×m2×…×mn种方法.运用乘法原理计数,关键在于合理分步.完成这件工作地N个步骤,各个步骤之间是相互联系地,任何一步地一种方法都不能完成此工作,必须连续完成这N步才能完成此工作;各步计数相互独立;只要有一步中所采取地方法不同,则对应地完成此工作地方法也不同.运用两个原理解决地都是比较复杂地计数问题,在解题时要细心、耐心、有条理地分析问题.计数时要注意区分是分类问题还是分步问题,正确运用两个原理.灵活机动地分层重复使用或综合运用两个原理,可以巧妙解决很多复杂地计数问题.例1:(1)教室图书角放有4种不同地故事书,有7种不同地漫画书,从中取一本,共有多少种不同地取法?(2)教室图书角放有4种不同地故事书,有7种不同地漫画书,从中各取一本,共有多少种不同地取法?练习:(1)由镇往县城有3条路,由县城往长青山旅游区有4条路,由镇区经县城去长青山有几种不同地走法?(2)某人到食堂去买饭菜,食堂里有4种荤菜,3种蔬菜,2种汤.他要各买一样,共有多少种不同地买法?例2:用1角、2角和5角地三种人民币(每种地张数没有限制)组成1元钱,有多少种方法?练习:现有一架天平和1g,3g,9g,27g地砝码各一个,能称出多少种不同地重量?例3:各数位地数字之和是24地三位数共有多少个?练习:在所有四位数中,各位上地数之和等于34地数有种.例4:(1)用1 、2、 3、 4 四个数字,可以组成个不同地四位数;(2)用1、 9 、9 、5 四个数字,可以组成个不同地四位数.练习:(1)用1、2、3、4、5、6六个数字,可以组成多少个不同地四位数?(2)用1、2、3、4、5、6六个数字,可以组成多少个不同地四位偶数?(3)用0、1、2、3、4、5六个数字,可以组成多少个不同地四位数?(4)用0、1、2、3、4、5六个数字,可以组成多少个不同地四位偶数?例5:一本书有235页,打印页码共用了多少个数字码?其中有多少个数字“1”?练习:一本书打印页码共用了6889个数字码,这本书有多少页?例6:下图中有7个点和10条线段,一只甲虫要从A点沿着线段爬到B点,要求任何线段和点不得重复经过.问:这只甲虫最多有几种不同地走法?练习:(1)如图所示,从甲地到乙地,最近地道路有几条?(2)如果沿图中地线段,以最短地路程,从A点出发到B点,共有多少种不同地走法?巩固练习:1、学生饭堂有主食3种,副食有6种.从主食或副食中挑一种配成盒饭,可以配成()种.2:学生饭堂有主食3种,副食有6种.从主、副食中各挑一种配成盒饭,可以配成()种.3:小明有7种红色画纸,4种蓝色画纸,3种黄色画纸,如果每种颜色取一张,有()种取法.4:小明有7种红色画纸,4种蓝色画纸,3种黄色画纸,如果要取一张画纸,有()种取法.5.从1写到100,一共用了个“5”这个数字.6:小红有不同地上衣4件,下装5种,鞋子3双,问小红能有()种不同地穿着方法?7.数字和是4地三位数有个.8:小芳要买数学、语文、外语地参考书各一本,他看见书架上数学书有3种,语文书有2种,外语书有2种可供选择,她有()种不同地选择方法?9.用一个5分币、四个2分币,八个1分币买一张蛇年8分邮票,共有种付币方式.10.“IMO”是国际数学奥林匹克地缩写,把这三个字母写成三种不同颜色,现有五种不同颜色地笔,按上述要求能写出种不同颜色搭配地“IMO”.11:公园里有小红旗4款,小白旗5款,小蓝旗6款,如果三种颜色地小旗各取一款,有()不同地取法.12.电影院有六个门,其中A、B、C、D门只供退场时作出口,甲、乙门作为入口也作为出口.共有种不同地进出路线.版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏,以及其他非商业性或非盈利性用途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外,将本文任何内容或服务用于其他用途时,须征得本人及相关权利人地书面许可,并支付报酬.Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用,不得对本文内容原意进行曲解、修改,并自负版权等法律责任.Reproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.。
第1讲排列组合(加法与乘法原理)1、加法原理:完成一件工作共有N类方法.在第一类方法中有m1种不同地方法,在第二类方法中有m2种不同地方法,……,在第N类方法中有mn种不同地方法,那么完成这件工作共有N=m1+m2+m3+…+mn种不同方法.运用加法原理计数,关键在于合理分类,不重不漏.要求每一类中地每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中地具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务地任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏).合理分类也是运用加法原理解决问题地难点,不同地问题,分类地标准往往不同,需要积累一定地解题经验.2、乘法原理:完成一件工作共需N个步骤:完成第一个步骤有m1种方法,完成第二个步骤有m2种方法,…,完成第N个步骤有mn种方法,那么,完成这件工作共有m 1×m2×…×mn种方法.运用乘法原理计数,关键在于合理分步.完成这件工作地N个步骤,各个步骤之间是相互联系地,任何一步地一种方法都不能完成此工作,必须连续完成这N步才能完成此工作;各步计数相互独立;只要有一步中所采取地方法不同,则对应地完成此工作地方法也不同.运用两个原理解决地都是比较复杂地计数问题,在解题时要细心、耐心、有条理地分析问题.计数时要注意区分是分类问题还是分步问题,正确运用两个原理.灵活机动地分层重复使用或综合运用两个原理,可以巧妙解决很多复杂地计数问题.例1:(1)教室图书角放有4种不同地故事书,有7种不同地漫画书,从中取一本,共有多少种不同地取法?(2)教室图书角放有4种不同地故事书,有7种不同地漫画书,从中各取一本,共有多少种不同地取法?练习:(1)由镇往县城有3条路,由县城往长青山旅游区有4条路,由镇区经县城去长青山有几种不同地走法?(2)某人到食堂去买饭菜,食堂里有4种荤菜,3种蔬菜,2种汤.他要各买一样,共有多少种不同地买法?例2:用1角、2角和5角地三种人民币(每种地张数没有限制)组成1元钱,有多少种方法?练习:现有一架天平和1g,3g,9g,27g地砝码各一个,能称出多少种不同地重量?例3:各数位地数字之和是24地三位数共有多少个?练习:在所有四位数中,各位上地数之和等于34地数有种.例4:(1)用1 、2、 3、 4 四个数字,可以组成个不同地四位数;(2)用1、 9 、9 、5 四个数字,可以组成个不同地四位数.练习:(1)用1、2、3、4、5、6六个数字,可以组成多少个不同地四位数?(2)用1、2、3、4、5、6六个数字,可以组成多少个不同地四位偶数?(3)用0、1、2、3、4、5六个数字,可以组成多少个不同地四位数?(4)用0、1、2、3、4、5六个数字,可以组成多少个不同地四位偶数?例5:一本书有235页,打印页码共用了多少个数字码?其中有多少个数字“1”?练习:一本书打印页码共用了6889个数字码,这本书有多少页?例6:下图中有7个点和10条线段,一只甲虫要从A点沿着线段爬到B点,要求任何线段和点不得重复经过.问:这只甲虫最多有几种不同地走法?练习:(1)如图所示,从甲地到乙地,最近地道路有几条?(2)如果沿图中地线段,以最短地路程,从A点出发到B点,共有多少种不同地走法?巩固练习:1、学生饭堂有主食3种,副食有6种.从主食或副食中挑一种配成盒饭,可以配成()种.2:学生饭堂有主食3种,副食有6种.从主、副食中各挑一种配成盒饭,可以配成()种.3:小明有7种红色画纸,4种蓝色画纸,3种黄色画纸,如果每种颜色取一张,有()种取法.4:小明有7种红色画纸,4种蓝色画纸,3种黄色画纸,如果要取一张画纸,有()种取法.5.从1写到100,一共用了个“5”这个数字.6:小红有不同地上衣4件,下装5种,鞋子3双,问小红能有()种不同地穿着方法?7.数字和是4地三位数有个.8:小芳要买数学、语文、外语地参考书各一本,他看见书架上数学书有3种,语文书有2种,外语书有2种可供选择,她有()种不同地选择方法?9.用一个5分币、四个2分币,八个1分币买一张蛇年8分邮票,共有种付币方式.10.“IMO”是国际数学奥林匹克地缩写,把这三个字母写成三种不同颜色,现有五种不同颜色地笔,按上述要求能写出种不同颜色搭配地“IMO”.11:公园里有小红旗4款,小白旗5款,小蓝旗6款,如果三种颜色地小旗各取一款,有()不同地取法.12.电影院有六个门,其中A、B、C、D门只供退场时作出口,甲、乙门作为入口也作为出口.共有种不同地进出路线.版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏,以及其他非商业性或非盈利性用途,但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外,将本文任何内容或服务用于其他用途时,须征得本人及相关权利人地书面许可,并支付报酬.Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用,不得对本文内容原意进行曲解、修改,并自负版权等法律责任.Reproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.。
排列组合知识点总结+典型例题及答案解析一.基本原理1.加法原理:做一件事有n 类办法,则完成这件事的方法数等于各类方法数相加。
2.乘法原理:做一件事分n 步完成,则完成这件事的方法数等于各步方法数相乘。
注:做一件事时,元素或位置允许重复使用,求方法数时常用基本原理求解。
二.排列:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个元素,按照一定的顺序排成一.m n mn A 有排列的个数记为个元素的一个排列,所个不同元素中取出列,叫做从1.公式:1.()()()()!!121m n n m n n n n A m n -=+---=……2.规定:0!1=(1)!(1)!,(1)!(1)!n n n n n n =⨯-+⨯=+ (2) ![(1)1]!(1)!!(1)!!n n n n n n n n n ⨯=+-⨯=+⨯-=+-; (3)111111(1)!(1)!(1)!(1)!!(1)!n n n n n n n n n +-+==-=-+++++ 三.组合:从n 个不同元素中任取m (m ≤n )个元素并组成一组,叫做从n 个不同的m 元素中任取 m 个元素的组合数,记作 Cn 。
1. 公式: ()()()C A A n n n m m n m n m nmn m mm ==--+=-11……!!!! 10=n C 规定:组合数性质:.2 n n n n n m n m n m n m n n m n C C C C C C C C 21011=+++=+=+--……,,①;②;③;④11112111212211r r r r r r r rr r r rr r r r r r n n r r r n n r r n n n C C C C C C C C C C C C C C C +++++-+++-++-+++++=++++=+++=注:若12m m 1212m =m m +m n n n C C ==则或四.处理排列组合应用题 1.①明确要完成的是一件什么事(审题)②有序还是无序③分步还是分类。
排列组合一、考情分析排列组合与概率问题作为数学运算中相对独立的一块,难度本身不小,在国家公务员考试中的出场率颇高,近几年几乎都有出现。
这部分题型的难度逐渐在加大,这就需要考生在掌握基本方法原理的基础上,掌握更多的特殊解题方法。
二、加法原理与乘法原理加法原理和乘法原理是解决排列组合与概率问题的基础,也是最常用、最基本的原理,所以熟练掌握这两个原理至关重要。
加法原理完成一件事情,有m类不同的方式,而每种方式又有多种方法可以实现。
那么,完成这件事的方法数就需要把每一类方式对应的方法数加起来。
例如:从A地到B地,坐火车有3种方法,坐汽车有5种方法,坐飞机有2种方法,那么从A地到B地一共应该有3+5+2=10种方法。
这里从A地到B地有火车、汽车和飞机三类方式,可使用加法原理。
乘法原理完成一件事请,需要n个步骤,每一个步骤又有多种方法可以实现。
那么完成这件事的方法数就是把每一个步骤所对应的方法数乘起来。
例如:从A地到B地坐飞机需要在C地转机,已知从A地到C地有4种方法,从C地到B地有3种方法。
这里从A地到B地,需要分两个步骤完成,第一步从A地到C地,第二步从C地到B地,因此从A地到B地有4×3=12种方法。
总之,记住:分类用加法原理,分步用乘法原理有的同学可能在面对具体题目时,不知道什么时候分类、什么是分步。
实际上,对于分类和分步,可以这样区分:在分类的情况下,完成一件事,每一类中的每一种方法都可以达到目的,即都可以完成这件事。
在分步计数中,完成一件事,只有各个步骤都完成了,才算完成这件事。
我们回过头来看前面举的那个例子:从A地到B地,坐火车有3种方法,坐汽车有5种方法,坐飞机有2种方法,那么我们只要任选一种方式,都可以从A地到达B地,所以这是一个分类的过程;而对于第二个例子,就必须要先到C地,才能到B地,也就是说A-B、B-C这两步你要都完成了,才能最终成功,所以这是一个分步的过程。
互动小练习:1.现有各不相同的饼干3个,面包4个,小马要从中选一个,有几种选法?该用加法原理还是乘法原理?分析:很显然,可以按所选食物类别分为两类:(1)选饼干:有3种选法;(2)选面包:有4种选法。
排列组合二项定理知识点总结一、两个原理. 1. 乘法原理、加法原理. 2. 可以有重复元素的排列.从m 个不同元素中,每次取出n 个元素,元素可以重复出现,按照一定的顺序排成一排,那么第一、第二……第n 位上选取元素的方法都是m 个,所以从m 个不同元素中,每次取出n 个元素可重复排列数m·m·… m = mn.. 例如:n 件物品放入m 个抽屉中,不限放法,共有多少种不同放法? (解:n m 种)二、排列.1. ⑴对排列定义的理解.定义:从n 个不同的元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列.⑵相同排列.如果;两个排列相同,不仅这两个排列的元素必须完全相同,而且排列的顺序也必须完全相同. ⑶排列数.从n 个不同元素中取出m(m≤n)个元素排成一列,称为从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列. 从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列数,用符号mn A 表示.⑷排列数公式:),,()!(!)1()1(N m n n m m n n m n n n A m ∈≤-=+--=注意:!)!1(!n n n n -+=⋅ 规定0! = 1111--++=⋅+=m nm n m n m m m n m n mA A C A A A 11--=m n m n nA A 规定10==nn n C C 2. 含有可重元素的排列问题.对含有相同元素求排列个数的方法是:设重集S 有k 个不同元素a1,a2,…...an 其中限重复数为n1、n2……nk ,且n = n1+n2+……nk , 则S 的排列个数等于!!...!!21k n n n n n =.例如:已知数字3、2、2,求其排列个数3!2!1)!21(=+=n又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数1!3!3==n .三、组合.1. ⑴组合:从n 个不同的元素中任取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.⑵组合数公式:)!(!!!)1()1(m n m n C m m n n n A A C m n mmm nm n -=+--== ⑶两个公式:①;mn nm n C C -= ②m n m n m n C C C 11+-=+ ①从n 个不同元素中取出m 个元素后就剩下n-m 个元素,因此从n 个不同元素中取出 n-m 个元素的方法是一一对应的,因此是一样多的就是说从n 个不同元素中取出n-m 个元素的唯一的一个组合.(或者从n+1个编号不同的小球中,n 个白球一个红球,任取m 个不同小球其不同选法,分二类,一类是含红球选法有1m n 111m nC C C--=⋅一类是不含红球的选法有m nC ) ②根据组合定义与加法原理得;在确定n+1个不同元素中取m 个元素方法时,对于某一元素,只存在取与不取两种可能,如果取这一元素,则需从剩下的n 个元素中再取m-1个元素,所以有C1-m n,如果不取这一元素,则需从剩余n 个元素中取出m 个元素,所以共有C mn 种,依分类原理有mn m n m n C C C 11+-=+.⑷排列与组合的联系与区别.联系:都是从n 个不同元素中取出m 个元素.区别:前者是“排成一排”,后者是“并成一组”,前者有顺序关系,后者无顺序关系. ⑸①几个常用组合数公式 nn nn n n C C C 2210=+++ 11111121153142011112++--++++++-+=+==++=+++=+++k n k n k n k n m n m m n m m m m m m n n n n n n n n C n C k nC kC C C C C C C C C C C C②常用的证明组合等式方法例.i. 裂项求和法. 如:)!1(11)!1(!43!32!21+-=++++n n n (利用!1)!1(1!1n n n n --=-)ii. 导数法. iii. 数学归纳法. iv. 倒序求和法. v. 递推法(即用mn m n m nC C C11+-=+递推)如:413353433+=+++n n C C C C C . vi. 构造二项式. 如:nn n n n n C C C C 222120)()()(=+++ 证明:这里构造二项式n n nx x x 2)1()1()1(+=++其中n x 的系数,左边为22120022110)()()(n n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C C C C +++=⋅++⋅+⋅+⋅-- ,而右边nnC2= 四、排列、组合综合.1. I. 排列、组合问题几大解题方法及题型: ①直接法. ②排除法.③捆绑法:在特定要求的条件下,将几个相关元素当作一个元素来考虑,待整体排好之后再考虑它们“局部”的排列.它主要用于解决“元素相邻问题”,例如,一般地,n 个不同元素排成一列,要求其中某)(n m m ≤个元素必相邻的排列有m mm n m n A A ⋅+-+-11个.其中11+-+-m n m n A 是一个“整体排列”,而m m A 则是“局部排列”.又例如①有n 个不同座位,A 、B 两个不能相邻,则有排列法种数为-2n A 2211A A n ⋅-.②有n 件不同商品,若其中A 、B 排在一起有2211A A n n ⋅--. ③有n 件不同商品,若其中有二件要排在一起有112--⋅n n n A A . 注:①③区别在于①是确定的座位,有22A 种;而③的商品地位相同,是从n 件不同商品任取的2个,有不确定性.④插空法:先把一般元素排列好,然后把待定元素插排在它们之间或两端的空档中,此法主要解决“元素不相邻问题”.例如:n 个元素全排列,其中m 个元素互不相邻,不同的排法种数为多少?mm n m n m n A A 1+---⋅(插空法),当n – m+1≥m, 即m≤21+n 时有意义.⑤占位法:从元素的特殊性上讲,对问题中的特殊元素应优先排列,然后再排其他一般元素;从位置的特殊性上讲,对问题中的特殊位置应优先考虑,然后再排其他剩余位置.即采用“先特殊后一般”的解题原则.⑥调序法:当某些元素次序一定时,可用此法.解题方法是:先将n 个元素进行全排列有n n A 种,)(n m m 个元素的全排列有m mA 种,由于要求m 个元素次序一定,因此只能取其中的某一种排法,可以利用除法起到去调序的作用,即若n 个元素排成一列,其中m 个元素次序一定,共有m mn n A A 种排列方法.例如:n 个元素全排列,其中m 个元素顺序不变,共有多少种不同的排法? 解法一:(逐步插空法)(m+1)(m+2)…n = n !/ m !;解法二:(比例分配法)mmn n A A /. ⑦平均法:若把kn 个不同元素平均分成k 组,每组n 个,共有kknnn n k n kn AC C C )1(-⋅.例如:从1,2,3,4中任取2个元素将其平均分成2组有几种分法?有3!224=C (平均分组就用不着管组与组之间的顺序问题了)又例如将200名运动员平均分成两组,其中两名种子选手必在一组的概率是多少?(!2/102022818CC C P =)注意:分组与插空综合. 例如:n 个元素全排列,其中某m 个元素互不相邻且顺序不变,共有多少种排法?有mmm m n m n mn AAA/1+---⋅,当n – m+1 ≥m, 即m≤21+n 时有意义. ⑧隔板法:常用于解正整数解组数的问题.例如:124321=+++x x x x 的正整数解的组数就可建立组合模型将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成11个空隙中任选三个插入3块摸板,把球分成4个组.每一种方法所得球的数目依次为4321,,,x x x x 显然124321=+++x x x x ,故(4321,,,x x x x )是方程的一组解.反之,方程的任何一组解),,,(4321y y y y ,对应着惟一的一种在12个球之间插入隔板的方式(如图所示)故方程的解和插板的方法一一对应. 即方程的解的组数等于插隔板的方法数311C .注意:若为非负数解的x 个数,即用n a a a ,...,21中i a 等于1+i x ,有A a a a A x x x x n n =-+-+-⇒=+++1...11 (21321),进而转化为求a 的正整数解的个数为1-+n nA C. ⑨定位问题:从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列规定某r 个元素都包含在内,并且都排在某r 个指定位置则有r k rn r r A A --. 1x 2x 3x 4例如:从n 个不同元素中,每次取出m 个元素的排列,其中某个元素必须固定在(或不固定在)某一位置上,共有多少种排法?固定在某一位置上:11--m n A ;不在某一位置上:11---m n m n A A 或11111----⋅+m n m m n A A A (一类是不取出特殊元素a ,有mn A 1-,一类是取特殊元素a ,有从m-1个位置取一个位置,然后再从n-1个元素中取m-1,这与用插空法解决是一样的)⑩指定元素排列组合问题.i. 从n 个不同元素中每次取出k 个不同的元素作排列(或组合),规定某r 个元素都包含在内 。
排列组合加法原理和乘法原理
排列组合加法原理:
排列组合加法原理是指当一个事件由几个不同的部分组成时,它的总数可以由每个部分的数量之和来表示。
例如,如果一个事件有三个不同的部分,则可以用每个部分的数量之和来表示总数,即:
总数=部分1的数量+部分2的数量+部分3的数量
乘法原理:
乘法原理是指当一个事件由几个不同的部分组成时,它的总数可以由每个部分的数量之积来表示。
例如,如果一个事件有三个不同的部分,则可以用每个部分的数量之积来表示总数,即:
总数=部分1的数量×部分2的数量×部分3的数量。
排列与组合基础知识有关排列与组合的基本理论和公式:加法原理:做一件事,完成它可以有n 类办法,在第一类办法中有m 1种不同的方法,在第二类中办法中有m 2种不同的方法,……,在第n 类办法中有m n 种不同方法。
那么完成这件事共有N =m 1+m 2+…+m n 种不同的方法,这一原理叫做加法原理。
乘法原理:做一件事,完成它需要分成n 个步骤,做第一步有m 1种不同的方法,做第二步有m 2种不同的方法,……,做第n 步有m n 种不同的方法,那么完成这件事共有N =m 1×m 2×…×m n 种不同的方法,这一原理叫做乘法原理。
公式:阶乘公式!(1)(2)321n n n n =⋅-⋅-⋅⋅ ,规定0!=1;全排列公式!n n P n = 选排列公式!(1)(2)(1)()!m n n P n n n n m n m =---+=- 、m m m n n m P C P =圆排列:n 个不同元素不分首位围成一个圆圈达到圆排列,则排列数为:!(1)!n n n =- 组合数公式(1)(2)(1)!!!()!mm n n m m P n n n n m n C P m m n m ---+===- 、规定01n C =m n m n n C C -=、11m m m n n n C C C -+=+、0122n n n n n n C C C C ++++= )提示:(1)全排列问题和选排列问题,都可根据乘法原理推导出来。
(2)书写方式:r n P 记为P (n,r );rn C 记为C (n,r )。
加法原理例题:图1中从A 点走到B 点共有多少种方法?(答案:4+2+3=9)乘法原理例题:图2中从A 点走到B 点共有多少种方法?(答案:4×6=24)加法原理与乘法原理综合:图3、图4中从A 走到B 共有多少种方法?(答案:28、42) A B 图 1A B图 2A B 图 3 A B图 4注意:在信息学奥赛中,有许多只需计数而不需具体方案的问题,都可以通过思维转换或方法转换,最后变为两类问题:一类是转变为排列组合问题,另一类是转变为递推公式问题。
加法原理和乘法原理导言:
加法原理和乘法原理,是排列组合中的二个基本原理,在解决计数问题中经常运用。
把握这两个原理,并能正确区分这两个原理,至关重要。
一、概念
(一)加法原理
如果完成某件事共有几类不同的方法,而每类方法中,又有几种不同的方法,任选一种方法都可以完成此事,那么完成这件事的方法总数就等于各种方法的总和,这一原理称为加法原理。
例:从甲地到乙地,一天中火车有4班,汽车有2班,轮船有3班,那么,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地,共有多少种不同的走法?
解析:把乘坐不同班次的车、船称为不同的走法。
要完成从甲地到乙地这件事,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船,一天中,乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法。
而乘坐火
车、汽车、轮船中的任何一班次,都可以从甲地到乙地,符合加法原理。
所以从甲地到乙地的总的走法=乘火车的4种走法+乘汽车的2种走法+乘轮船的3种走法=9种不同的走法
(二)乘法原理
如果做某件事,需要分几个步骤才能完成,而每个步骤又有几种不同的方法,任选一种方法都不能完成这件事,那么完成这件事的方法总数,就等于完成各步骤方法的乘积。
例:用1、2、3、4这四个数字可以组成多少个不同的三位数?
解析:要完成组成一个三位数这件事,要分三个步骤做,首先选百位上的数,再选十位上的数,最后选个位上的数。
选百位上的数这一步骤中,可选1、2、3、4任何一个,共4种方法选十位上的数这一步骤中,可选除百位上已选好那个数字之外的三个数字,共3种方法
选个位上的数这一步骤中,可选除百、十位上已选好的两个数字之外的另两个数字,共2种方法
单独挑上面的任何一步中的任何一种方法,都不能组成一个三位数,符合乘法原理
所以,可以组成:4×3×2=24(个)不同的三位数
二、加法原理和乘法原理的区别
什么时候使用加法原理,什么时候使用乘法原理,最关键是要把握住加法原理与乘法原理的区别。
从上面两个例子我们容易发现,加法原理与乘法原理最大的区别就是:如果完成一件事有几类方法,不论哪一类方法,都能完成这件事时,运用加法原理,简称为“分类-----加法”;如果完成一件事要分几个步骤,而无论哪一个步骤,都只是完成这件事的一部分,只有每一步都完成了,这件事才得以完成,这里运用乘法原理,简称为“分步----乘法”。
三、加乘法原理的综合应用
有时候,做某件事有几类方法,而每一类方法又要分几个步骤完成。
在计算做这件事的方法时,既要用到加法原理,也要用到乘法原理,这就是加乘法原理的综合应用。
例:从甲地到乙地有4条路可走,从乙地到丙地有2条路可走,从甲地到丙地有3条路可走,那么,从甲地到丙地共有多少种走法?
解析:从甲地到丙地共有两大类不同的走法:可以直接从甲地到丙地,也可以从甲地先到乙地再到丙地,选择任何一类方法,都可以从甲地到丙地,符合加法原理;而在第二类方法中(即从甲地先到乙地再到
丙地),又分两步完成:第一步从甲地先到乙地,有4种走法,第二步再从乙地到丙地,有2种走法,这里的任何一种方法都不能完成从甲地到丙地这件事,符合乘法原理,这时共有4×2=8种走法。
所以从甲地到丙地总的走法=第一类方法+第二类方法
=3+4×2=11(种)
四、加法原理和乘法原理的应用
例1.(数字排列问题)用数字1、2、3、4、5可以组成多少个没有重复数字的三位数?
解析:组成一个三位数,要分三个步骤,先选百位数,再选十位数,最后选个位数,使用乘法原理
5×4×3=60(个)
例2.(数字排列问题)一种电子表6点24分30秒时,显示数字是:6:2430,那么从8点到9点这段时间里,此表5个数字都不相同的情况一共有多少种?
解析:在8点到9点间,电子表的第一位数字肯定8,在这段时间内是固定不变的,可以不考虑;第2位和第4位的取值范围只能是0、
1、2、3、4、5,第3位和第5位只能从0、1、2、3、4、5、6、7、9。
题中要求5个数字各不相同。
所以我们要分开来考虑:
①第2位到第5位只取0----5中的数,有6×5×4×3=360种情况
②第2位和第4位只取0---5中的数,而第3位和第5位只取6、7、9中的数,有6×5×3×2=180种情况
③第2位、第3位和第4位只取0---5中的数,第5位只取6、7、9中的数,有6×5×4×3=360种情况
④第2位、第4位和第5位只取0---5中的数,第3位只取6、7、9中的数,有6×5×4×3=360种情况
所以,此表在8到9点间5个数字不同的情况共有:
360+180+360+360=1260种
例3.(数字排列问题)从1到400的所有自然数中,不含数字3的自然数有多少个?
解析:在一位数前面添两个零,如把2写成002;在两位数前面添一个零,如把12写成012,这样,1—400中的数全成了“三位数”了,除去数字400外,考虑不含数字“3”的这样的“三位数”的个数,分三步考虑:百位、十位、个位上不含数字“3”,符合乘法原理。
百位上可取0、1、2,有三种取法;十位上都可取0、1、2、4、5、6、7、8、9,有9种取法;个位与十位情况一样,也有9种取法。
根据乘法原理,这样的数有:3×9×9=243(个)。
数“000”不合要求,另外还需要补上符合要求的数“400”,所以不含数字“3”的自然数有:243-1+1=243(个);(提示:这243个数中,有首位是“0”的,把“0”删掉,就成了一位数和两位数,不影响最后的个数。
)
例4.(站队排列问题)有6个同学排成一排照相,共有多少种不同的站法?
解析:6人中任何一位的位置换了,就是一种站法。
把这6个位置用字母表示为:A、B、C、D、E、F。
要排成一排,要分六步,依次排A、B、C、D、E、F这六个位置,使用乘法原理;A位置中有6种站法,B 位置中就只剩5种站法、、、、、如此下去,F位置上就只剩1种站法,根据乘法原理,总的站法是:6×5×4×3×2×1=720种不同的站法
思考:看看下题与例4有何区别,又如何解答
A、B、C、D、E 5人排成一排,如果C不站在中间,一共有多少有种不同的排法?
例5.(取物排列问题)有5件不同的上衣,3条不同的裤子,4顶不同的帽子,从中取出一顶帽子、一件上衣和一条裤子配成一套装束,最多有多少种不同的装束?
解析:要完成一套装束要分三步完成,先取帽子,再取上衣,最后取裤子,而每一步分别有4、5、3种不同的方法,根据乘法原理,共有4×5×3=60种不同的装束
例6.(信号排列问题)有5面颜色不同的小旗,任意取3面排成一行表示一种信号,问:一共可以表示多少种不同的信号?
解析:一种信号上有三个位置,要完成一种信号要分三步选好这三个位置上的小旗。
而每个位置上依次有5、4、3种不同的选小旗的选法,根据乘法原理,一共可以表示:5×4×3=60种不同的信号。
例7.(涂色问题)如图,用红、绿、蓝、黄四色去涂编号为1、2、3、4号的长方形,要求任何相邻的两个长方形的颜色都不相同,一共有多少种不同的涂法?
解析:要分4种情况考虑:
① 1、2、3、4号长方形颜色都不相同,根据乘法原理,有4×3×2×1=24种涂法
②只有1、4号长方形同色,有4×3×2=24种
③只有2、3号长方形同色,有4×3×2=24种
④2、4和1、3号长方形分别同色,有4×3=12种
最后用加法原理
共有24+24+24+12=84种不同的涂法
例8.深圳市的电话号码全是8位数,若前3位只能用1----9这9
个数字,则深圳市可以安装多少台不同的电话号码的电话?
解析:要确定一个电话号码,就必须确定8位数上各个位置的数字,要分八个步骤完成。
使用乘法原理。
根据题目要求,先确定电话号码前3位数字的取法,由于数字可以重复,前3位上的每一位置上都可以取1、2、3、4、5、6、7、8、9中的一个数,各有9种取法。
电话号码中的后5位的每一个位置上都可以取0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,各有10种取法。
根据乘法原理,共有不同的电话号码的电话:9×9×9×10×10×10×10×10=72900000台
例9.(棋子排列问题)如图,现在要把A、B、C、D、E 5个棋子放在方格里,每行和每列只能出现一个棋子,一共有多少种放法?
解析:要将5个棋子放入格子中,要分5步完成。
第一步先放A,有5×5=25个方格就有25种不同的放法;第二步放B,对应A的放法,由于不能在同一行与同一列,B放的行数和列数都会减少1,所以只能放在4×4=16个格子里,有16种放法;同理可推出,第三步放C,有3×3=9种放法;第四步放D,有2×2=4种放法;第五步放E,有1×1=1种放法。
根据乘法原理。
总的放法有:25×16×9×4×1=14400种。