排列组合题型总结
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排列组合题型总结
排列组合是数学中的一个基础概念,涉及概率统计、离散数学和组合数学等学科。
在生活和工作中,排列组合也有广泛应用,如抽奖、组队、排班、挑选花样等。
下面是一些常见的排列组合题型:
1. 从n个不同元素中选择r个元素,一共有多少种选择方式?(组合)
2. 从n个不同元素中按照一定顺序选择r个元素,一共有多少
种选择方式?(排列)
3. 有n个球,其中k个红球,其余的都是蓝球。
从这些球中选择r个球,其中至少包含m个红球,一共有多少种选择方式?(条件选择排列组合)
4. 将n个不同的元素分成k个不同的集合,一共有多少种分法?(划分)
5. n个人坐在一张圆桌周围,一共有多少种不同的座位安排方式?(圆排列组合)
6. 在一个4*4的格子里,从左上角开始,向右或向下走,到右下角一共有多少种不同的走法?(组合数)
7. 有A、B、C、D、E、F六个人,排成一排,其中A和B不
能相邻,一共有多少种排法?(条件限制排列)
这些题型在考试、工作和日常生活中都有出现的可能,对于掌握排列组合的基本概念和运算方法有很大的实用价值。
排列组合题型总结一.直接法1.特殊元素法例1用1,2,3,4,5,6这6个数字组成无重复的四位数,试求满足下列条件的四位数各有多少个(1)数字1不排在个位和千位(2)数字1不在个位,数字6不在千位。
二.间接法当直接法求解类别比较大时,应采用间接法。
例2 有五张卡片,它的正反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9,将它们任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三维书三.插空法当需排元素中有不能相邻的元素时,宜用插空法。
例3 在一个含有8个节目的节目单中,临时插入两个歌唱节目,且保持原节目顺序,有多少中插入方法四.捆绑法当需排元素中有必须相邻的元素时,宜用捆绑法。
例4 4名男生和3名女生共坐一排,男生必须排在一起的坐法有多少种练习1.四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有种五.阁板法名额分配或相同物品的分配问题,适宜采阁板用法例5 某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共种。
练习2.有20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子里,要求每个盒子内的球数不少编号数,问有多少种不同的方法()六.平均分堆问题例6 6本不同的书平均分成三堆,有多少种不同的方法七.合并单元格解决染色问题练习1将3种作物种植在如图的5块试验田里,每快种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一作物,不同的种植方法共种(以数字作答)2.某城市中心广场建造一个花圃,花圃6分为个部分(如图3),现要栽种4种颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分不能栽种同一样颜色的话,不同的栽种方法有种(以数字作答).图3 图43.如图4,用不同的5种颜色分别为ABCDE五部分着色,相邻部分不能用同一颜色,但同一种颜色可以反复使用也可以不用,则符合这种要求的不同着色种数.4.如图5:四个区域坐定4个单位的人,有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿同种颜色的服装,且相邻两区域的颜色不同,不相邻区域颜色相同,不相邻区域颜色相同与否不受限制,那么不同的着色方法是种图5 图65.将一四棱锥(图6)的每个顶点染一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,若只有五种颜色可供使用,则不同的染色方法共种十.先选后排法例9 有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选派方法有()种种种种十二.转化命题法例17 圆周上共有15个不同的点,过其中任意两点连一弦,这些弦在圆内的交点最多有多少各十三.概率法例18 一天的课程表要排入语文、数学、物理、化学、英语、体育六节课,如果数学必须排在体育之前,那么该天的课程表有多少种排法十四.除序法例19 用1,2,3,4,5,6,7这七个数字组成没有重复数字的七位数中,(1)若偶数2,4,6次序一定,有多少个(2)若偶数2,4,6次序一定,奇数1,3,5,7的次序也一定的有多少个巩固练习1.相邻问题捆绑法1.六名同学站成一排,其中甲、乙两人必须在一起的不同排法共有();;;。
1.(站队模型)4男3女站成一排:①女生相邻;5353A A ⋅②女生不相邻;4345A A ⋅③女生从高到低排;47A④甲不在排头,乙不在排尾;解析:当甲在排尾时有66A ;当甲不在排尾时有115555A A A ⋅⋅2.(组数模型)由0到9这10个数字组成没有重复数字的四位数: ①奇数;末位有112588A A A②偶数;解析:末位为0,有39A ;末位不为0,有112488A A A ⋅⋅③被5整除的数;解析:末位为0,有49A ;末位为5,有1288A A ⋅④比3257大的数; 解析:首位为4到9时有396A ;首位为3时281749A ⎧⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎩⎩百位为到时有6十位为6到9时有4A 百位为2时十位为5时有2 ⑤被3整除的三位数.12333311123322111333332A A A C C C A C C C A ⎧⋅+⎪⎧⋅⋅⋅⎨⎪⎨⎪⋅⋅⋅⎪⎩⎩都从一个集合中选时有含0时有各选一个时有不含0时有3.(分组分配问题)6个不同的小球:①放入三个不同的盒子;解析:63②放入三个不同的盒子,每盒不空;解析:4363321363132226426222:A C C C A C C C ⎧⎪⋅⋅⋅⎨⎪=++⋅⋅⎩6=4+1+1:有C 6=3+2+1:有有③分三组(堆),每组至少一个;解析:41162122321631222642336222:C C A C C C C C C A ⎧⋅⋅⎪⎪⎪⋅⋅⎨⎪⋅⋅⎪=++⎪⎩C 6=4+1+1:有6=3+2+1:有有4.6个相同的小球:①放入三个不同的盒子;解析:相当于分名额,盒子可空:插板法:28C ②放入三个不同的盒子,每盒不空;25C ③恰有一个空盒.解析:相当于两个盒子不空:1253C C ⋅5.6名同学报名三科竞赛:①每人限报一科;63②每科限报一人;366.(选派问题)5男3女:①选2人开会;28C②选正副班长,至少1女;2285A A - ③选4人开会,至多2男;解析:即至少2女,22313535C C C C ⋅+⋅④选4人跑4×100接力,至少2女.解析:()2231435354C C C C A ⋅+⋅⋅。
排列组合难题题型总结(含答案)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.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.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?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练习题: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.重复排列问题求幂策略(住店法)解决“允许重复排列问题”要注意区分两类元素:一类元素可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,再利用乘法原理直接求解.例5.把6名实习生(元素)分配到7个车间(位置)实习,共有多少种不同的分法练习题: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.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为某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,下电梯的方法六.环排问题线排策略例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法?练习题:6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈七.多排问题直排策略例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法练习题: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例8.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.练习题: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.小集团问题先整体后局部策略例9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有(即有且只有!!)两个偶数夹1,5在两个奇数之间,这样的五位数有多少个?练习题:1.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2. 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例10.有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案? (注意有9个空隙,6个隔板!) 练习题:10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法? 2 .100x y z w +++=求这个方程组的自然数解的组数十一.正难则反总体淘汰策略例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于10的偶数,不同的 取法有多少种?练习题:我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的 抽法有多少种?十二.平均分组问题除法策略例12. 6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?练习题:1 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法?2.10名学生分成3组,其中一组4人, 另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少种不同的 分组方法3.某校高二年级共有六个班级,现从外地转 入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安 排2名,则不同的安排方案种数为______ 十三. 合理分类与分步策略例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法? 练习题:1.从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座 谈会,若这4人中必须既有男生又有女生,则不同的选法共有2. 3成人2小孩乘船游玩,1号船最多乘3人, 2号船最多乘2人,3号船只能乘1人,他们任选2只船或3只船,但小孩不能单独乘一只船, 这3人共有多少乘船方法. (27) 本题还有如下分类标准:*以3个全能演员是否选上唱歌人员为标准 *以3个全能演员是否选上跳舞人员为标准 *以只会跳舞的2人是否选上跳舞人员为标准 都可经得到正确结果 十四.构造模型策略例14. 马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不能关掉相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种?练习题:某排共有10个座位,若4人就坐,每人左右两边都有空位,那么不同的坐法有多少种?(120) 十五.实际操作穷举策略例15.设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号1,2,3,4,5的五个盒子,现将5个球投入这五个盒子内,要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的编号与盒子的编号相同,有多少投法 练习题:1.同一寝室4人,每人写一张贺年卡集中起来,然后每人各拿一张别人的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有多少种? (9)2.给图中区域涂色,要求相邻区 域不同色,现有4种可选颜色,则不同的着色方法有 72种十六. 分解与合成策略例16. 30030能被多少个不同的偶数整除练习:正方体的8个顶点可连成多少对异面直线十七.化归策略例17. 25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的选法有多少种?练习题:某城市的街区由12个全等的矩形区组成其中实线表示马路,从A 走到B 的最短路径有多少种?十八.数字排序问题查字典策略例18.由0,1,2,3,4,5六个数字可以组成多少个没有重复的比324105大的数?练习:用0,1,2,3,4,5这六个数字组成没有重复的四位偶数,将这些数字从小到大排列起来,第71个数是 十九.树图策略例19.3人相互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过5次传求后,球仍回到甲的手中,则不同的传球方式有______练习: 分别编有1,2,3,4,5号码的人与椅,其中i 号人不坐i 号椅(54321,,,,i )的不同坐法有多少种? 二十.复杂分类问题表格策略例20.有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A 、B 、C 、D 、E 五个字母,现从中取5只,要求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法参考答案例1.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13C54321BA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:解:分两步完成.第一步选两葵花之外的花占据两端和中间的位置有A53=60种排法 第二步排其余的位置:有A44=24种排法 所以共有60×24=1440种排法. 二.相邻元素捆绑策略例2. 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。
(1)知识梳理1.分类计数原理〔加法原理〕:完成一件事,有几类方法,在第一类中有m1种有不同的方法,在第2类中有m2种不同的方法……在第n类型有m3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m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法……,做第n步有mn种不同的方法;那么完成这件事共有种不同的方法。
特别提醒:分类计数原理与“分类〞有关,要注意“类〞与“类〞之间所具有的独立性和并列性;分步计数原理与“分步〞有关,要注意“步〞与“步〞之间具有的相依性和连续性,应用这两个原理进展正确地分类、分步,做到不重复、不遗漏。
3.排列: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.4.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,用符号表示.5.排列数公式:特别提醒:〔1〕规定0! = 1〔2〕含有可重元素的排列问题.对含有一样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 , 那么S的排列个数等于.例如:数字3、2、2,求其排列个数又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数.6.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.7.组合数公式:8.两个公式:①②特别提醒: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.(2)典型例题考点一:排列问题例1.六人按以下要求站一横排,分别有多少种不同的站法?〔1〕甲不站两端;〔2〕甲、乙必须相邻;〔3〕甲、乙不相邻;〔4〕甲、乙之间间隔两人;〔5〕甲、乙站在两端;〔6〕甲不站左端,乙不站右端.考点二:组合问题例2. 男运发动6名,女运发动4名,其中男女队长各1人.选派5人外出比赛.在以下情形中各有多少种选派方法?〔1〕男运发动3名,女运发动2名;〔2〕至少有1名女运发动;〔3〕队长中至少有1人参加;〔4〕既要有队长,又要有女运发动.考点三:综合问题例3.4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒内.〔1〕恰有1个盒不放球,共有几种放法?〔2〕恰有1个盒内有2个球,共有几种放法?〔3〕恰有2个盒不放球,共有几种放法?当堂测试1.从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,那么不同的组队方案共有〔〕A.70 种 B.80种 C.100 种 D.140 种9.3位男生和3位女生共6位同学站成一排,假设男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,那么不同排法的种数是〔〕A.360B.288C.216D.96参考答案:例1 解:〔1〕方法一:要使甲不站在两端,可先让甲在中间4个位置上任选1个,有种站法,然后其余5人在另外5个位置上作全排列有种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法:方法二:由于甲不站两端,这两个位置只能从其余5个人中选2个人站,有种站法,然后中间4人有种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法:方法三:假设对甲没有限制条件共有种站法,甲在两端共有种站法,从总数中减去这两种情况的排列数,即共有站法:〔2〕方法一:先把甲、乙作为一个“整体〞,看作一个人,和其余4人进展全排列有种站法,再把甲、乙进展全排列,有种站法,根据分步乘法计数原理,共有方法二:先把甲、乙以外的4个人作全排列,有种站法,再在5个空档中选出一个供甲、乙放入,有种方法,最后让甲、乙全排列,有种方法,共有〔3〕因为甲、乙不相邻,中间有隔档,可用“插空法〞,第一步先让甲、乙以外的4个人站队,有种站法;第二步再将甲、乙排在4人形成的5个空档〔含两端〕中,有种站法,故共有站法为也可用“间接法〞,6个人全排列有种站法,由〔2〕知甲、乙相邻有种站法,所以不相邻的站法有.〔4〕方法一:先将甲、乙以外的4个人作全排列,有种,然后将甲、乙按条件插入站队,有种,故共有站法.方法二:先从甲、乙以外的4个人中任选2人排在甲、乙之间的两个位置上,有种,然后把甲、乙及中间2人看作一个“大〞元素与余下2人作全排列有种方法,最后对甲、乙进展排列,有种方法,故共有站法.〔5〕方法一:首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有种,再让其他4人在中间位置作全排列,有种,根据分步乘法计数原理,共有站法.方法二:首先考虑两端两个特殊位置,甲、乙去站有种站法,然后考虑中间4个位置,由剩下的4人去站,有种站法,由分步乘法计数原理共有站法.〔6〕方法一:甲在左端的站法有种,乙在右端的站法有种,且甲在左端而乙在右端的站法有A种,共有站法.方法二:以元素甲分类可分为两类:①甲站右端有种站法,②甲在中间4个位置之一,而乙不在右端有种,故共有站法.例2 解〔1〕第一步:选3名男运发动,有种选法.第二步:选2名女运发动,有种选法.共有种选法.〔2〕方法一至少1名女运发动包括以下几种情况:1女4男,2女3男,3女2男,4女1男.由分类加法计数原理可得总选法数为.方法二“至少1名女运发动〞的反面为“全是男运发动〞可用间接法求解.从10人中任选5人有种选法,其中全是男运发动的选法有种.所以“至少有1名女运发动〞的选法为.〔3〕方法一:可分类求解:“只有男队长〞的选法为;“只有女队长〞的选法为;“男、女队长都入选〞的选法为;所以共有种选法. 9分方法二:间接法:从10人中任选5人有种选法.其中不选队长的方法有种.所以“至少1名队长〞的选法为种. 9分〔4〕当有女队长时,其他人任意选,共有种选法.不选女队长时,必选男队长,共有种,所以不选女队长时的选法共有种选法.所以既有队长又有女运发动的选法共有种.例3 解〔1〕为保证“恰有1个盒不放球〞,先从4个盒子中任意取出去一个,问题转化为“4个球,3个盒子,每个盒子都要放入球,共有几种放法?〞即把4个球分成2,1,1的三组,然后再从3个盒子中选1个放2个球,其余2个球放在另外2个盒子内,由分步乘法计数原理,共有〔2〕“恰有1个盒内有2个球〞,即另外3个盒子放2个球,每个盒子至多放1个球,也即另外3个盒子中恰有一个空盒,因此,“恰有1个盒内有2个球〞与“恰有1个盒不放球〞是同一件事,所以共有144种放法.〔3〕确定2个空盒有种方法.4个球放进2个盒子可分成〔3,1〕、〔2,2〕两类,第一类有序不均匀分组有种方法;第二类有序均匀分组有种方法.故共有种.当堂检测答案1.从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,那么不同的组队方案共有〔〕A.70 种 B.80种 C.100 种 D.140 种解析:分为2男1女,和1男2女两大类,共有=70种,解题策略:合理分类与准确分步的策略。
高中排列组合知识点汇总及典型例题(全)排列组合一.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列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列,所有排列的个数记为An. 1.公式:1.Anm n n 1 n 2n m 1n!n m!2. 规定:0! 1(1)n! n (n 1)!,(n 1) n! (n 1)! (2) n n! [(n 1) 1] n! (n 1) n! n! (n 1)! n!;(3)n n 1 1 n 1 1 1 1(n 1)!(n 1)!(n 1)!(n 1)!n!(n 1)!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 。
n n 1 n m 1 Amn!1. 公式:C nm!m!n m!Ammmn规定:Cn 101n2.组合数性质:Cnm Cnn m,Cnm Cnm 1 Cnm 1,Cn Cn Cn 2nrrr 1rrrrr 1rrrr 1注:Crr Crr 1 Crr 2 CnCnCn 1 Cn Cr 1 Cr 1 Cr 2 1 Cn Cr 2 Cr 2 1 Cn Cn 1若Cnm Cnm则m1=m2或m1+m2 n 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。
2.解排列、组合题的基本策略(1)两种思路:①直接法;②间接法:对有限制条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况去掉。
这是解决排列组合应用题时一种常用的解题方法。
(2)分类处理:当问题总体不好解决时,常分成若干类,再由分类计数原理得出结论。
排列组合十四种题型归纳梳理目录专题1 两个计数原理类型一、加法原理【例1】高二年级一班有女生18人,男生38人,从中选取一名学生作代表,参加学校组织的调查团,问选取代表的方法有几种.【解析】18+38=56.【例2】用数字12345,,,,组成的无重复数字的四位偶数的个数为( ) A .8 B .24 C .48 D .120【解析】由题意知本题需要分步计数,2和4排在末位时,共有122A 种排法, 其余三位数从余下的四个数中任取三个有3443224A 种排法,根据由分步计数原理得到符合题意的偶数共有22448(个).故选:C . 【例3】用012345,,,,,这6个数字,可以组成____个大于3000,小于5421的数字不重复的四位数.【解析】分四类:①千位数字为3,4之一时,百十个位数只要不重复即可,有352120A 个;②千位数字为5时,百位数字为0,1,2,3之一时,有124448A A 个;③千位数字为5时,百位数字是4,十位数字是0,1之一时,有11236A A 个;最后还有5420也满足题意.所以,所求四位数共有120+48+6+1=175个.故答案为 175.类型二、乘法原理【例1】公园有4个门,从一个门进,一个门出,共有_____种不同的走法.【解析】根据题意,要求从从任一门进,从任一门出,则进门的方法有4种,出门的方法也有4种,则不同的走法有4416种【例2】将3个不同的小球放入4个盒子中,则不同放法种数有_______.【解析】根据题意,依次对3个小球进行讨论:第一个小球可以放入任意一个盒子,即有4种不同的放法,同理第二个小球也有4种不同的放法,第三个小球也有4种不同的放法,即每个小球都有4种可能的放法,根据分步计数原理知共有即44464不同的放法,故答案为:64.【解析】分两步完成,第一步先安排甲学校参观,共六种安排方法;第二步安排另外两所学校,共有25A 安排方法,故不同的安排种法有256120A ,故答案为120.【例3】用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字),要求任何相邻两个数字的奇偶性不同,且1和2相邻,这样的六位数的个数是__________(用数字作答).【解析】解析:可分三步来做这件事:第一步:先将3、5排列,共有22A 种排法; 第二步:再将4、6插空排列,插空时要满足奇偶性不同的要求,共有222A 种排法;第三步:将1、2放到3、5、4、6形成的空中,共有15C 种排法.由分步乘法计数原理得共有221225240A A C (种).答案为:40【例4】从集合{12311},,,,中任选两个元素作为椭圆方程22221x y mn 中的m 和n ,则能组成落在矩形区域{()|||11Bx y x ,,且||9}y 内的椭圆个数为( ) A .43 B .72 C .86 D .90【解析】椭圆落在矩形内,满足题意必须有,mn ,所以有两类, 一类是m ,n 从{1,2,3,6,7,8}任选两个不同数字,方法有2856A令一类是m 从9,10,两个数字中选一个,n 从{1,2,3,6,7,8}中选一个 方法是:2816,所以满足题意的椭圆个数是:561672,故选:B .【例5】用0,1,2,3,4,5这6个数字:⑴可以组成______________个数字不重复的三位数.⑵可以组成______________个数字允许重复的三位数.【解析】(1)根据题意,分2步分析: ①、先选百位,百位可以在1、2、3、4、5中任选1个,则百位有5种方法,②、在剩下的5个数字中任选2个,安排在十位、个位,有2520A 种选法,则可以组成520100个无重复数字的三位数(2)分3步进行分析:①、先选百位,百位可以在1、2、3、4、5中任选1个,则百位有5种选法, ②、再选十位,十位可以在0、1、2、3、4、5中任选1个,则十位有6种选法, ③、最后分析个位,个位可以在0、1、2、3、4、5中任选1个,则个位有6种选法, 则可以组成566180个数字允许重复的三位数;类型三、基本计数原理的综合应用【例1】用0,3,4,5,6排成无重复字的五位数,要求偶数字相邻,奇数字也相邻,则这样的五位数的个数是_________.(用数字作答)【解析】按首位数字的奇偶性分两类:一类是首位是奇数的,有:2323A A ; 另一类是首位是偶数,有:322322()A A A ,则这样的五位数的个数是:2332223322()20A A A A A .故答案为:20.【例2】若自然数n 使得作竖式加法(1)(2)nn n 均不产生进位现象.则称n 为“可连数”.例如:32是“可连数”,因323334不产生进位现象;23不是“可连数”,因232425产生进位现象.那么,小于1000的“可连数”的个数为( )A .27B .36C .39D .48【解析】如果n 是良数,则n 的个位数字只能是0,1,2,非个位数字只能是0,1,2,3(首位不为0),而小于1000的数至多三位,一位的良数有0,1,2,共3个二位的良数个位可取0,1,2,十位可取1,2,3,共有339个三位的良数个位可取0,1,2,十位可取0,1,2,3,百位可取1,2,3,共有34336个.综上,小于1000的“良数”的个数为393648个,故选:D .【例3】用0,1,2,3,4,5这6个数字,可以组成_______个大于3000,小于5421的数字不重复的四位数.【解析】分四类:①千位数字为3,4之一时,百十个位数只要不重复即可,有352120A 个;②千位数字为5时,百位数字为0,1,2,3之一时,有124448A A 个;③千位数字为5时,百位数字是4,十位数字是0,1之一时,有11236A A 个;最后还有5420也满足题意.所以,所求四位数共有120+48+6+1=175个.故答案为 175.【例4】某班新年联欢会原定的6个节目已排成节目单,开演前又增加了3个新节目,如果将这3个节目插入原节目单中,那么不同的插法种数为( )A .504B .210C .336D .120 【解析】由题意知将这3个节目插入节目单中,原来的节目顺序不变,三个新节目一个一个插入节目单中,原来的6个节目形成7个空,在这7个位置上插入第一个节目,共有7种结果,原来的6个和刚插入的一个,形成8个空,有8种结果,同理最后一个节目有9种结果 根据分步计数原理得到共有插法种数为789504,故选:A .【例5】用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( ) A .324 B .328 C .360 D .648【解析】由题意知本题要分类来解,当尾数为2、4、6、8时,个位有4种选法, 因百位不能为0,所以百位有8种,十位有8种,共有884256当尾数为0时,百位有9种选法,十位有8种结果,共有98172根据分类计数原理知共有25672328故选:B .专题2 排队问题例1.记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不排在两端,不同的排法共有( )A .1440种B .960种C .720种D .480种【解析】可分3步.第一步,排两端,从5名志愿者中选2名有2520A =种排法,第二步,2位老人相邻,把2个老人看成整体,与剩下的3名志愿者全排列,有4424A =种排法,第三步,2名老人之间的排列,有222A =种排法 最后,三步方法数相乘,共有20242960⨯⨯=种排法,故选:B .例2.12名同学合影,站成前排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,则不同调整方法的总数是( )A .2283C AB .2686C A C .2286C AD .2285C A【解析】从后排8人中选2人共28C 种选法,这2人插入前排4人中且保证前排人的顺序不变,则先从4人中的5个空挡插入一人,有5种插法;余下的一人则要插入前排5人的空挡,有6种插法,∴为26A ,故选:C .例3.10名同学进行队列训练,站成前排3人后排7人,现体育教师要从后排7人中抽2人调整到前排,若其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的总数为( )A .2575C AB .2275C A C .2273C AD .2274C A【解析】由题意知本题是一个分步计数问题,首先从后排的7人中选出2人,有27C 种结果,再把两个人在5个位置中选2个位置进行排列有25A ,∴不同的调整方法有2275C A ,故选:B .例4.在数字1,2,3与符号+,-五个元素的所有全排列中,任意两个数字都不相邻的全排列个数是( )A .6B .12C .24D .18【解析】在数字1,2,3与符号“+”,“ -”五个元素的所有全排列中,先排列1,2,3,有336A =种排法,再将“+”,“ -”两个符号插入,有222A =种方法,共有12种方法,故选:B . 例5.5男4女站成一排,分别指出满足下列条件的排法种数(1)甲站正中间的排法有( )种,甲不站在正中间的排法有( )种.(2)甲、乙相邻的排法有( )种,甲乙丙三人在一起的排法有 种.(3)甲站在乙前的排法有( )种,甲站在乙前,乙站在丙前(不要求一定相邻)的排法有( )种,丙在甲乙之间(不要求一定相邻)的排法有( )种.(4)甲乙不站两头的排法有( )种,甲不站排头,乙不站排尾的排法种有( )种. (5)5名男生站在一起,4名女生站在一起的排法有( )种.(6)女生互不相邻的排法有( )种,男女相间的排法有( )种.(7)甲与乙、丙都不相邻的排法有( )种.(8)甲乙之间有且只有4人的排法有( )种.【解析】(1)甲站正中间的排法有8!,甲不站在正中间的排法有88⨯!;(2)甲、乙相邻的排法有28⨯!,甲乙丙三人在一起的排法有67⨯!;(3)甲站在乙前的排法有192!,甲站在乙前,乙站在丙前(不要求一定相邻)的排法有196!,丙在甲乙之间(不要求一定相邻)的排法有193!; (4)甲乙不站两头的排法有2777A A ;甲不站排头,乙不站排尾的排法有9!28-⨯!7+!;(5)5名男生站在一起,4名女生站在一起的排法有25⨯!4⨯!;(6)女生互不相邻的排法有5!46A ⨯;男女相间的排法有5!4⨯!;(7)甲与乙、丙都不相邻的排法有9!28-⨯!227⨯+⨯!;(8)甲乙之间有且只有4人的排法,捆绑法.4724A ⨯⨯!.例6.三个女生和五个男生排成一排.(1)如果女生必须全排在一起,可有多少种不同的排法?(2)如果女生必须全分开,可有多少种不同的排法?(3)如果两端都不能排女生,可有多少种不同的排法?(4)如果两端不能都排女生,可有多少种不同的排法?(5)甲必须在乙的右边,可有多少种不同的排法?【解析】(1)因为三个女生必须排在一起,所以可以先把她们看成一个整体,这样同五个男生合在一起共有六个元素,排成一排有66A 种不同排法.对于其中的每一种排法,三个女生之间又都有33A 种不同的排法,因此共有63634A A = 320种不同的排法. (2)要保证女生全分开,可先把五个男生排好,每两个相邻的男生之间留出一个空位,这样共有四个空位,加上两端两个男生外侧的两个位置,共有六个位置,再把三个女生插入这六个位置中,只要保证每个位置至多插入一个女生,就能保证任意两个女生都不相邻.由于五个男生排成一排有55A 种不同的排法,对于其中任意一种排法,从上述六个位置中选出三个来让三个女生插入都有36A 种方法,因此共有535614A A = 400种不同的排法. (3)因为两端不能排女生,所以两端只能挑选五个男生中的两个,有25A 种排法,对于其中的任意一种排法,其余六位都有66A 种排法,所以共有25A 6614A = 400种不同的排法. (4)三个女生和五个男生排成一排有88A 种排法,从中扣去两端都是女生的排法2636A A 种,就能得到两端不都是女生的排法种数,因此共有82683636A A A -= 000种不同的排法. (5)甲必须在乙的右边即为所有排列的221A ,因此共有8822120A A = 160种不同的排法. 例7.三个女生和五个男生排成一排. (1)如果女生须全排在一起,有多少种不同的排法?(2)如果女生必须全分开,有多少种不同的排法?(3)如果两端都不能排女生,有多少种不同的排法?(4)如果男生按固定顺序,有多少种不同的排法?(5)如果三个女生站在前排,五个男生站在后排,有多少种不同的排法?【解析】(1)女须全排在一起,把3个女生捆绑在一起看做一个复合元素,再和5个男生全排,故有36364320A A =种; (2)女生必须全分开,先排男生形成了6个空中,插入3名女生,故有535614400A A =种; (3)两端都不能排女生,从男生中选2人排在两端,其余的全排,故有265614400A A =种; (4)男生按固定顺序,从8个位置中,任意排3个女生,其余的5个位置男生按照固定顺序排列,故有38336A =种,(5)三个女生站在前排,五个男生站在后排,3535720A A =种 例8.三个女生和四个男生排成一排.(1)如果女生必须全排在一起,有多少种不同的排法?(2)如果女生必须全分开,有多少种不的排法?(3)如果两端都不能排女生,有多少种不同的排法?(4)如果两端不能都排女生,有多少种不同的排法?(5)如果最高的站中间,两边均按从高到低排列,有多少种不同的排法?(6)如果四个男同学按从高到低排列,有多少种不同的排法?【解析】(1)根据题意,用捆绑法,3名女生看为一个整体,考虑其顺序有33A 种情况,再将其与4名男生进行全排列,有55A 种情况,则共有5353720A A ⨯=种排法; (2)用插空法,先将4名男生全排列,有44A 种情况,排好后,有5个空位,在其中任选3个,安排3名女生,有35A 种情况,则共有43451440A A =种排法; (3)在4名男生中任取2人,安排在两端,有242C 种情况,再将剩余的5人安排在中间的5个位置,有55A 种情况,则共有254521440C A ⨯=种排法; (4)用排除法,7人进行全排列,有77A 种排法,两端都站女生,即先在3名女生中任取2人,再将剩余的5人安排在其他5个位置,有2535A A种站法,则共有7257354320A A A -=种排法; (5)只需将最高的人放在中间,在剩余的6人中任取3人放在左边,其他的3人放在右边,由于顺序固定,则左右两边只有一种排法,则有3620C =种排法; (6)先在7个位置中安排3名女生,有37A 种排法,剩余4个位置安排4名男生,有2种情况,则有372420A =种排法. 例9.现有8个人(5男3女)站成一排.(1)女生必须排在一起,共有多少种不同的排法?(2)其中甲必须站在排头有多少种不同排法?(3)其中甲、乙两人不能排在两端有多少种不同的排法?(4)其中甲、乙两人不相邻有多少种不同的排法?(5)其中甲在乙的左边有多少种不同的排法?(6)其中甲乙丙不能彼此相邻,有多少种不同排法?(7)男生在一起,女生也在一起,有多少种不同排法?(8)第3和第6个排男生,有多少种不同排法?(9)甲乙不能排在前3位,有多少种不同排法?(10)女生两旁必须有男生,有多少种不同排法?【解析】(1)根据题意,先将3名女生看成一个整体,考虑三人之间的顺序,有33A 种情况,将这个整体与5名男生全排列,有66A 种情况,则女生必须排在一起的排法有3636A A 种; (2)根据题意,甲必须站在排头,有2种情况,将剩下的7人全排列,有77A 种情况, 则甲必须站在排头有772A 种排法;(3)根据题意,将甲乙两人安排在中间6个位置,有26A 种情况,将剩下的6人全排列,有66A 种情况,则甲、乙两人不能排在两端有2666A A 种排法;(4)根据题意,先将出甲乙之外的6人全排列,有66A 种情况,排好后有7个空位,则7个空位中,任选2个,安排甲乙二人,有27A 种情况,则甲、乙两人不相邻有2676A A 种排法;(5)根据题意,将8人全排列,有88A 种情况, 其中甲在乙的左边与甲在乙的右边的情况数目相同,则甲在乙的左边有8812A 种不同的排法; (6)根据题意,先将出甲乙丙之外的5人全排列,有55A 种情况,排好后有6个空位,则6个空位中,任选3个,安排甲乙丙三人,有36A 种情况,其中甲乙丙不能彼此相邻有5356A A 种不同排法; (7)根据题意,先将3名女生看成一个整体,考虑三人之间的顺序,有33A 种情况, 再将5名男生看成一个整体,考虑5人之间的顺序,有55A 种情况,将男生、女生整体全排列,有22A 种情况,则男生在一起,女生也在一起,有235235A A A 种不同排法; (8)根据题意,在5个男生中任选2个,安排在第3和第6个位置,有222525C A A =种情况, 将剩下的6人全排列,有66A 种情况,则第3和第6个排男生,有2656A A 种不同排法; (9)根据题意,将甲乙两人安排在后面的5个位置,有25A 种情况,将剩下的6人全排列,有66A 种情况,甲乙不能排在前3位,有2656A A 种不同排法?(10)根据题意,将5名男生全排列,有55A 种情况,排好后除去2端有4个空位可选,在4个空位中任选3个,安排3名女生,有34A 种情况,则女生两旁必须有男生,有5354A A 种不同排法.专题3 数字问题例1.由0,1,2,3,4,5这6个数字可以组成五位没有重复数字的奇数个数为( ) A .288 B .360 C .480 D .600【解析】根据题意,末位数字可以为1、3、5,有13A 种取法,首位数字不能为0,有14A 种取法,再选3个数字,排在中间,有34A 种排法,则五位奇数共有113344288A A A =,故选:A . 例2.用0、1、2、3、4、5这六个数字,组成数字不重复且大于3000,小于5421的四位数有( )个A .175B .174C .180D .185【解析】分以下三种情况讨论:①首位数字为3或4,则后面三个数位上的数随便选择,此时,符合条件的数的个数为352120A =;②首位数字为5,百位数字不是4,则百位数字可以在0、1、2、3中随便选择一个,后面两个数位上的数没有限制,此时,符合条件的数的个数为124448C A =;③首位数字为5,百位数字为4,则符合条件的数有5401、5402、5403、5410、5412、5413、5420,共7个.综上所述,大于3000,小于5421的四位数的个数为120487175++=.故选:A.例3.将数字1、1、2、2、3、3、4、4排成四行两列,要求每行的数字互不相同,每列的数字也互不相同,则不同的排列方法共有( )A .216B .72C .266D .274【解析】由于每行的数字互不相同,每列的数字也互不相同,则第一行数字是1、2、3、4的全排列,共44A 种,现考虑第一行数字的排列为()1,2,3,4, 则第二行数字的排列可以是:()2,1,4,3、()2,3,4,1、()2,4,1,3、()3,1,4,2、()3,4,1,2、()3,4,2,1、()4,1,2,3、()4,3,1,2、()4,3,2,1,共9种.由分步乘法计数原理可知,不同的排列方法共有449924216A =⨯=种.故选:A.例4.由0,1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字的五位数,且是奇数,其中恰有两个数字是偶数,则这样的五位数的个数为( ).A .7200B .6480C .4320D .5040【解析】第一类,偶数数字取0先从1,3,5,7,9中取3个奇数,从2,4,6,8中取1个偶数,有315440C C =中取法,然后将个位数排一个奇数,十位、百位、千位选一个出来排0,剩下3个数字全排列,即有11333354A A A =种排法所以本类满足条件的五位数有4054=2160⨯个第二类,偶数数字不取0,先从1,3,5,7,9中取3个奇数,从2,4,6,8中取2个偶数,有325460C C =中取法,然后将个位数排一个奇数,剩下4个数字全排列,即有143472A A =种排法,所以本类满足条件的五位数有6072=4320⨯个综上:这样的五位数个数为2160+4320=6480,故选:B例8.2016里约奥运会期间,小赵常看的6个电视频道中有2个频道在转播奥运比赛,若小赵这时打开电视,随机打开其中一个频道,若在转播奥运比赛,则停止换台,否则就进行换台,那么,小赵所看到的第三个电视台恰好在转播奥运比赛的不同情况有( )A .6种B .24种C .36种D .42种【解析】解:第一步从4个没转播的频道选出2个共有24A 种,再把2个报道的频道选1个有12A 种,根据分步计数原理小赵所看到的第三个电视台恰好在转播奥运比赛的不同情况有214224A A =种.故选:B . 例5.2019年10月1日,中华人民共和国成立70周年,举国同庆.将2,0,1,9,10这5个数字按照任意次序排成一行,拼成一个6位数,则产生的不同的6位数的个数为( )A .72B .84C .96D .120【解析】先选择一个非0数排在首位,剩余数全排列,共有144496C A ⋅=种,其中1和0排在一起形成10和原来的10有重复,考虑1和0相邻时,且1在0的左边,和剩余数字共有4!=24种排法,其中一半是重复的,故此时有12种重复.故共有961284-=种.故选:B.例6.由0,1,2,3,5组成的无重复数字的五位偶数共有( )A .36个B .42个C .48个D .120个【解析】分两类:一、若五位数的个位数是0,则有1432124n =⨯⨯⨯=种情形;二、若五位数的个位数是2,由于0不排首位,因此只有1,3,5有3种情形,中间的三个位置有3216⨯⨯=种情形,依据分步计数原理可得23618n =⨯=种情形.由分类计数原理可得所有无重复五位偶数的个数为12241842n n n =+=+=,应选B . 例7.现有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十个数字.(1)可以组成多少个无重复数字的三位数?(2)组成无重复数字的三位数中,315是从小到大排列的第几个数?(3)可以组成多少个无重复数字的四位偶数?(4)选出一个偶数和三个奇数,组成无重复数字的四位数,这样的四位数共有多少个? (5)如果一个数各个数位上的数字从左到右按由大到小的顺序排列,则称此正整数为“渐减数”, 那么由这十个数字组成的所有“渐减数”共有多少个?【解析】(1)由题意,无重复的三位数共有1299972648A A =⨯=个;(2)当百位为1时,共有299872A =⨯=个数;当百位为2时,共有299872A =⨯=个数;当百位为3时,共有118412A A +=个数,所以315是第727212156++=个数;(3)无重复的四位偶数,所以个位必须为0,2,4,6,8,千位上不能为0,当个位上为0时,共有39504A =个数;当个位上是2,4,6,8中的一个时,共有1218841792A A A =个数,所以无重复的四位偶数共有50417922296+=个数;(4)当选出的偶数为0时,共有1335180A A =个数,当选出的偶数不为0时,共有134454960C C A =个数,所以这样的四位数共有9601801140+=个数;(5)当挑出两个数时,渐减数共有210C 个,当挑出三个数时,渐减数共有310C 个,⋅⋅⋅,当挑出十个数时,渐减数共有1010C 个,所以这样的数共有23101001101010101021013C C C C C ++⋅⋅⋅+=--=个. 例8.用0,1,2,3,4这五个数字,可以组成没有重复数字的:(1)三位偶数有多少个?(2)能被3整除的三位数有多少个?(3)可以组成多少个比210大的三位数?【解析】(1)个位是0时,有2412A =个;个位是2时,有339⨯=个;个位是4时,有339⨯=个.故共有30个三位偶数.(2)能被3整除的三位数的数字组成共有:0,1,2;0,2,4;1,2,3;2,3,4四种情况.共有:12123322223320C A C A A A ⨯+⨯++=个.(3)当百位是2时,共有112328A A ⨯+=个;当百位是3时,共有2412A =个;当百位是4时,共有2412A =个;故共有32个.专题4 分堆问题例1.现安排甲、乙、丙、丁、戊5名同学参加2022年杭州亚运会志愿者服务活动,有翻译、导游、礼仪、司机四项工作可以安排,以下说法正确的是( )A .每人都安排一项工作的不同方法数为54B .每人都安排一项工作,每项工作至少有一人参加,则不同的方法数为4154A CC .如果司机工作不安排,其余三项工作至少安排一人,则这5名同学全部被安排的不同方法数为()3122352533C C C C A +D .每人都安排一项工作,每项工作至少有一人参加,甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙、丁、戊都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是1232334333C C A C A + 【解析】①每人都安排一项工作的不同方法数为54,即选项A 错误,②每项工作至少有一人参加,则不同的方法数为2454C A ,即选项B 错误,③如果司机工作不安排,其余三项工作至少安排一人,则这5名同学全部被安排的不同方法数为:(312252532222C C C C A A +)33A ,即选项C 错误, ④分两种情况:第一种,安排一人当司机,从丙、丁、戊选一人当司机有13C ,从余下四人中安排三个岗位1112342322C C C A A , 故有231231111324334322=C C C A C C A A C ;第二种情况,安排两人当司机,从丙、丁、戊选两人当司机有23C ,从余下三人中安排三个岗位33A ,故有2333C A ;所以每项工作至少有一人参加,甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙、丁、戊都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是1232334333C C A C A +, 即选项D 正确,故选:D .例2.我省5名医学专家驰援湖北武汉抗击新冠肺炎疫情现把专家全部分配到A ,B ,C 三个集中医疗点,每个医疗点至少要分配1人,其中甲专家不去A 医疗点,则不同分配种数为( )A .116B .100C .124D .90【解析】根据已知条件,完成这件事情可分2步进行:第一步:将5名医学专家分为3组①若分为3,1,1的三组,有3510C =种分组方法;②若分为2,2,1的三组,有22532215C C A =种分组方法,故有101525+=种分组方法. 第二步:将分好的三组分别派到三个医疗点,甲专家不去A 医疗点,可分配到,B C 医疗点中的一个,有122C =种分配方法, 再将剩余的2组分配到其余的2个医疗点,有222A =种分配方法,则有224⨯=种分配方法.根据分步计数原理,共有254100=⨯种分配方法.故选:B . 例3.高二年级计划假期开展历史类班级研学活动,共有6个名额,分配到历史类5个班级(每个班至少0个名额,所有名额全部分完).(1)共有多少种分配方案?(2)6名学生确定后,分成A 、B 、C 、D 四个小组,每小组至少一人,共有多少种方法? (3)6名学生来到武汉火车站.火车站共设有3个“安检”入口,每个入口每次只能进1个旅客,求6人进站的不同方案种数.【解析】(1)由题意得:问题转化为不定方程12345=6x x x x x ++++的非负整数解的个数, ∴方程又等价于不定方程12345=11x x x x x ++++的正整数解的个数,利用隔板原理得:方程正整数解的个数为410210C =,∴共有210种分配方案.(2))先把6名学生按人数分成没有区别的4组,有2类:1人,1人,1人,3人和1人,1人,2人,2人,再把每一类中的人数分到A 、B 、C 、D 四个小组.第一种分法:1人,1人,1人,3人,有3464480C A =种方法;第二种分法:1人,1人,2人,2人,有221146421422221080C C C C A A A ⨯⨯=种方法.共有48010801560+=种方法.(3)每名学生有3种进站方法,分步乘法计数原理得6人进站有63729=种不同的方案. 例4.从6名男医生和3名女医生中选出5人组成一个医疗小组,请解答下列问题:(1)如果这个医疗小组中男女医生都不能少于2人,共有多少种不同的建组方案?(用数字作答)(2)男医生甲要担任医疗小组组长,所以必选,而且医疗小组必须男女医生都有,共有多少种不同的建组方案?(3)男医生甲与女医生乙不被同时选中的概率.(化成最简分数)【解析】(1)由题可能的情况有男医生3人女医生2人和男医生2人女医生3人,共3223636375C C C C +=种不同的建组方案.(2)由题,除开男医生甲后不考虑必须男女医生都有的建组方案共488765701234C ⨯⨯⨯==⨯⨯⨯种,其中只有男医生的情况数有455C =,不可能存在只有女医生的情况.故共有70565-=种不同的建组方案.(3)由题, 男医生甲与女医生乙被同时选中的概率为375935512618C C ==.故男医生甲与女医生乙不被同时选中的概率为51311818-=. 例5.现有5本书和3位同学,将书全部分给这三位同学.(1)若5本书完全相同,每个同学至少有一本书,共有多少种分法?(2)若5本书都不相同,共有多少种分法?(3)若5本书都不相同,每个同学至少有一本书,共有多少种分法?【解析】(1)根据题意,若5本书完全相同,将5本书排成一排,中间有4个空位可用,在4个空位中任选2个,插入挡板,有246C =种情况,即有6种不同的分法; (2)根据题意,若5本书都不相同,每本书可以分给3人中任意1人,都有3种分法, 则5本不同的书有5333333243⨯⨯⨯⨯==种;(3)根据题意,分2步进行分析:①将5本书分成3组,若分成1、1、3的三组,有31522210C C A =。
与与与与与与与与与与与与与与与与排列组合是数学中常见的一种概念,在计算机科学、统计学、概率论等领域也有广泛的应用。
常见的题型包括:
1.组合问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有方案数。
解法:C(n,m)=n!/m!(n-m)!
2.排列问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有排列数。
解法:A(n,m)=n!/(n-m)!
3.组合排列问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品,且有序排列的所有方案数。
解法:H(n,m)=n!/(n-
m)!m!
4.组合数反推:已知组合数 C(n,m),求出 n 和 m
的值。
解法:通过枚举法进行求解。
5.组合问题中的变化:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有方案数,其中有 k
个物品是必选的。
解法:C(n-k,m-k)
6.排列问题中的变化:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有排列数,其中有 k
个物品是必选的。
解法:A(n-k,m-k)
7.带有限制条件的组合问题:求出从总共 n 个物品中。
排列组合题型总结
知识回顾
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步骤如下:
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.
典型例题讲解及思维拓展
一.直接法(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.
变式拓展
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.
变式拓展
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
例3.一晚会的节目有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?
变式拓展
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
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?
变式拓展
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
例5.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?
变式拓展
1. 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
2. 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
六.环排问题直排策略
例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法?
如果在圆周上m 个不同的位置编上不同的号码,那么从n 个不同的元素的中选取m 个不同的元素排在圆周上不同的位置,这种排列和直线排列是相同的;如果从n 个不同的元素的中选取m 个不同的元素排列在圆周上,位置没有编号,元素间的相对位置没有改变,不计顺逆方向,这种排列和直线排列是不同的,这就是环形排列的问题.一个m 个元素的环形排列,相当于一个有m 个顶点的多边形,沿相邻两个点的弧线剪断,再拉直就是形成一个直线排列,即一个m 个元素的环形排列对应着m 个直线排列,设从n 个元素中取出m 个元素组成的环形排列数为N 个,则对应的直线排列数为mN 个,又因为从n 个元素中取出m 个元素的排成一排的排列数为m
n A 个,所以m
n mN A =,所以m n A N m
=.
即从n个元素中取出m个元素组成的环形排列数为
m
n
A
N
m =.
n个元素的环形排列数为
!
(1)!
n
n
A n
N n
n n
===-
变式拓展
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
例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法
变式拓展
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
例8.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.
变式拓展
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.小集团问题先整体后局部策略
例9.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在1,5在两个奇数之间,这样的五位数有多少个?(注:两个偶数2,4在两个奇数1,5之间,这是题意,说这个结构不能被打破,故3只能排这个结构的外围,也就是说要把这个结构看成一个整体与3进行排列).
变式拓展
1.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
2. 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
例10.有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?
变式拓展
10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法?
2.100x y z w +++=求这个方程组的自然数解的组数。
十一.正难则反总体淘汰策略
例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种?
变式拓展
我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的 抽法有多少种?
十二.平均分组问题除法策略
例12. 6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
变式拓展
1 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法?( )
2.10名学生分成3组,其中一组4人, 另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少种不同的分组方法 ( )
3.某校高二年级共有六个班级,现从外地转 入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2名,则不同的安排方案种数为______
十三. 合理分类与分步策略
例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法?
变式拓展
1.从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座谈会,若这4人中必须既有男生又有女生,则不同的选法共有多少种?
2. 3成人2小孩乘船游玩,1号船最多乘3人, 2号船最多乘2人,3号船只能乘1人,他们任选2只船或3只船,但小孩不能单独乘一只船, 这3人共有多少乘船方法.
十四.构造模型策略
例14. 马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不能关掉相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种?
变式拓展
某排共有10个座位,若4人就坐,每人左右两边都有空位,那么不同的坐法有多少种?
十五.实际操作穷举策略
例15.设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号1,2,3,4,5的五个盒子,现将5个球投入这五个盒子内,要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的编号与盒子的编号相同,有多少投法
变式拓展
1.同一寝室4人,每人写一张贺年卡集中起来,然后每人各拿一张别人的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有多少种?
2.给图中区域涂色,要求相邻区域不同色,现有4种可选颜色,则不同的着色方法有()种十六. 分解与合成策略
例16. 30030能被多少个不同的偶数整除
变式拓展
正方体的8个顶点可连成多少对异面直线.(是连成异面直线,所以包括对角线)
十七.化归策略
例17. 25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的选法有多少种?
变式拓展
某城市的街区由12个全等的矩形区组成,其中实线表示马路,从A走到B的最短路径有多少种?
十八.数字排序问题查字典策略
例18.由0,1,2,3,4,5六个数字可以组成多少个没有重复的比324105大的数?
变式拓展
用0,1,2,3,4,5这六个数字组成没有重复的四位偶数,将这些数字从小到大排列起来,第71个数是
十九.树图策略
例19.3人相互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过5次传求后,球仍回到甲的手中,则不同的传球方式有______
变式拓展
i )的不同坐分别编有1,2,3,4,5号码的人与椅,其中i号人不坐i号椅(1,2,3,4,5
法有多少种?
二十.复杂分类问题表格策略
例20.有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A、B、C、D、E五个字母,现从中取5只,要求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法。