6302排列组合问题的转化方法
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排列组合的二十种解法(最全的排列组合方法总结)教学目标:1.理解和应用分类计数原理和分步计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略,能够解决简单的综合应用题,提高解决问题和分析问题的能力。
3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题。
复巩固: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m1种不同的方法,在第2类办法中有m2种不同的方法。
在第n类办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+。
+mn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N=m1×m2×。
×mn种不同的方法。
3.分类计数原理和分步计数原理的区别: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.确定采取分步还是分类,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)还是组合问题(无序),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的五位奇数。
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C3,然后排首位共有C4,最后排其它位置共有A4^3.由分步计数原理得C4×C3×A4^3=288.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。
教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。
提高学生解决问题分析问题的能力3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题. 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,同时对相邻元素内部进行自排。
排列组合问题的20 种解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。
复习巩固分类计数原理 ( 加法原理 )完成一件事,有类办法,在第 1 类办法中有种不同的方法,在第 2 类办法中有种不同的方法,,在第类办法中有种不同的方法,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,需要分成个步骤,做第 1 步有种不同的方法,做第 2 步有种不同的方法,,做第步有种不同的方法,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.先排末位共有然后排首位共有最后排其它位置共有由分步计数原理得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.再解: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,与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。
提高学生解决问题分析问题的能力3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题. 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,同时对相邻元素内部进行自排。
ng教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。
提高学生解决问题分析问题的能力3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题.复习巩固1.分类计数原理(加法原理)完成一件事,有类办法,在第1类办法中有种不同的方法,在第2类办法中有种不同的n1m2m 方法,…,在第类办法中有种不同的方法,那么完成这件事共有:nnm12nN 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,需要分成个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,n1m2m …,做第步有种不同的方法,那么完成这件事共有:nnm12nN 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,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。
排列组合常见21种解题方法排列组合是高中数学中的重要知识点,也是考试中常见的题型。
在解决排列组合问题时,我们可以运用多种方法来求解,下面将介绍常见的21种解题方法。
1. 直接法,根据排列组合的定义,直接计算排列或组合的个数。
2. 公式法,利用排列组合的公式进行计算,如排列公式P(n,m)=n!/(n-m)!,组合公式C(n,m)=n!/(m!(n-m)!)。
3. 递推法,通过递推关系式求解排列组合问题,如利用排列数的递推关系P(n,m)=P(n-1,m)+P(n-1,m-1)。
4. 分类讨论法,将问题进行分类讨论,分别求解每种情况的排列组合个数,然后合并得出最终结果。
5. 组合数性质法,利用组合数的性质,如C(n,m)=C(n,n-m),C(n,m)=C(n-1,m)+C(n-1,m-1),简化计算过程。
6. 二项式定理法,利用二项式定理展开式子,求解排列组合问题。
7. 二项式系数法,利用二项式系数的性质,如n个不同元素的排列个数为n!,n个相同元素的排列个数为1,简化计算过程。
8. 容斥原理法,利用容斥原理求解排列组合问题,排除重复计算的部分。
9. 对称性法,利用排列组合的对称性质,简化计算过程。
10. 逆向思维法,从问题的逆向思考,求解排列组合问题。
11. 生成函数法,利用生成函数求解排列组合问题,将排列组合问题转化为多项式求解。
12. 构造法,通过构造合适的排列组合模型,求解问题。
13. 图论法,将排列组合问题转化为图论问题,利用图论算法求解。
14. 动态规划法,利用动态规划算法求解排列组合问题,降低时间复杂度。
15. 贪心算法法,利用贪心算法求解排列组合问题,简化计算过程。
16. 模拟法,通过模拟排列组合过程,求解问题。
17. 枚举法,将所有可能的排列组合情况列举出来,求解问题。
18. 穷举法,通过穷举所有可能的情况,求解问题。
19. 数学归纳法,利用数学归纳法证明排列组合的性质,求解问题。
排列组合二十种解法(最全排列组合方法总结)教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。
2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。
提高学生解决问题分析问题的能力3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题. 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,同时对相邻元素内部进行自排。
解排列组合题的两种方法一、基本计数原理与排列组合公式法基本计数原理是解排列组合题最基本的方法之一,通过分步骤求解问题中的每个小步骤,然后将结果相乘来得到最终的答案。
排列组合公式法是另一种常见的解题方法,通过应用排列组合计算公式来解决问题。
在排列组合问题中,我们经常会遇到排列数、组合数、多重集合的排列与组合等问题。
下面通过几个具体的例子来说明这两种方法的应用。
例1:有5个不同的球,将其放入3个不同的盒子中,要求每个盒子至少放一个球。
问有多少种放法?基本计数原理方法:1.第一个球有3种放置方法,放入三个盒子中的任一个;2.第二个球有3种放置方法,放入三个盒子中的任一个;3.第三个球有3种放置方法,放入三个盒子中的任一个;4.第四个球有3种放置方法,放入三个盒子中的任一个;5.第五个球有3种放置方法,放入三个盒子中的任一个。
根据基本计数原理,将每个步骤的种类数相乘,即可得到最终的答案:3×3×3×3×3=3^5=243排列组合公式法:将问题转化为将5个球放进3个盒子中,每个盒子可以为空的情况下根据排列组合公式,可以得到答案:C(5+3-1,3-1)=C(7,2)=7!/(2!×5!)=7×6/(2×1)=21例2:由4个字母A、B、C、D组成2位或3位的字母排列。
基本计数原理方法:有两种情况:1.2位字母排列:第一位字母有4种选择,第二位字母有3种选择,共有4×3=12种排列;2.3位字母排列:第一位字母有4种选择,第二位字母有3种选择,第三位字母有2种选择,共有4×3×2=24种排列。
根据基本计数原理,将每个情况的种类数相加,即可得到最终的答案:12+24=36种排列。
排列组合公式法:将问题转化为选择2位字母排列和选择3位字母排列两种情况根据排列组合公式,可以得到答案:P(4,2)+P(4,3)=4!/2!+4!/1!=12+24=36种排列。
排列组合问题基本类型及解题⽅法排列组合问题的基本模型及解题⽅法导语:解决排列组合问题要讲究策略,⾸先要认真审题,弄清楚是排列(有序)还是组合(⽆序),还是排列与组合混合问题。
其次,要抓住问题的本质特征,准确合理地利⽤两个基本原则进⾏“分类与分步”。
加法原理的特征是分类解决问题,分类必须满⾜两个条件:①类与类必须互斥(不相容),②总类必须完备(不遗漏);乘法原理的特征是分步解决问题,分步必须做到步与步互相独⽴,互不⼲扰并确保连续性。
分类与分步是解决排列组合问题的最基本的思想策略,在实际操作中往往是“步”与“类”交叉,有机结合,可以是类中有步,也可以是步中有类,以上解题思路分析,可以⽤顺⼝溜概括为:审明题意,排(组)分清;合理分类,⽤准加乘;周密思考,防漏防重;直接间接,思路可循;元素位置,特殊先⾏;⼀题多解,检验真伪。
注意以下⼏点:1、解排列组合应⽤题的⼀般步骤为:①什么事:明确要完成的是⼀件什么事(审题);②怎么做:分步还是分类,有序还是⽆序。
2、解排列组合问题的思路(1)两种思路:直接法,间接法。
(2)两种途径:元素分析法,位置分析法。
3、基本模型及解题⽅法:(⼀)、元素相邻问题(1)、全相邻问题,捆邦法例1、6名同学排成⼀排,其中甲,⼄两⼈必须排在⼀起的不同排法有( C )种。
A 、720B 、360C 、240D 、120说明:从上述解法可以看出,所谓“捆邦法”,就是在解决对于某⼏个元素要求相邻问题时,可以整体考虑将相邻元素视作⼀个“⼤”元素。
(2)、全不相邻问题插空法例2、要排⼀张有6个歌唱节⽬和4个舞蹈节⽬的演出节⽬单,任何两个舞蹈节⽬不得相邻,问有多少不同的排法,解:先将6个歌唱节⽬排好,其中不同的排法有6!,这6个节⽬的空隙及两端共有七个位置中再排4个舞蹈节⽬有47A 种排法,由乘法原理可知,任何两个舞蹈节⽬不得相邻的排法为4676A A 种例3、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A 、1800B 、3600C 、4320D 、5040解:不同排法的种数为5256A A =3600,故选B说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它隔开,此类问题可以先将其它元素排好,再将特殊元素插⼊,故叫插空法。
有些排列组合问题,直接考虑不易解决,分类讨论又十分麻烦,如果运用转化思想,转换角度,将其转化为等价的问题,不但能拓宽思路,还能避繁就简,变难为易.
1.转换角色
有些排列组合题,从表面上看是可重复元素的问题,若交换元素与位置的关系,就可以化为相异元素的排列组合问题.
例1 有两个a ,三个b ,四个c 共九个字母排成一排,有多少种排法?
练习:(1)一排6张椅子上坐3人,每2人之间至少有一张空椅子,求共有多少种不同的坐法?
(2)有6个座位连成一排,现安排3人就坐,其中恰有两个空位相连的不同的坐法有多少种?
2.换位思考
把过程与结果换位思考,可以使问题更易操作.
例2 某人射击8枪,共命中4枪,并且这4枪中有且仅有3枪连中,那么对于该人射击8枪,按“中”与“不中”报告结果,不同的结果共有多少种?
练习:(1)马路上有编号为1,2,3,…,8,9的九只路灯,为节约用电,可以把其中的三只路灯
关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉两端的路灯,满足条件的关灯方法有多少种?
(2)从1,2,3,…,2000这两千个自然数中,取出10个互不相邻的自然数,有多少种方法?
3.化归处理
通过构造模型可以将陌生问题,转化为常见题型的方法来处理。
例3 6人带10瓶汽水参加春游,每人至少带1瓶汽水,有多少种不同的带法?
练习:(1)求方程10=++z y x 的正整数解的个数。
(2)有9名实习老师准备分到高二年级的6个班中实习,每班至少1名,共有多少种不同的分法?
4.构造模型
例 4 共10级台阶,一人准备用8步走完,每步可走一级、二级或三级,共有多少种不同的走法?
练习:甲、乙两队各出7名队员,按事先排好的顺序出场参加围棋擂台赛,双方先由1号队员比赛,
负者淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,…,直到有一方队员全被淘汰为止,另一方获胜,形成一种比赛过程,那么所有可能出现的比赛过程有多少种?
☆5.转换说法
转换语言和变换说法,可以把比较隐晦的问题转化为直观问题,把抽象问题转化为具体的问题. 例5 已知集合A 和集合B 各含有12个元素,A ∩B 含有4个元素,试求同时满足下列两个条件的集合C 的个数.
(1)C ⊂A ∪B ,且C 中含有3个元素;
(2)C ∩A ≠Φ(Φ表示空集).
等价说法1
集合A 有12个元素,集合B 有8个元素,且A ∩B =Φ,求在集合A ∪B 中取3个元素,其中至少含有A 的1个元素构成的集合C 的个数.
为了更形象地理解题意,找出相应的实际问题作为模型,这样更有利于推进问题的解决。
显然,本题与下列实际问题等价.
等价说法2
某建筑队只会瓦工或只会木工的各有8人,同时既会瓦工又会木工的有4人,现从中挑选3人,至少有一人会瓦工,有多少种不同选法?
由于对于集合C 中所含有的集合A 的元素,无需考虑它是否属于A ∩B ,故本题还有另一等价说法.
等价说法3
有男生12人,女生8人,从中选取3人作代表出席一次会议,代表中至少有1名男生,问有多少种选法?
解法1 (分类法)10843121821228112=++C C C C C .
解法2 (排除法) .10843
8320=-C C
即集合C 有1084个。