排列组合应用问题

如何应用排列组合解决实际问题排列组合是组合数学中重要的一个分支，可以用来解决各种实际问题。

它主要研究的是对事物进行选择、排序或分组的方式和方法。

本文将介绍如何应用排列组合解决实际问题，并通过一些例子来说明其应用。

一、排列的应用排列是指从一组事物中按照一定的顺序选取若干个进行排列。

它在实际问题中经常用于确定事件的顺序或次序，如赛车比赛名次的确定、球队比赛对阵的安排等。

例子1：某校有10名学生，要选出3名代表参加比赛。

问有多少种选法？解析：由于选出的代表有顺序之分，所以这是一个排列问题。

根据排列的计算公式，可以得出答案为10P3=10×9×8=720种选法。

例子2：某公司要从5名员工中选取3名代表参加会议，其中一人必须是经理。

问有多少种选法？解析：由于选出的代表有顺序之分，并且经理必须选中，所以这又是一个排列问题。

首先确定经理的选择，只有1种可能；然后从剩余的4名员工中选取2名，共有4P2=12种选法。

因此，总的选择方式为1×12=12种。

二、组合的应用组合是指从一组事物中选取若干个不考虑其顺序的组合方式。

它在实际问题中广泛应用于确定事件的组合、分组等情况，如选课、分组旅行等。

例子3：某班有10名学生，要从中选取5名学生组成一个团队。

问有多少种选法？解析：由于选出的团队不考虑顺序，所以这是一个组合问题。

根据组合的计算公式，可以得出答案为10C5=252种选法。

例子4：某城市有8个景点，旅行团要从中选择3个景点进行游览。

问有多少种选法？解析：由于选出的景点不考虑顺序，所以这又是一个组合问题。

根据组合的计算公式，可以得出答案为8C3=56种选法。

三、排列组合综合应用在实际问题中，有些情况既包含了排列又包含了组合，需要综合运用排列组合的知识来解决。

例子5：某超市有8种水果，要从中选购5种水果放入购物篮中，问有多少种选法？解析：由于选出的水果不考虑顺序，所以这是一个组合问题。

根据组合的计算公式，可以得出答案为8C5=56种选法。

运用排列组合解决实际问题在日常生活中，我们常常会遇到各种各样的问题，有些问题看似复杂，但实际上可以通过排列组合的方法解决。

排列组合是数学中的一个重要概念，它可以帮助我们解决很多实际问题。

本文将探讨一些运用排列组合解决实际问题的例子。

首先，让我们考虑一个经典的问题：在一群人中选出几个人组成小组。

假设有10个人，我们要从中选出3个人组成小组，问有多少种不同的选法？这个问题可以通过排列组合来解决。

首先，我们需要确定选出的3个人的顺序，因此是一个排列问题。

从10个人中选出3个人的排列数可以表示为10P3，即10个人中选出3个人的排列数为10 × 9 × 8 = 720。

然而，由于小组成员的顺序并不重要，我们需要除以3!（3的阶乘）来消除重复计数。

因此，最终的答案是720 / 3! = 120，即有120种不同的选法。

接下来，我们考虑一个更具挑战性的问题：在一家餐厅的菜单中，有5种主菜和3种甜点可供选择。

如果我们要选一道主菜和一道甜点，问有多少种不同的选择方式？这个问题可以通过排列组合的方法解决。

首先，我们需要从5种主菜中选出一种，这是一个组合问题，可以表示为C(5, 1) = 5。

然后，我们需要从3种甜点中选出一种，同样是一个组合问题，可以表示为C(3, 1) = 3。

最后，我们需要将选出的主菜和甜点组合起来，因此有5 × 3 = 15种不同的选择方式。

除了上述问题，排列组合还可以应用于更复杂的实际情境。

例如，在一个班级中，有10个男生和8个女生。

如果我们要选出一个由3个人组成的代表团，其中至少有一个男生和一个女生，问有多少种不同的代表团选择方式？这个问题可以通过排列组合的方法解决。

首先，我们可以计算出所有可能的代表团选择方式，即从18个人中选出3个人的组合数，表示为C(18, 3) = 816。

然后，我们需要减去不符合要求的选择方式，即全是男生或全是女生的选择方式。

全是男生的选择方式有C(10, 3) = 120种，全是女生的选择方式有C(8, 3) = 56种。

排列组合应用举例排列组合是数学中的一个重要概念，它在实际生活中有着广泛的应用。

通过排列组合的计算，我们可以解决很多实际问题，例如概率计算、密码学、组合优化等等。

本文将通过几个具体的例子来说明排列组合在实际生活中的应用。

1. 考试座位安排在学校考试中，为了避免作弊和公平公正地安排考试座位，通常需要进行合理的座位安排。

考虑一个班级有30名学生，需要在一间教室里安排座位。

假设教室有6行5列的座位，那么我们可以通过排列组合来计算共有多少种座位安排方案。

首先，我们需要从30名学生中选择6名学生来坐在第一行，这可以通过组合的方式计算，即C(30, 6)。

然后，从剩下的24名学生中选择5名学生坐在第二行，这可以通过C(24, 5)计算。

以此类推，我们可以计算出将所有30名学生安排到6行5列座位的方案数为：C(30, 6) * C(24, 5) * C(19, 5) * C(14, 5) * C(9, 5) * C(4, 5)这个数值就是可行的座位安排方案数，通过排列组合的计算，我们可以得知一间教室里可以有多少种不同的座位安排方式。

2. 电话号码的组合在电话号码的组合问题中，我们通常需要计算给定一组数字，有多少种不同的电话号码组合方式。

例如，假设电话号码由7个数字组成，每个数字取值范围是0-9。

为了方便理解，我们假设第一个数字不能为0。

那么，第一个数字有9种选择（1-9），第二个数字到第七个数字各有10种选择（0-9）。

因此，将所有数字组合起来的电话号码的组合方式数量为：9 * 10 * 10 * 10 * 10 * 10 * 10通过排列组合的计算，我们可以得到电话号码的组合方式数量，这对于电话号码的生成、处理以及电话号码的统计有着重要的意义。

3. 字符串的排列在计算机科学和密码学中，字符串的排列问题是一个常见的应用。

给定一个字符串，我们需要计算其所有可能的排列方式。

例如，对于字符串"ABC"，其可能的排列方式有"ABC"、"ACB"、"BAC"、"BCA"、"CAB"和"CBA"。

排列组合应用（一）排列解排列问题，首先必须认真审题，明确问题是否是排列问题，那是否有序，抓住问题本质特征，灵活运用基本原理和公式进行分析，同时要讲究一些基本策略与方法技巧。

1、特殊元素的“优先按排法” 。

例1、用0、1、2、3、4 这五个数字，组成没有重复的三位数，其中偶数共有多少？（分析）由于三位数是偶数，故末尾数字必须是偶数，以“ 0”不能排在首位，所以“ 0”就是其中特殊元素，优先按排。

按“ 0”在末尾和不在末尾分为两类。

共A24+A 12 A 13 A 13 =30种。

2、相邻问题有“捆绑法”。

对于某几个元素要求相邻的排列问题，可将先相邻的元素“捆绑”起来，作为一个“大”的元素，与其他元素排列，然后再对相邻元素的内部进行排列。

例2、7 人站成一排照相，要求甲、乙、丙三人相邻有多少种不同的排法？（分析）先把甲乙丙三人“捆绑“看作一个元素，与其余 4 个元素进行排列再对甲、乙、丙三人进行排列。

共A55A 33种。

3、不相邻问题有“插空法” 。

对于某几个元素不相邻的排列问题，可先将其他元素排好，然后再将不相邻的元素在已排好的元素之间及两端的空隙间插入即可。

例3、7 人站成一排照相，要求甲、乙、丙三人不相邻有多少种不同的排法？分析）先让其余4 人站好，有A 44种排法，这时有5 个“空隙”可供甲、乙、丙选取，即 A 53种。

共 A 44 A 35种排法。

4、间接法或淘汰法。

理解题中的要求，把不符合要求的除去，此时应注意既不能多减也不能少减。

例4、5 名男生，5 名女生排成一行，其中5 名男生不排在一起，有几种排法？（分析）先计算出10人的全排列数，再减去 5 名男生排在一起的排列数即可。

共 A 1100 —A 55A 66排法。

5、合理分类与准确分步。

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，事情发生的连续性分步，做到分类标准明确，分步层次清楚，不重不漏。

例5、五人从左到右站成一排，其中甲不站排头，乙不站第二个位置，共有多少种不同站法（分析）若甲在第二位置上其余4人可自由按排，有A 4种；若甲在第3、4、5位置上，则乙可站在其他3 个位置上，有A13A13A33 种；共A4 + A3A；A3种排法。

高中数学中的排列组合应用题在高中数学学习中，排列组合是一个非常重要的内容。

它不仅能够帮助我们理解数学概念，还可以应用于实际生活中的问题。

本文将介绍一些高中数学中常见的排列组合应用题，以加深我们对这个概念的理解。

一、购买礼物假设小明要为他的朋友买生日礼物，商店里有3种不同的礼物供他选择。

如果他打算买2件礼物作为生日礼物，那么他有多少种不同的选择方式？解析：根据排列组合的知识，我们可以用组合的公式来计算小明的选择方式。

因为他要购买的礼物是无序的，所以使用组合公式。

根据组合公式，我们有C(3,2) = 3 种不同的选择方式。

二、选课方案某高中有10门不同的选修课供学生选择，每个学生必须选择5门。

那么学生有多少种不同的选课方案？解析：根据排列组合的知识，我们可以用组合的公式来计算学生的选课方案。

因为选修课的顺序对学生来说是无关紧要的，所以使用组合公式。

根据组合公式，我们有C(10,5) = 252 种不同的选课方案。

三、分组问题某班级有20名学生，他们要分成4个小组参加活动。

每个小组的人数可以不同，但要求每个小组至少有1人。

那么有多少种不同的分组方式？解析：根据排列组合的知识，我们可以用组合的公式来计算分组方式。

因为每个小组的人数可以不同，所以使用组合公式。

根据组合公式，我们有C(19,3) * C(16,3) * C(13,3) = 846720 种不同的分组方式。

四、密码问题某交易平台的密码由4位数字组成，每位数字可以是0-9的任意一个数字。

那么共有多少种不同的密码组合？解析：根据排列组合的知识，我们可以用排列的公式来计算密码组合。

因为每位数字可以重复出现，所以使用排列公式。

根据排列公式，我们有P(10,4) = 5040 种不同的密码组合。

五、编码问题某公司对员工的编号规则是3位数字和3位字母的组合，数字和字母都可以重复使用，且顺序可以任意排列。

那么共有多少种不同的员工编号方式？解析：根据排列组合的知识，我们可以用排列的公式来计算员工编号方式。

排列组合问题
1、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中，从中任意抽取4只，试求各有多少种情况出现如下结果：
(1)4只鞋子没有成双; (2) 4只鞋子恰好成双；
(3) 4只鞋子有2只成双，另2只不成双
2、有12名划船运动员,其中3人只会划左舷, 4人只会划右舷, 其它5人既会划左舷, 又会划右舷, 现要
从这12名运动员中选出6人平均分在左右舷参加划船比赛,有多少种不同的选法?
3、要从7个班级中选出10人来参加数学竞赛，每班至少选1人，这10个名额有多少种分配方法?
4、从6位同学中选出4位参加一个座谈会，要求张、王两人中至多有一个人参加，则有不同的选法有多少种？
5、从7人中选出3人分别担任学习委员、宣传委员、体育委员，则甲、乙两人不都入选的不同选法种数共有多少种方法？
6、从一楼到二楼的楼梯有17级，上楼时可以一步走一级，也可以一步走两级，若要求11步走完，则有多少种不同的走法？
7、从6个学校中选出30名学生参加数学竞赛,每校至少有1人,这样有几种选法?
8、某学习小组有5个男生3个女生，从中选3名男生和1名女生参加三项竞赛活动，每项活动至
少有1人参加，则有不同参赛方法______种.
9、对某种产品的6件不同的正品和4件不同的次品,一一进行测试，至区分出所有次品为止，若所有次品恰好在第5次测试时全部发现,则这样的测试方法有种可能？
10、(1)6本不同的书分给5个人，每人至少一本,多少种不同的分法?
(2)6本相同的书，分给甲乙丙三人，每人至少一本,有多少种不同的分法？
(3)今有10件不同奖品,从中选6件分成三份, 二份各1件,另一份4件, 有多少种分法?
(4)今有10件不同奖品,从中选6件分给甲乙丙三人,每人二件有多少种分法?。

排列组合应用（一）排列解排列问题，首先必须认真审题，明确问题是否是排列问题，那是否有序，抓住问题本质特征，灵活运用基本原理和公式进行分析，同时要讲究一些基本策略与方法技巧。

1、特殊元素的“优先按排法”。

例1、用0、1、2、3、4这五个数字，组成没有重复的三位数，其中偶数共有多少？（分析）由于三位数是偶数，故末尾数字必须是偶数，以“0”不能排在首位，所以“0”就是其中特殊元素，优先按排。

按“0”在末尾和不在末尾分为两类。

共A24+A12A13A13=30种。

2、相邻问题有“捆绑法”。

对于某几个元素要求相邻的排列问题，可将先相邻的元素“捆绑”起来，作为一个“大”的元素，与其他元素排列，然后再对相邻元素的内部进行排列。

例2、7人站成一排照相，要求甲、乙、丙三人相邻有多少种不同的排法？（分析）先把甲乙丙三人“捆绑“看作一个元素，与其余4个元素进行排列再对甲、乙、丙三人进行排列。

共A55A33种。

3、不相邻问题有“插空法”。

对于某几个元素不相邻的排列问题，可先将其他元素排好，然后再将不相邻的元素在已排好的元素之间及两端的空隙间插入即可。

例3、7人站成一排照相，要求甲、乙、丙三人不相邻有多少种不同的排法？（分析）先让其余4人站好，有A44种排法，这时有5个“空隙”可供甲、乙、丙选取，即A35种。

共A44A35种排法。

4、间接法或淘汰法。

理解题中的要求，把不符合要求的除去，此时应注意既不能多减也不能少减。

例4、5名男生，5名女生排成一行，其中5名男生不排在一起，有几种排法？（分析）先计算出10人的全排列数，再减去5名男生排在一起的排列数即可。

共A1010—A55A66排法。

5、合理分类与准确分步。

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，事情发生的连续性分步，做到分类标准明确，分步层次清楚，不重不漏。

例5、五人从左到右站成一排，其中甲不站排头，乙不站第二个位置，共有多少种不同站法（分析）若甲在第二位置上其余4人可自由按排，有A44种；若甲在第3、4、5位置上，则乙可站在其他3个位置上，有A13A13A33种；共A44+ A13A13A33种排法。

高考数学复习 解排列组合应用题的21种策略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，掌握题型和解题方法，识别模式，熟练运用，是解决排列组合应用题的有效途径；下面就谈一谈排列组合应用题的解题策略.1.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 1.,,,,A B C D E 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A 、60种B 、48种C 、36种D 、24种2.相离问题插空排:元素相离（即不相邻）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2.七人并排站成一行，如果甲乙两个必须不相邻，那么不同的排法种数是 A 、1440种 B 、3600种 C 、4820种 D 、4800种3.定序问题缩倍法: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 3.,,,,A B C D E 五人并排站成一排，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A 、24种B 、60种C 、90种D 、120种4.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上，可先把某个元素按规定排入，第二步再排另一个元素，如此继续下去，依次即可完成.例4.将数字1，2，3，4填入标号为1，2，3，4的四个方格里，每格填一个数，则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有A 、6种B 、9种C 、11种D 、23种5.有序分配问题逐分法:有序分配问题指把元素分成若干组，可用逐步下量分组法. 例5.（1）有甲乙丙三项任务，甲需2人承担，乙丙各需一人承担，从10人中选出4人承担这三项任务，不同的选法种数是A 、1260种B 、2025种C 、2520种D 、5040种（2）12名同学分别到三个不同的路口进行流量的调查，若每个路口4人，则不同的分配方案有A 、4441284C C C 种 B 、44412843C C C 种 C 、4431283C C A 种D 、444128433C C C A 种 6.全员分配问题分组法:例6.（1）4名优秀学生全部保送到3所学校去，每所学校至少去一名，则不同的保送方案有多少种？（2）5本不同的书，全部分给4个学生，每个学生至少一本，不同的分法种数为 A 、480种 B 、240种 C 、120种 D 、96种 7.名额分配问题隔板法:例7.10个三好学生名额分到7个班级，每个班级至少一个名额，有多少种不同分配方案？8.限制条件的分配问题分类法:例8.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设，其中甲同学不到银川，乙不到西宁，共有多少种不同派遣方案？9.多元问题分类法：元素多，取出的情况也多种，可按结果要求分成不相容的几类情况分别计数，最后总计.例9.（1）由数字0，1，2，3，4，5组成没有重复数字的六位数，其中个位数字小于十位数字的共有A 、210种B 、300种C 、464种D 、600种（2）从1，2，3…，100这100个数中，任取两个数，使它们的乘积能被7整除，这两个数的取法（不计顺序）共有多少种？（3）从1，2，3，…，100这100个数中任取两个数，使其和能被4整除的取法（不计顺序）有多少种？10.交叉问题集合法：某些排列组合问题几部分之间有交集，可用集合中求元素个数公式()()()()n A B n A n B n A B =+-.例10.从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛，如果甲不跑第一棒，乙不跑第四棒，共有多少种不同的参赛方案？11.定位问题优先法：某个或几个元素要排在指定位置，可先排这个或几个元素；再排其它的元素。

【学生版】微专题：排列组合问题的综合应用【主题】排列、组合问题的求解方法与技巧:1、特殊元素优先安排；2、合理分类与准确分步；3、排列、组合混合问题先选后排；4、相邻问题捆绑处理；5、不相邻问题插空处理；6、定序问题倍除法处理；7、分排问题直排处理；8、“整体”排列问题先整体后局部；9、构造模型；10、正难则反，等价条件。

【典例】题型1、特殊元素（位置）问题例1、大数据时代出现了滴滴打车服务，二胎政策的放开使得家庭中有两个孩子的现象普遍存在．某城市关系要好的A，B，C，D四个家庭各有两个孩子共8人，他们准备使用滴滴打车软件，分乘甲、乙两辆汽车出去游玩，每车限坐4名（乘同一辆车的4个孩子不考虑位置），其中A家庭的孪生姐妹需乘同一辆车，则乘坐甲车的4个孩子恰有2个来自于同一个家庭的乘坐方式共有（）A．18种B．24种C．36种D．48种【提示】；【答案】；【解析】；【说明】题型2、相邻、相间问题例2、（1）某大厦一层有A，B，C，D四部电梯，现有3人在同一层乘坐电梯上楼，其中2人恰好乘坐同一部电梯，则不同的乘坐方式有()A．12种B．24种C．18种D．36种【答案】【解析】；（2）某次联欢会要安排3个歌舞类节目，2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序，则同类节目不相邻的排法种数是()A．72 B．120 C．144 D．168【答案】【解析】；题型3、分组、分配问题例3、（1）现有三本相同的语文书和一本数学书，分发给三个学生，每个学生至少分得一本，不同分法的种数为()A．36 B．9 C．18 D．15（2）若将6名教师分到3所中学任教，一所1名，一所2名，一所3名，则有种不同的分法．题型4、涂色问题例4、（1）如图，要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种，允许同一种颜色使用多次，但相邻区域必须涂不同的颜色，不同的涂色方案有多少种？（2）如图，一个地区分为5个行政区域，现给该地区的地图着色，要求相邻区域不得使用同一种颜色．现在有4种颜色可供选择，则不同的着色方法共有________种．(用数字作答)【说明】解决涂色问题，关键还是阅读理解与用好两个计数原理；【归纳】排列、组合的混合问题是从几类元素中取出符合题意的几个元素，再安排到一定位置上的问题．其基本的解题步骤为：第一步：选，根据要求先选出符合要求的元素；第二步：排，把选出的元素按照要求进行排列；第三步：乘，根据分步乘法计数原理求解不同的排列种数，得到结果；均匀分组与不均匀分组、无序分组与有序分组是组合问题的常见题型．解决此类问题的关键是正确判断分组是均匀分组还是不均匀分组，无序均匀分组要除以均匀组数的阶乘数，还要充分考虑到是否与顺序有关，有序分组要在无序分组的基础上乘以分组数的阶乘数；【即时练习】1、有六人排成一排，其中甲只能在排头或排尾，乙、丙两人必须相邻，则满足要求的排法有()A．34种B．48种C．96种D．144种2、从10种不同的作物种子中选出6种放入6个不同的瓶子中展出，如果甲、乙两种种子不能放入第1号瓶内，那么不同的放法种数为()A．C210P48B．C19P59C．C18P59D．C18P583、北京APEC峰会期间，有2位女性和3位男性共5位领导人站成一排照相，则女性领导人甲不在两端，3位男性领导人中有且只有2位相邻的站法有种A．12种B．24种C．48种D．96种4、如图所示，用4种不同的颜色涂入图中的矩形A，B，C，D中，要求相邻的矩形涂色不同，则不同的涂法有种5、在班级活动中，4名男生和3名女生站成一排表演节目：（写出必要的数学式，结果用数字作答）（1）三名女生不能相邻，有多少种不同的站法？（2）女生甲不能站在左端，女生乙不能站在右端，有多少种不同的排法？（3）甲乙丙三人按高低从左到右有多少种不同的排法？（甲乙丙三位同学身高互不相等）（4）从中选出2名男生和2名女生表演分四个不同角色朗诵，有多少种选派方法？6、现有7名师范大学应届毕业的免费师范生将被分配到育才中学、星云中学和明月湾中学任教.（1）若4人被分到育才中学，2人被分到星云中学，1人被分到明月湾中学，则有多少种不同的分配方案？（2）一所学校去4个人，另一所学校去2个人，剩下的一个学校去1个人，有多少种不同的分配方案？【教师版】微专题：排列组合问题的综合应用【主题】排列、组合问题的求解方法与技巧:1、特殊元素优先安排；2、合理分类与准确分步；3、排列、组合混合问题先选后排；4、相邻问题捆绑处理；5、不相邻问题插空处理；6、定序问题倍除法处理；7、分排问题直排处理；8、“整体”排列问题先整体后局部；9、构造模型；10、正难则反，等价条件。