排列组合 基本方法
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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.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.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,同时对相邻⾏⾃排。
排列组合常用的十五种方法一.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C;.〔I.然后排首位共有C:, 甲最后排其它位置共有& | | J由分步计数原理得C:C;A; = 288 C] A:C;练习题:1. 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疋斎崙=480种不同的排法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.练习题: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&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犹不同的方法,由分步计数原理,节目的不同顺序共有貳处____________ 种元素相离问题可先把没有位宜要求的元素进行排队再把不相邻元素插入中间和两练习题:3.某班新年联欢会原定的5个节目己排成节目单,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:(空位法)设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有种方法,其余的三个位置甲乙丙共有丄种坐法,则共有A;丽法。
排列组合的基本方法
排列组合的基本方法包括以下几种:
优限法:对于有限制条件的元素(或位置)优先考虑,再去解决其它元素(或位置)。
捆绑法:要求元素相邻时,先整体考虑,将相邻元素视作一个大元素进行排序,然后再考虑大元素内部各元素间顺序。
插空法:要求元素不相邻时,先将其他元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入它们的间隙或两端位置。
此外,还有间接法、平均分组法、隔板法、除法以及逐个实验法等排列组合的方法。
这些方法可以用来解决各种不同的排列组合问题。
排列组合方法归纳大全复习巩固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m1种不同的方法,在第2类办法中有m种不同的2方法,…,在第n类办法中有m种不同的方法,n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m种不同的方法,…,2做第n步有m种不同的方法,那么完成这件事共n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,,以 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443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。
排列组合常用方法总结排列组合是组合学最基本的概念。
所谓排列,就是指从给定个数的元素中取出指定个数的元素进行排序。
组合则是指从给定个数的元素中仅仅取出指定个数的元素,不考虑排序。
下面是,请参考!一、排列组合部分是中学数学中的难点之一,原因在于(1)从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;(2)限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;(3)计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;(4)计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
二、两个基本计数原理及应用(1)加法原理和分类计数法1.加法原理2.加法原理的集合形式3.分类的要求每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)(2)乘法原理和分步计数法1.乘法原理2.合理分步的要求任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同[例题分析]排列组合思维方法选讲1.首先明确任务的意义例1. 从1、2、3、……、20这二十个数中任取三个不同的数组成等差数列,这样的不同等差数列有________个。
分析:首先要把复杂的生活背景或其它数学背景转化为一个明确的排列组合问题。
设a,b,c成等差,∴ 2b=a+c, 可知b由a,c决定。
又∵ 2b是偶数,∴ a,c同奇或同偶,即:从1,3,5,……,19或2,4,6,8,……,20这十个数中选出两个数进行排列,由此就可确定等差数列,因而本题为2=180。
例2. 某城市有4条东西街道和6条南北的街道,街道之间的间距相同,如图。
若规定只能向东或向北两个方向沿图中路线前进,则从M到N有多少种不同的走法?分析:对实际背景的分析可以逐层深入(一)从M到N必须向上走三步,向右走五步,共走八步。
排列组合常用四种方法中公教育研究与辅导专家 周丽红排列组合是行测数量关系里面比较常见的一种题型,通常用来解决求方法数情况数这一类计数问题。
而这种题型在计算和解题思维上与其他题型差异很大,很多同学对于排列组合问题不知如何下手,在这里,中公教育辅导专家给大家整理出排列组合常考的四种方法,希望对各位考生有所帮助。
例题:用 1、2、3、4、5 这 5 个数字组成一个无重复数字的五位数。
一、优限法:优先安排有绝对限制的元素或者位置,再去解决其他元素或者位置。
1、若数字1只能在首位或者是末尾的五位数,有多少种情况?解析:先安排1,在首位或者末尾,有12C ,再将剩下的数字全排列有44A ,我们相当于分成了两步才将这个五位数排好,故将两步的结果数相乘。
12C 44A =2×24=48。
二、捆绑法:元素要求相邻、连续时,我们可以先将相邻元素看成一个大整体与其他元素进行相应排列,再考虑大整体内部元素的顺序问题。
2、若组成的这个数中,所有奇数都相邻、所有偶数也都相邻,有多少种情况?解析:奇数看成整体,偶数看成整体,两个整体排序22A ,奇数整体内部3个元素,偶数整体内部元素2个,并且内部元素换了位置对结果有影响,故两个整体内部排序为33A 22A 。
最终结果表示为:22A 33A 22A =2×6×2=24。
三、插空法:先将其他元素排好,再将要求不相邻的元素放其空隙或者两端的位置。
3、若组成的这个数中,所有偶数都不相邻,有多少种情况?解析:我们先将3个奇数排好33A ,形成的空隙包含两端共有4个,再从4个空隙中选2个空隙放两个偶数24A 。
最终结果表示为:33A 24A =6×12=72四、间接法:有些题目直接考虑起来情况数比较多,会比较麻烦,而其对立面却只能一两种情况,很好计算,这时我们就会先算出总的情况数减去对立面的情况数即可。
4、若组成的这个数不能被 4 整除,有多少种情况?解析:一个五位数不能被4整除要求的是后两位不满足4的倍数,显然题干中组成的五位数后两位不满足的情况很多。
1、环形排列组合:n个物体排成一个环,那么有An-1n-1 种可能,所以圆桌的坐法一共有A99种An-1n-1= Ann/n 。
而且排列组合的所有方法都同样适用。
2、捆绑法只要是采用捆绑法解决计数问题,将元素捆绑在一起之后就不能再分开考虑,元素个数就要变为捆绑后的整体。
例:有5对夫妇参加一场婚宴,他们被安排在一张10个座位的圆桌就餐,但是婚礼操办者并不知道他们彼此之间的关系,只是随机安排座位。
问5对夫妇恰好都被安排在一起相邻而坐的概率是多少?A. 不超过1‟B. 超过1%C. 在5‟到1%之间D. 在1‟到5‟之间解析:假设5对夫妇恰好都被安排在一起相邻而坐为事件A,则A发生的概率=事件A 的情况数/总的情况数。
10个人绕圆桌就餐,这是一个环形排列问题。
N个物体排成一个环,那么有An-1n-1 种可能,所以圆桌的坐法一共有A99种。
我们要让所有的夫妇坐一块,可以将夫妇当成一个整体,相应的两个座位当成一个整体,则有有5对夫妇去坐一个五个双人坐的圆桌,所以有A44种情况,而且每个夫妻本身坐法有左右之分,所以每个内部都有2种,所以夫妻坐一块一共有A44*25种。
所以概率= A44*25/ A99=2/945≈2‟。
答案选D。
3、折扣问题:折扣是在原定价的基础上打折,不是成本例:某商店花10000元进了一批商品,按期望获得相当于进价25%的利润来定价,结果只销售了商品总量的30%。
为尽快完成资金周转,商店决定打折销售,这样卖完全部商品后,亏本1000元。
问商店是按定价打几折销售的?解析:特值法。
设进价为100,则定价为125,买了100件商品。
30%=30件,70%=70件。
125×30+125×70x=10000-1000。
解得x=0.6。
答案选B。
4、和定最值和最不利原则最不利原则有“至少……才能保证”的特征。
例:某单位2011年招聘了65名毕业生,拟分配到该单位的7个部门。
假设行政部门分得的毕业生人数比其他部门都多,问行政部门分得的毕业生人数至少为多少名?解析:这个表面看起来有点像最不利原则,按照最不利原则的做题法则遵循均的思想:65/2=32……1,所以行政部门应该有32+1=33人才对,观察发觉根本没有选项。
解排列组合问题常用方法(二十种)一、定位问题优先法(特殊元素和特殊位置优先法)例1、由01,2,3,4,5,可以组成多少个没有重复数字五位奇数? 分析:特殊元素和特殊位置有特殊要求,应优先考虑。
末位和首位有特殊要求。
先排末位,从1,3,5三个数中任选一个共有13C 种组合;然后排首位,从2,4和剩余的两个奇数中任选一个共有14C 种组合;最后排中间三个数,从剩余四个数中任选三个共有34A 种排列。
由分步计数原理得113344288C C A =。
变式1、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?分析:先种两种不同的葵花在不受限制的四个花盒中共有24A 种排列,再种其它葵花有55A 种排列。
由分步计数原理得25451440A A =。
二、相邻问题捆绑法例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?分析:分三步。
先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,将丙丁两元素也捆绑成整体看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时在两对相邻元素内部进行自排。
由分步计数原理得522522480A A A =。
变式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 。
分析:命中的三枪捆绑成一枪,与命中的另一枪插入未命中四枪形成的五个空位,共有25A 种排列。
三、相离问题插空法例3、一个晚会节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈不能连续出场,则节目出场顺序有多少种?分析:相离问题即不相邻问题。
分两步。
第一步排2个相声和3个独唱共有55A 种排列,第二步将4个舞蹈插入第一步排好后形成的6个空位中(包含首尾两个空位)共有46A 种排列,由分步计数原理得545643200A A =。
变式3、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不相邻,那么不同插法的种数为 。
排列组合的基本方法1. 分组(堆)问题分组(堆)问题的六个模型:①无序不等分;②无序等分;③无序局部等分;(④有序不等分;⑤有序等分;⑥有序局部等分.)处理问题的原则:①若干个不同的元素“等分”为 m个堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m! ②若干个不同的元素局部“等分”有 m个均等堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m!③非均分堆问题,只要按比例取出分完再用乘法原理作积.④要明确堆的顺序时,必须先分堆后再把堆数当作元素个数作全排列.1. 分组(堆)问题例1、有6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?(1) 一堆一本,一堆两本,一堆三本(2) 平均分成三堆(3) 两堆一本,一堆四本(4) 甲、乙、丙三人中,一人得一本,一人得两本,一人得三本(5) 平均分给甲、乙、丙三人(6) 甲、乙、丙三人中,两人各得一本,另一人得四本变式1.有四项不同的工程,要发包给三个工程队,要求每个工程队至少要得到一项工程. 共有多少种不同的发包方式?解:要完成发包这件事,可以分为两个步骤:⑴先将四项工程分为三“堆”,有 种分法; ⑵再将分好的三“堆”依次给三个工程队,有3!=6种给法.∴共有6×6=36种不同的发包方式变式2.将6位志愿者分成4组,其中两个组各2人,另两个组各1人,分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有_________种(用数字作答).211421226C C C A2.插空法:解决一些不相邻问题时,可以先排“一般”元素然后插入“特殊”元素,使问题得以解决.例2 . 7人排成一排.甲、乙两人不相邻,有多少种不同的排法?解:分两步进行:第1步,把除甲乙外的一般人排列: 第2步,将甲乙分别插入到不同的间隙或两端中(插孔): 几个元素不能相邻时,先排一般元素,再让特殊元素插孔.变式:学校组织老师学生一起看电影,同一排电影票12张。
8个学生,4个老师,要求老师在学生中间,且老师互不相邻,共有多少种不同的坐法?分析 此题涉及到的是不相邻问题,并且是对老师有特殊的要求,因此老师是特殊元素,在解决时就要特殊对待.所涉及问题是排列问题.解 先排学生共有 种排法,然后把老师插入学生之间的空档,共有7个空档可插,选其中的4个空档,共有 种选法.根据乘法原理,共有的不同坐法为 种.3.捆绑法相邻元素的排列,可以采用“局部到整体”的排法,即将相邻的元素局部排列当成“一个”元素,然后再进行整体排列.例3 . 6人排成一排.甲、乙两人必须相邻,有多少种不的排法?解:(1)分两步进行:第一步,把甲乙排列(捆绑): 第二步,甲乙两个人的梱看作一个元素与其它的排队: . 几个元素必须相邻时,先捆绑成一个元素,再与其它的进行排列.变式:5个男生3个女生排成一排,3个女生要排在一起,有多少种不同的排法?分析 此题涉及到的是排队问题,对于女生有特殊的限制,因此,女生是特殊元素,并且要求她们要相邻,因此可以将她们看成是一个元素来解决问题.解 因为女生要排在一起,所以可以将3个女生看成是一个人,与5个男生作全排列, 有A 66 种排法,其中女生内部也有A 33 种排法,根据乘法原理,共有A 66 A 33 种不同的排法55A 有=120种排法26A 有=30种插入法120303600∴⨯共有=种排法88P 47P 8487P P 22A 有=2种捆法55A 有=120种排法2120240∴⨯共有=种排法4.消序法、留空法几个元素顺序一定的排列问题,一般是先排列,再消去这几个元素的顺序.或者,先让其它元素选取位置排列,留下来的空位置自然就是顺序一定的了.例4. 5个人站成一排,甲总站在乙的右侧的有多少种站法?解法1:将5个人依次站成一排,有 种站法, 然后再消去甲乙之间的顺序数 ∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为解法2:先让甲乙之外的三人从5个位置选出3个站好,有 种站法,留下的两个位置自然给甲乙有1种站法∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为5.剪截法(隔板法):n 个 相同小球放入m(m ≤n)个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法等价于n 个相同小球串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m 段.例5. 某校准备参加今年高中数学联赛,把16个选手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班至少一个名额,则不同的分配方案共有___种.解析:问题等价于把16个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.解: 问题等价于把16个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.将16个小球串成一串,截为4段有 种截断法,对应放到4个盒子里. 因此,不同的分配方案共有455种 .变式:某学院二年级有8个班,组织一个12个人的年级学生分会,每班要求至少1人,名额分配方案有多少种?解 此题可以转化为:将12个相同的白球分成8份,有多少种不同的分法问题,因此须把这12个白球排成一排,在11个空档中放上7个相同的黑球,每个空档最多放一个,即可将白球分成8份,显然有 种不同的放法,所以名额分配方案有 种.6.错位法:编号为1至n 的n 个小球放入编号为1到 n 的n 个盒子里,每个盒子放一个小球.要求小球与盒子的编号都不同特别当n=2,3,4,5时的错位数各为1,2,9,44.,这种排列称为错位排列.例6. 编号为1至6的6个小球放入编号为1至6的6个盒子里,每个盒子放一个小球,其中恰有2个小球与盒子的编号相同的放法有____种.解: 选取编号相同的两组球和盒子的方法有 种,其余4组球与盒子需错位排列有9种放法.故所求方法有15×9=135种.55A 22A 535522543A A A =⨯⨯=35A 33551A A ⨯=315455C =711C 711C 2615C =变式:同室四人各写一张贺卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送出的贺卡,则四张贺卡不同的分配方式有______________7.剔除法从总体中排除不符合条件的方法数,这是一种间接解题的方法.例7. 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?分析 此题若是直接去考虑的话,就要将问题分成好几种情况,这样解题的话,容易造成各种情况遗漏或者重复的情况.而如果从此问题相反的方面去考虑的话,不但容易理解,而且在计算中也是非常的简便.这样就可以简化计算过程.解 43人中任抽5人的方法有 种,正副班长,团支部书记都不在内的抽法有 种,所以正副班长,团支部书记至少有1人在内的抽法有 种.8.剩余法在组合问题中,有多少取法,就有多少种剩法,他们是一一对应的,因此,当求取法困难时,可转化为求剩法.例8 袋中有5分硬币23个,1角硬币10个,如果从袋中取出2元钱,有多少种取法?分析 此题是一个组合问题,若是直接考虑取钱的问题的话,情况比较多,也显得比较凌乱,难以理出头绪来.但是如果根据组合数性质考虑剩余问题的话,就会很容易解决问题.分析 此题是一个组合问题,若是直接考虑取钱的问题的话,情况比较多,也显得比较凌乱,难以理出头绪来.但是如果根据组合数性质考虑剩余问题的话,就会很容易解决问题.解 把所有的硬币全部取出来,将得到 0.05×23+0.10×10=2.15元,所以比2元多0.15元,所以剩下0.15元即剩下3个5分或1个5分与1个1角,所以共有种取法.543C554340C C -311232310C C C+⋅。
超全的排列组合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。
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。
1. 分组(堆)问题分组(堆)问题的六个模型:①无序不等分;②无序等分;③无序局部等分;(④有序不等分;⑤有序等分;⑥有序局部等分.)处理问题的原则:①若干个不同的元素“等分”为 m个堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m!②若干个不同的元素局部“等分”有 m个均等堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m!③非均分堆问题,只要按比例取出分完再用乘法原理作积.④要明确堆的顺序时,必须先分堆后再把堆数当作元素个数作全排列.1. 分组(堆)问题例1.有四项不同的工程,要发包给三个工程队,要求每个工程队至少要得到一项工程. 共有多少种不同的发包方式?解:要完成发包这件事,可以分为两个步骤:⑴先将四项工程分为三“堆”,有 种分法; ⑵再将分好的三“堆”依次给三个工程队,有3!=6种给法.∴共有6×6=36种不同的发包方式2.插空法:解决一些不相邻问题时,可以先排“一般”元素然后插入“特殊”元素,使问题得以解决. 例2 . 7人排成一排.甲、乙两人不相邻,有多少种不同的排法?解:分两步进行:第1步,把除甲乙外的一般人排列: 第2步,将甲乙分别插入到不同的间隙或两端中(插孔): 几个元素不能相邻时,先排一般元素,再让特殊元素插孔.3.捆绑法相邻元素的排列,可以采用“局部到整体”的排法,即将相邻的元素局部排列当成“一个”元素,然后再进行整体排列.例3 . 6人排成一排.甲、乙两人必须相邻,有多少种不的排法?解:(1)分两步进行:第一步,把甲乙排列(捆绑): 第二步,甲乙两个人的梱看作一个元素与其它的排队: .几个元素必须相邻时,先捆绑成一个元素,再与其它的进行排列. 4.消序法(留空法)几个元素顺序一定的排列问题,一般是先排列,再消去这几个元素的顺序.或者,先让其它元素选取位置排列,留下来的空位置自然就是顺序一定的了.例4. 5个人站成一排,甲总站在乙的右侧的有多少种站法?211421226C C C A =55A 有=120种排法26A 有=30种插入法120303600∴⨯共有=种排法22A 有=2种捆法55A 有=120种排法2120240∴⨯共有=种排法解法1:将5个人依次站成一排,有 种站法, 然后再消去甲乙之间的顺序数 ∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为 解法2:先让甲乙之外的三人从5个位置选出3个站好,有 种站法,留下的两个位置自然给甲乙有1种站法∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为5.剪截法(隔板法):n 个 相同小球放入m(m ≤n)个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法等价于n 个相同小球串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m 段.例5. 某校准备参加今年高中数学联赛,把16个选手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班至少一个名额,则不同的分配方案共有___种.解: 问题等价于把16个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.将16个小球串成一串,截为4段有 种截断法,对应放到4个盒子里. 因此,不同的分配方案共有455种 .5.剪截法n 个 相同小球放入m(m ≤n)个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法等价于n 个相同小球串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m 段.变式: 某校准备参加今年高中数学联赛,把16个选手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班的名额不少于该班的序号数,则不同的分配方案共有___种.解: 问题等价于先给2班1个,3班2个,4班3个,再把余下的10个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.将10个小球串成一串,截为4段有 种截断法,对应放到4个盒子里.因此,不同的分配方案共有84种 .6.错位法:编号为1至n 的n 个小球放入编号为1到 n 的n 个盒子里,每个盒子放一个小球.要求小球与盒子的编号都不同特别当n=2,3,4,5时的错位数各为1,2,9,44.,这种排列称为错位排列.例6. 编号为1至6的6个小球放入编号为1至6的6个盒子里,每个盒子放一个小球,其中恰有2个小球与盒子的编号相同的放法有____种.解: 选取编号相同的两组球和盒子的方法有 种,其余4组球与盒子需错位排列有9种放法.故所求方法有15×9=135种.7.剔除法从总体中排除不符合条件的方法数,这是一种间接解题的方法.排列组合应用题往往和代数、三角、立体几何、平面解析几何的某些知识联系,从而增加了问题的综合性,解答这类应用题时,要注意使用相关知识对答案进行取舍.例7. 从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax+By+C=0中的A 、B 、C ,所得的经过坐标原点的直线有_________条.55A 22A 535522543A A A =⨯⨯=35A 33551A A ⨯=315455C =3984C =2615C =解:所有这样的直线共有 条,其中不过原点的直线有 条,∴所得的经过坐标原点的直线有210-180=30条.例1 学校组织老师学生一起看电影,同一排电影票12张。
8个学生,4个老师,要求老师在学生中间,且老师互不相邻,共有多少种不同的坐法?分析 此题涉及到的是不相邻问题,并且是对老师有特殊的要求,因此老师是特殊元素,在解决时就要特殊对待.所涉及问题是排列问题.解 先排学生共有 种排法,然后把老师插入学生之间的空档,共有7个空档可插,选其中的4个空档,共有 种选法.根据乘法原理,共有的不同坐法为 种.结论1 插入法:对于某两个元素或者几个元素要求不相邻的问题,可以用插入法.即先排好没有限制条件的元素,然后将有限制条件的元素按要求插入排好元素的空档之中即可.例2 5个男生3个女生排成一排,3个女生要排在一起,有多少种不同的排法?分析 此题涉及到的是排队问题,对于女生有特殊的限制,因此,女生是特殊元素,并且要求她们要相邻,因此可以将她们看成是一个元素来解决问题.解 因为女生要排在一起,所以可以将3个女生看成是一个人,与5个男生作全排列, 有A 66 种排法,其中女生内部也有A 33 种排法,根据乘法原理,共有A 66 A 33 种不同的排法. 结论2 捆绑法: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可以作排列.例3 某学院二年级有8个班,组织一个12个人的年级学生分会,每班要求至少1人,名额分配方案有多少种?分析 此题若直接去考虑的话,就会比较复杂.但如果我们将其转换为等价的其他问题,就会显得比较清楚,方法简单,结果容易理解.解 此题可以转化为:将12个相同的白球分成8份,有多少种不同的分法问题,因此须把这12个白球排成一排,在11个空档中放上7个相同的黑球,每个空档最多放一个,即可将白球分成8份,显然有 种不同的放法,所以名额分配方案有 种.结论3 转化法:对于某些较复杂的、或较抽象的排列组合问题,可以利用转化思想,将其化归为简单的、具体的问题来求解.例4 袋中有5分硬币23个,1角硬币10个,如果从袋中取出2元钱,有多少种取法?分析 此题是一个组合问题,若是直接考虑取钱的问题的话,情况比较多,也显得比较凌乱,难以理出头绪来.但是如果根据组合数性质考虑剩余问题的话,就会很容易解决问题.解 把所有的硬币全部取出来,将得到 0.05×23+0.10×10=2.15元,所以比2元多0.15元,所以剩下0.15元即剩下3个5分或1个5分与1个1角,所以共有种取法. 结论4 剩余法:在组合问题中,有多少取法,就有多少种剩法,他们是一一对应的,因此,当求取法困难时,可转化为求剩法.37210A =1266180A A ⨯=88P 47P 8487P P 711C 711C 311232310C C C+⋅例5 期中安排考试科目9门,英语要在数学之前考,有多少种不同的安排顺序?分析 对于任何一个排列问题,就其中的两个元素来讲的话,他们的排列顺序只有两种情况,并且在整个排列中,他们出现的机会是均等的,因此要求其中的某一种情况,能够得到全体,那么问题就可以解决了.并且也避免了问题的复杂性.解 不加任何限制条件,整个排法有 种,“英语安排在数学之前考”,与“数学安排在英语之 前考”的排法是相等的,所以英语安排在数学之前考的排法共有 种.结论5 对等法:在有些题目中,它的限制条件的肯定与否定是对等的,各占全体的二分之一.在求解中只要求出全体,就可以得到所求.例6 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?分析 此题若是直接去考虑的话,就要将问题分成好几种情况,这样解题的话,容易造成各种情况遗漏或者重复的情况.而如果从此问题相反的方面去考虑的话,不但容易理解,而且在计算中也是非常的简便.这样就可以简化计算过程.解 43人中任抽5人的方法有 种,正副班长,团支部书记都不在内的抽法有 种,所以正副班长,团支部书记至少有1人在内的抽法有 种.结论6 排异法:有些问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出它的反面,再从整体中排除.本PPT 我介绍了解决排列组合问题的一些常用解题方法,具体有插入法,捆绑法,转化法,剩余法,对等法,排异法;对于不同的题目,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,我们可以将几种技巧结合起来应用,便于我们迅速准确地解题.其实在这些技巧中所涉及到的一些数学思想方法,例如:分类讨论思想,变换思想,特殊化思想等等,要在应用中注意掌握.虽然有同学可能没有学习过这部分内容,但我想应该可以通过自学和已经学习过的同学的帮助应该可以掌握这点知识的. 9912P 99P 543C554340C C。