排列组合典型例题61624
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【高二数学】排列组合经典例题(共14页)除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免重复遗漏外,还应注意积累排列组合问题得以快速准确求解。
直接法特殊元素法例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。
分析:(1)个位和千位有5个数字可供选择,其余2位有四个可供选择,由乘法原理:=240 2(特殊位置法(2)当1在千位时余下三位有=60,1不在千位时,千位有种选法,个位有种,余下的有,共有=192所以总共有192+60=252间接法当直接法求解类别比较大时,应采用间接法。
如上例中(2)可用间接法=252 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, 分析:此例正面求解需考虑0与1卡片用与不用,且用此卡片又分使用0与使用1,类别较复杂,因而可使用间接计算:任取三张卡片可以组成不同的三位数个,其中0在百位的有个,这是不合题意的。
故共可组成不同的三位数-=432(个) 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,分析:原有的8个节目中含有9个空档,插入一个节目后,空档变为10个,故有=100中插入方法。
捆绑法当需排元素中有必须相邻的元素时,宜用捆绑法。
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,分析:先将男生捆绑在一起看成一个大元素与女生全排列有种排法,而男生之间又有种排法,又乘法原理满足条件的排法有:×=576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()某市植物园要在30天内接待20所学校的学生参观,但每天只能安排一所学校,其中有一所学校人数较多,要安排连续参观2天,其余只参观一天,则植物园30天内不同的安排方法有()(注意连续参观2天,即需把30天种的连续两天捆绑看成一天作为一个整体来选有其余的就是19所学校选28天进行排列) 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。
排列组合专题复习及经典例题详解1.学目掌握排列、合的解策略2.重点(1)特殊元素先安排的策略:(2)合理分与准确分步的策略;(3)排列、合混合先后排的策略;(4)正反、等价化的策略;(5)相捆理的策略;(6)不相插空理的策略.3.点合运用解策略解决.4.学程 :(1)知梳理1.分数原理(加法原理):完成一件事,有几法,在第一法中有m1种不同的方法,在第 2 法中有m2种不同的方法⋯⋯在第n 型法中有m n种不同的方法,那么完成件事共有N m1m2... m n种不同的方法.2.分步数原理(乘法原理):完成一件事,需要分成n 个步,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m n种不同的方法;那么完成件事共有 N m1 m2...m n种不同的方法.特提醒:分数原理与“分”有关,要注意“ ”与“ ”之所具有的独立性和并列性;分步数原理与“分步”有关,要注意“步”与“步”之具有的相依性和性,用两个原理行正确地分、分步,做到不重复、不漏.3.排列:从 n 个不同元素中,任取m(m≤n) 个元素,按照一定的序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出 m个元素的一个排列,m n叫做排列,m n 叫做全排列.4.排列数:从 n 个不同元素中,取出m(m≤n) 个元素的所有排列的个数,叫做从n 个不同元素中取出 m个元素的排列数,用符号P n m表示.5.排列数公式:P n m n(n1)( n2)...( n m1)(n n!( m n,n、 m N)m)!排列数具有的性: P n m1P n m mP n m 1特别提醒:规定 0!=16.组合:从 n 个不同的元素中,任取m(m≤n) 个不同元素,组成一组,叫做从同元素中取m个不同元素的一个组合.7.组合数:从 n 个不同元素中取m(m≤n) 个不同元素的所有组合的个数,叫做从n 个不n 个不同元素中取出m个不同元素的组合数,用符号C nm表示 .8.组合数公式:C n m Pnmn(n1)(n 2)...(n m 1)n!P m m m!m! (n m)!组合数的两个性质:① C n m C n n m;② C n m1 C n m C n m 1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. 六人按下列要求站一横排,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 .【解析】: (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P41种站法,然后其余 5 人在另外 5 个位置上作全排列有P55种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法: P41 P55480(种)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P52种站法,然后中间 4 人有P44种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法:P52 P44480(种)方法三:若对甲没有限制条件共有P66种站法,甲在两端共有2P55种站法,从总数中减去这两种情况的排列数,即共有站法:P 62P 5480(种)65(2)方法一:先把甲、乙作为一个“整体”,看作一个人,和其余 4 人进行全排列有P55种站法,再把甲、乙进行全排列,有2P5 P2240(种P2种站法,根据分步乘法计数原理,共有52)方法二:先把甲、乙以外的 4 个人作全排列,有P44种站法,再在5 个空档中选出一个供甲、乙放入,有 P1种方法,最后让甲、乙全排列,有2种方法,共有P 4 P1 P2240(种) 5P2 4 5 2(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 P44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P52种站法,故共有站法为P44 P52480(种)此外,也可用“间接法”, 6 个人全排列有P66种站法,由(2)知甲、乙相邻有52652.P5P2240652720 240 480( )种站法,所以不相邻的站法有 P P P种(4)方法一:先将甲、乙以外的4 个人作全排列,有P44种,然后将甲、乙按条件插入站队,有 3P22种,故共有 P44(3P22) 144(种)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P42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P33种方法,最后对甲、乙进行排列,有P22种方法,故共有 P42 P33 P22144(种)站法.(5)方法一:首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有P22种,再让其他 4 人在中间位置作全排列,有 P44种,根据分步乘法计数原理,共有P22 P4448(种)站法.方法二:首先考虑两端两个特殊位置,甲、乙去站有P22种站法,然后考虑中间 4 个位置,由剩下的 4 人去站,有P44种站法,由分步乘法计数原理共有P22 P4448(种)站法.(6)方法一:甲在左端的站法有P55种,乙在右端的站法有 P55种,甲在左端而且乙在右端的站法有 P44种,故甲不站左端、乙不站右端共有P66-2P55+ P44=504(种)站法.方法二:以元素甲分类可分为两类:①甲站右端有P55种站法,②甲在中间 4 个位置之一,而乙又不在右端有 P41 P41 P44种,故共有 P55+ P41P41P44=504(种)站法 .考点二 : 组合问题例2. 男运动员 6 名,女运动员 4 名,其中男女队长各 1 人. 选派 5 人外出比赛 .在下列情形中各有多少种选派方法?( 1)男运动员 3 名,女运动员 2 名;( 2)至少有 1 名女运动员;( 3)队长中至少有 1 人参加;( 4)既要有队长,又要有女运动员 .【解析】:( 1)选法为C63C42120(种).(2)方法一:至少 1 名女运动员包括以下几种情况: 1 女 4 男, 2 女 3 男, 3 女 2 男, 4 女1男 .14233241246(种)由分类计数原理可得总选法数为C 4 C 6 C 4 C 6 C 4 C 6 C 4C6.方法二:因“至少 1 名女运动员”的反面为“全是男运动员”,故可用间接法求解.从 10 人中任选 5 人有C105种选法,其中全是男运动员的选法有 C 65种.所以“至少有 1 名女运动员”的选法C105 C 65246(种).(3)方法一:可分类求解:“只有男队长”的选法为C84;“只有女队长”的选法为C84;“男、女队长都入选”的选法为 C 83;所以共有2 C84+ C83=196(种)选法.方法二:间接法:从10 人中任选 5 人有C105种选法 . 其中不选队长的方法有 C 85种.所以“至少 1名队长”的选法为 C105- C85=196 种 .(4)当有女队长时,其他人任意选,共有 C 94种选法;不选女队长时,必选男队长,共有 C 84种选法,而且其中不含女运动员的选法有C54种,所以不选女队长时的选法共有C84 C 54种选法.所以既有队长又有女运动员的选法共有C94(C84 C 54 ) 191 种.考点三 : 综合问题例个不同的球, 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?【解析】:( 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C41C42 C 31 P22144种;(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,也就是说另外 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C42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 C 43 C11 P22 8 种方法;第二类有序均匀分组有C42 C22P22 6 种方法.P2223 1 2C42C222故共有 C4(C4 C1 P2P22P2) 84 种.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,则不同的组队方案共有()种种种种【解析】:分为 2 男 1 女,和 1 男 2 女两大类,共有 C 52C 41 C 51C 4270 种.解题策略:合理分类与准确分步的策略.年北京奥运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事司机、导游、翻译、礼仪四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有()种种种种【解析】:合理分类,通过分析分为(1)小张和小赵恰有 1 人入选,先从两人中选 1 人,然后把这个人在前两项工作中安排一个,最后剩余的三人进行全排列有 C 21C 21 P3324 种选法.( 2)小张和小赵都入选,首先安排这两个人做前两项工作有P22 2 种方法,然后在剩余的 3 人中选 2 人做后两项工作,有P36种方法.故共有C 1 C1 P 3P 2 P3 36种选法.322323解题策略:①. 特殊元素优先安排的策略.② . 合理分类与准确分步的策略.③. 排列、组合混合问题先选后排的策略.3.从 0, 1, 2, 3, 4,5 这六个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数的个数为()【解析】:分为两大类:(1)含有 0,分步:①从另外两个偶数中选一个,有 C 21种方法,②. 从 3 个奇数中选两个,有 C32种方法;③ . 给 0安排一个位置,只能在个、十、百位上选,有 C31种方法;④.其他的3 个数字进行全排列,有P33种排法,根据乘法原理共有C 21 C32C 31 P33108 种方法.(2)不含0,分步:①偶数必然是 2 和 4 ;②奇数有C32种不同的选法,③然后把 4 个元素全排列,共P44种排法,不含 0的排法有 C 32 P4472 种.根据加法原理把两部分加一块得108+72=180 个4.甲组有 5 名男同学, 3 名女同学;乙组有 6 名男同学, 2 名女同学.若从甲、乙两组中各选出 2 名同学,则选出的 4 人中恰有 1 名女同学的不同选法共有()种种种种【解析】: 4 人中恰有 1 名女同学的情况分为两种,即这 1 名女同学或来自甲组,或来自乙组,则所有不同的选法共有C51 C31C 62C 52C61 C 21345 种选法.解题策略:合理分类与准确分步的策略.5. 甲、乙两人从 4 门课程中各选修 2 门,则甲、乙所选的课程中至少有 1 门不相同的选法共有()【解析】:法一:甲、乙所选的课程中至少有 1 门不相同的选法可以分为两类:⑴.甲、乙所选的课程中 2 门均不相同,甲先从 4 门中任选 2 门,乙选取剩下的 2 门,有C 42 C 22 6 种.⑵.甲、乙所选的课程中有且只有 1 门相同,分为 2 步:①从 4 门中先任选一门作为相同的课程,有 C 41 4 种选法,②甲从剩余的 3 门中任选 1 门,乙从最后剩余的 2 门中任选 1 门,有 C31C 21 6 种选法,由分步计数原理此时共有 C 41C 31 C 2124种.最后由分类计数原理,甲、乙所选的课程中至少有 1 门不相同的选法共有6+24=30 种.故选 C.法二:可以先让甲、乙任意选择两门,有 C 42C 4236 种方法,然后再把两个人全相同的情况去掉,两个人全相同,可以将甲与乙看成为同一个人,从 4 门中任选两门有C 42 6 种选法,所以至少有一门不相同的选法为 C 42 C 42 C 4230 种不同的选法.解题策略:正难则反,等价转化的策略.6.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()【解析】:第一类个位是0,共P92种不同的排法;第二类个位不是0,共C41C81C81种不同的解法.故共有 P92+ C41C81C81=328(个).解题策略:合理分类与准确分步的策略 .7. 从 10 名大学毕业生中选 3 人担任村长助理,则甲、乙至少有 1 人入选,而丙没有入选的不同选法的总数为()【解析】:合理分类,甲、乙全被选中,有 C 22C 71种选法,甲、乙有一个被选中,有 C12C 72种不同的选法,共 C 22C 17+ C 21 C 72=49种不同的选法.解题策略:( 1)特殊元素优先安排的策略;(2)合理分类与准确分步的策略.8.将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的总数为()【解析】:将甲、乙、丙、丁四名学生分成三组,则共有 C 42种不同的分法,然后三组进行全排列共 P33种不同的方法;最后再把甲、乙分到同一个班的情况排除掉,共 P33种不同的排法.所以总的排法为 C42 P33- P33=30种.注意 : 这里有一个分组的问题,即四个元素分成三组有几种不同的分法的问题.解题策略:⑴.正难则反、等价转化的策略⑵. 相邻问题捆绑处理的策略⑶. 排列、组合混合问题先选后排的策略;解排列组合的应用题要注意以下几点:仔细审题,判断是排列还是组合问题,要按元素的性质分类,按事件发生的过程进行分步.深入分析,严密周详,注意分清是乘还是加,要防止重复和遗漏,辩证思维,多角度分析,全面考虑.对限制条件较复杂的排列组合问题,要周密分析,设计出合理的方案,把复杂问题分解成若干简单的基本问题后用两个计数原理来解决.由于排列组合问题的答案一般数目较大,不易直接验证,因此在检查结果时,应着重检查所设计的解决方案是否完备,有无重复和遗漏,也可采用不同的方法求解.看看结果是否相同,在对排列组合问题分类时,分类标准应统一,否则易出现遗漏和重复.。
2.基本的分配的问题(1)定向分配问题例5 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?(1)甲两本、乙两本、丙两本.(2)甲一本、乙两本、丙三本.(3)甲四本、乙一本、丙一本.(2)不定向分配问题例6六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?(1)每人两本.(2) 一人一本、一人两本、一人三本.(3) 一人四本、一人一本、一人一本.例7 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少种分法?3.分配问题的变形问题例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,不同的选法有多少种?例10设集合A={1,2,3,4},B={6,7,8},A为定义域,B为值域,则从集合A到集合B 的不同的函数有多少个?五.相同元素隔板法及应用:情形1:将n件相同的物品或(名额)分配给m个(或位置),允许若干个人或(位置)为空。
将n件物品和m-1个隔板排成一排,占n+m-1个位置,从n+m-1个位置选m-1位置放隔板,有种。
m1-C1-nm情形2:将n件相同的物品或(名额)分配给m个(或位置),每个位置必须有物品,有种。
1-mC1-n把20个相同的球放入4个不同的盒子,每个盒子至少有3个小球,有多少种不同方法?把20个相同的球放入编号为2,3,4,5的4个盒子,每个盒子的小球数不少于编号数,有多少种不同方法?把20个相同的球放入4个不同的盒子,盒子可以空,有多少种不同方法?1.指标分配问题。
例12、某校召开学生会议,要将10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,若每班至少1个名额,又有多少种不同分法?2.求n 项展开式的项数。
例13、求展开式中共有多少项?10521)(x x x +⋅⋅⋅++例14、求方程++…+=7的正整数解的个数。
1x 2x 5x五至多,至少问题排除法例15.从4台甲型和5台乙型电视机中任取3台,其中至少要甲型和乙型电视机各一台,则不同的取法共有A、140种B、80种C、70种D、35种例16.(1)以正方体的顶点为顶点的四面体共有A、70种B、64种C、58种D、52种(2)四面体的顶点和各棱中点共10点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有A、150种B、147种C、144种D、141种6.综合问题先选后排例17.(1)四个不同球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,则恰有一个空盒的放法有多少种?(2)9名乒乓球运动员,其中男5名,女4名,现在要进行混合双打训练,有多少种不同的分组方法?七 .对等问题缩倍法: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19.五人并排站成一排,如果必须站在的右边(可以不相邻)那么不同的,,,,A B C D E B A ,A B 排法种数是A 、24种B 、60种C 、90种D 、120种十.多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理.例20.(1)6个不同的元素排成前后两排,每排3个元素,那么不同的排法种数是A 、36种B 、120种C 、720种D 、1440种(2)8个不同的元素排成前后两排,每排4个元素,其中某2个元素要排在前排,某1个元素排在后排,有多少种不同排法?e i rb ei n 为海上四个岛,。
排列组合问题经典题型与通用方法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,则不同的排法有()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)那么不同的排法有()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 CA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再相加。
排列组合(一)1、用0、1、2、3、4五个数字,一共可以组成多少个没有重复数字的三位数?答:可以组成48个,用排列组合的方法计算即可:百位数不能为0,所以可以选择的数字只有4位,即C4取1=4十位数除了不能用百位数出现的数字以外都可以,即C4取1=4个位数除了十位数和百位数出现的数字以外都可以,即C3取1=3可以实现的组合有:4*4*3=482、幼儿园里的6个小朋友去坐3个不同的椅子,有多少种坐法?6×5×4=120(种)答:有120种坐法.答:一共120种坐法,先从6名同学中抽出3个不排序,是20种然后吧选出来来得3人进行排列,是6种两个步骤方法数相乘就是120种3、某信号兵用红、黄、蓝三种颜色的小旗各一面,用它们挂在旗杆上作信号(顺序不同时表示的信号也不同),总共可以作出多少种不同的信号?答:3×2×1=6,一共6种信号。
最上面位置可以从3种颜色中选1种,中间位置可以从剩余2种颜色中选1种,下面位置只能从剩余1种颜色种选1种,就是3×2×1=6种。
4、有4个同学去拍照,照相时,必须有一名同学为其他3人拍照,一共有多少种拍照形式?(照相时3人站成一排)根据分析可知:4×3×2×1=24(种),答:共有24种拍照情况.故答案为:24.5、北京到天津的铁路线有10个车站,需要准备多少种不同的车票?方法一:车站1到2,3,4,5,6,7,8,9,10有9种,车站2到3,4,5,6,7,8,9,10有8种,一次类推,车站9到10 有1种。
一共有1+2+3+4+5+6+7+8+9=45,如果有反程有45*2=90种,方法二:9╳10,10为10个站,9为每个站可以有9个目的地。
6、一次乒乓球比赛,最后有6名选手进入决赛,如果赛前写出冠亚军名单,一共可以写出多少种?冠亚军名单一共有30种可能。
设6名选手分别为A、B、C、D、E、F。
排列组合典型题大全一.可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以重复,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”,则通过“住店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理的策略中,关键是在正确判断哪个底数,哪个是指数【例1】(1)有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有多少种不同的报名方法?(2)有4名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有多少种不同的结果?(3)将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则有多少种不同投法?【解析】:(1)43(2)34(3)34【例2】把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?【解析】:完成此事共分6步,第一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有67种不同方案.【例3】8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有()A 、38 B、83 C、38A D 、38C 【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项冠军,把8名学生看作8家“店”,3项冠军看作3个“客”,他们都可能住进任意一家“店”,每个“客”有8种可能,因此共有38种不同的结果。
所以选A1、4封信投到3个信箱当中,有多少种投法?2、4个人争夺3项冠军,要求冠军不能并列,每个人可以夺得多项冠军也可以空手而还,问最后有多少种情况?3、4个同学参加3项不同的比赛(1)每位同学必须参加一项比赛,有多少种不同的结果?(2)每项竞赛只许一名同学参加,有多少种不同的结果?4、5名学生报名参加4项比赛,每人限报1项,报名方法的种数有多少?又他们争夺这4项比赛的冠军,获得冠军的可能性有多少?5、甲乙丙分10瓶汽水的方法有多少种?6、(全国II 文)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同的报名方法共(A)10种(B) 20种(C) 25种(D) 32种7、5位同学报名参加并负责两个课外活动小组,每个兴趣小组只能有一个人来负责,负责人可以兼职,则不同的负责方法有多少种?8、4名不同科目的实习教师被分配到3个班级,不同的分法有多少种?思考:4名不同科目的实习教师被分配到3个班级,每班至少一个人的不同的分法有多少种?二.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【解析】:把,A B 视为一人,且B 固定在A 的右边,则本题相当于4人的全排列,4424A种例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。
排列组合二项定理排列组合二项定理知识要点—、两个原理.1.乘法原理、加法原理.2.可以有事复无奉的排列.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= m n..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:秫"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,哲眼丁定顺序排成一列,叫做从儿个不同元素中取出秫个元素的一个排列.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个不同元素中取出个元素排成一列,称为从«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A片表示.⑷排列数公式:A m= n(n一1)• • • (〃一m +1)= :——(m < n, n, m G N)注意:n-nl=(n + l)!-n!规定0! = 1看=履客规定C?=C:=12,含有可事及素的排列问题.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a” a2,......a”其中限重复数为ni、n2......n k,且n = ni+n2+ ... 以,则S的排列个数等于n = ----- --- .n i ln2\..n k\例如:已知数字3、2、2,求其排列个数"=(1 + 2)!=3又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个1!2! 数n = - = l.3!三、组合.1.⑴组合:从〃个不同的元素中任取m(m<n)个元素并成一组,叫做从〃个不同元素中取出秫个元素的一个组合.⑵组合数公式:c,"=41 = "("T)“・(n + l)C"'=—-—”A;;;尻"m\(n-my.⑶两个公式:①C*=Cf②C%+驾=C£%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.(n + 1)! (n (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c m -*-c ;=c m-,! 一类是不含红球的选法有C :)%1 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-l 个元素,所以有C”':,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 :种,依分类原理有C m ~\+C^=C n ^.⑷排列与组合的联系与区别.联系:都是从"个不同元素中取出加个元素.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 n n n nC°+C 2+C 4+••- =C*+C 3+C 5+••• =2,?-1n n nn n n ° 〃十° m+1 十° m+2 • •七 m+n+1kc k =心:1 「k_ 1 厂灯1C n~ C n+1k + 1 n + 1%1 常用的证明组合等式方法例.i. 裂项求和法.如:-+-+-+—— =1-一—(利用 —=——一1)n! (〃一 1)! n\ 2! 3! 4! (n + 1)! (〃 + 1)!ii. 导数法.iii.数学归纳法.iv.倒序求和法.V.递推法(即用 c"-+c m -l=c n :;递推)如:C ;+C ;+C ;+ •••C :=C"+:. Vi.构造二项式.如:(C°)2+(C^)2 + ••• + (C:)2=C 2;; 证明:这里构造二项式(x + l)"(l + x)"=(l + x)2"其中x"的系数,左边为席吒+•••+ac=e)2+(c;)2+...+(a)2,而右边=c 2:四、排列' 组合综合.i.i.排列、组合问题几大解题方法及题型:%1 直接法.②排除法.%1 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/»(/»<»)个元素必相邻的排列有个.其中A ::::;是一个“整体排列”,而则是“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-%1 有n 件不同商品,若其中A 、B 排在一起有%1 有n 件不同商品,若其中有二件要排在一起有A,;.A ;;:;.注:①③区别在于①是确定的座位,有A ;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.%1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?(插空法),当n-m+l>m,即mV*时有意义,2%1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.%1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种,个元素的全排列有A岩种,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A n去调序的作用,即若"个元素排成一列,其中加个元素次序一定,共有二种排列方法.A m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?C n C%1平均法:若把kn个不同元素平均分成k组,每组n个,共有~ .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?有管=3 (平均分组就用不着管组2!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?厂8厂2(p=)G”2!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?有当n-m+l>m, BP m<ZL±l 时有意义.2%1隔板法:常用于解正整数解组数的问题.例如:%1+X2+X3+X4=12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无,巧/3/4显然X1+X2+X3+X4=12,故(x1,x2,x3,x4)是方程的一组解.反之,方程的任何一组解(y1,j,2,y3,y4),对应着惟了的一f 中在〔12个球之间插入隔板的方式(如图•匚丁',二,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C* 注意:若为非负数解的X 个数,即用勺皿中⑶等于"1 ,有X] + x2 + .v3... + X" = A => % -1 + % -1 + ■■-a n -1 = A ,进而转化为求a的正整数解的个数为C^+n .%1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:A::;;不在某一位置上:A':—A';;]:或&岩+&」.&;:(一类是不取出特殊元素a, 有A”. 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)%1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。
排列组合复习题型总结一、特殊对象问题:优先进行处理1.有5人排成一列,其中甲不在第一的位置,有多少种排法?2.有5人排成一列,其中甲不能在第一,乙不能在最后,有多少种排法?二、名额分配问题:名额插挡板法3.有10个三好学生的名额分给3个班,要求每班至少有一个名额,怎么分?4.有7个三好学生的名额,分给3个班,怎么分?三、分组分配问题:分配等于先分组,再把组分配出去5.有6本不同的书,平均分给甲乙丙三人,有多少种分法?6.有6本不同的书,平均分为三组,有多少种分法?7.有6本不同的书,分甲1本,乙2本,丙3本,有多少种分法?8.有6本不同的书,分三组,一组1本,一组2本,一组3本,有多少分法?9.有6本不同的书,分给三个人,一人1本,一人2本,一人3本,有多少种分法?10.有9本不同分成三组,一组5本,另外两组各2本,有多少种分法?11.有9本不同的书,分给甲乙均2本,丙5本,有多少种分法?12.有9本不同的书,分给两人各2本,另一人5本,有多少种分法?四、相邻问题:捆绑法13.8人排成一列,甲乙丙三人必须相邻,有多少种排法?14.8人排成一列,甲乙两人必须相邻,且都不和丙相邻,有多少种排法?15.一排8个座位,3人坐,5个空座位相邻,有多少种坐法?16.一排8个座位,3人坐,其中恰有4个空座位相邻,有多少种坐法?五、不相邻问题:插空法17.某人射击训练,8枪命中3枪,恰好没有任何2枪连续命中,有多少情况?18.8人排成一列,甲乙丙三人不可相邻,有多少种排法?19.8盏灯关掉3盏,不许关掉相邻的,也不许关掉两端,多少种方法?20.某人射击训练,8枪命中3枪,恰好2枪连续命中,有多少种情况?六、成双成对问题:先按双取出,再从各双分别取出一只,自然不成双21.从6双不同鞋子中取出4只,要求都不许成双,有多少种方法?22.从6双不同鞋子中取出4只,要求恰好有一双,有多少种方法?七、可(不可)重复使用的对象:问题中有两组对象,解决问题时要以不可重复使用的对象作为分步的标准(住店、投信、映射、冠亚军等)23.5人住3家店,有多少种住法?24.若有4项冠军在3个人中产生,没有并列冠军,问有多少种不同的夺冠可能性。
排列组合问题经典题型与通用方法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,则不同的排法有()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)那么不同的排法有()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 CA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再相加。
排列与组合习题1.6个人分乘两辆不同的汽车,每辆车最多坐4人,则不同的乘车方法数为() A.40B.50C.60D.70[解析]先分组再排列,一组2人一组4人有C26=15种不同的分法;两组各3人共有C36A22=10种不同的分法,所以乘车方法数为25×2=50,故选B.2.有6个座位连成一排,现有3人就坐,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有()A.36种B.48种C.72种D.96种[解析]恰有两个空座位相邻,相当于两个空位与第三个空位不相邻,先排三个人,然后插空,从而共A33A24=72种排法,故选C.3.只用1,2,3三个数字组成一个四位数,规定这三个数必须同时使用,且同一数字不能相邻出现,这样的四位数有()A.6个B.9个C.18个D.36个[解析]注意题中条件的要求,一是三个数字必须全部使用,二是相同的数字不能相邻,选四个数字共有C13=3(种)选法,即1231,1232,1233,而每种选择有A22×C23=6(种)排法,所以共有3×6=18(种)情况,即这样的四位数有18个.4.男女学生共有8人,从男生中选取2人,从女生中选取1人,共有30种不同的选法,其中女生有() A.2人或3人B.3人或4人C.3人D.4人[解析]设男生有n人,则女生有(8-n)人,由题意可得C2n C18-n=30,解得n=5或n=6,代入验证,可知女生为2人或3人.5.某幢楼从二楼到三楼的楼梯共10级,上楼可以一步上一级,也可以一步上两级,若规定从二楼到三楼用8步走完,则方法有()A.45种B.36种C.28种D.25种[解析]因为10÷8的余数为2,故可以肯定一步一个台阶的有6步,一步两个台阶的有2步,那么共有C28=28种走法.6.某公司招聘来8名员工,平均分配给下属的甲、乙两个部门,其中两名英语翻译人员不能分在同一个部门,另外三名电脑编程人员也不能全分在同一个部门,则不同的分配方案共有()A.24种B.36种C.38种D.108种[解析]本题考查排列组合的综合应用,据题意可先将两名翻译人员分到两个部门,共有2种方法,第二步将3名电脑编程人员分成两组,一组1人另一组2人,共有C13种分法,然后再分到两部门去共有C13A22种方法,第三步只需将其他3人分成两组,一组1人另一组2人即可,由于是每个部门各4人,故分组后两人所去的部门就已确定,故第三步共有C13种方法,由分步乘法计数原理共有2C13A22C13=36(种).7.已知集合A={5},B={1,2},C={1,3,4},从这三个集合中各取一个元素构成空间直角坐标系中点的坐标,则确定的不同点的个数为()A.33 B.34 C.35 D.36[解析]①所得空间直角坐标系中的点的坐标中不含1的有C12·A33=12个;②所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有1个1的有C12·A33+A33=18个;③所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有2个1的有C13=3个.故共有符合条件的点的个数为12+18+3=33个,故选A.8.由1、2、3、4、5、6组成没有重复数字且1、3都不与5相邻的六位偶数的个数是() A.72 B.96 C.108 D.144[解析]分两类:若1与3相邻,有A22·C13A22A23=72(个),若1与3不相邻有A33·A33=36(个)故共有72+36=108个.9.如果在一周内(周一至周日)安排三所学校的学生参观某展览馆,每天最多只安排一所学校,要求甲学校连续参观两天,其余学校均只参观一天,那么不同的安排方法有()A.50种B.60种C.120种D.210种[解析]先安排甲学校的参观时间,一周内两天连排的方法一共有6种:(1,2)、(2,3)、(3,4)、(4,5)、(5,6)、(6,7),甲任选一种为C16,然后在剩下的5天中任选2天有序地安排其余两所学校参观,安排方法有A25种,按照分步乘法计数原理可知共有不同的安排方法C16·A25=120种,故选C.10.安排7位工作人员在5月1日到5月7日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不能安排在5月1日和2日,不同的安排方法共有________种.(用数字作答)[解析]先安排甲、乙两人在后5天值班,有A25=20(种)排法,其余5人再进行排列,有A55=120(种)排法,所以共有20×120=2400(种)安排方法.11.今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有________种不同的排法.(用数字作答)[解析]由题意可知,因同色球不加以区分,实际上是一个组合问题,共有C49·C25·C33=1260(种)排法.12.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).[解析]先将6名志愿者分为4组,共有C26C24A22种分法,再将4组人员分到4个不同场馆去,共有A 44种分法,故所有分配方案有:C 26·C 24A 22·A 44=1 080种. 13.要在如图所示的花圃中的5个区域中种入4种颜色不同的花,要求相邻区域不同色,有________种不同的种法(用数字作答).[解析] 5有4种种法,1有3种种法,4有2种种法.若1、3同色,2有2种种法,若1、3不同色,2有1种种法,∴有4×3×2×(1×2+1×1)=72种.14. 将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中.若每个信封放2张,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的方法共有(A )12种 (B )18种 (C )36种 (D )54种【解析】标号1,2的卡片放入同一封信有种方法;其他四封信放入两个信封,每个信封两个有种方法,共有种,故选B.15. 某单位安排7位员工在10月1日至7日值班,每天1人,每人值班1天,若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在10月1日,丁不排在10月7日,则不同的安排方案共有A. 504种B. 960种C. 1008种D. 1108种 解析:分两类:甲乙排1、2号或6、7号 共有4414222A A A ⨯种方法甲乙排中间,丙排7号或不排7号,共有)(43313134422A A A A A +种方法故共有1008种不同的排法16. 由1、2、3、4、5、6组成没有重复数字且1、3都不与5相邻的六位偶数的个数是 (A )72 (B )96 (C ) 108 (D )144 解析:先选一个偶数字排个位,有3种选法①若5在十位或十万位,则1、3有三个位置可排,32232A A =24个②若5排在百位、千位或万位,则1、3只有两个位置可排,共32222A A =12个算上个位偶数字的排法,共计3(24+12)=108个 答案:C17. 在某种信息传输过程中,用4个数字的一个排列(数字允许重复)表示一个信息,不同排列表示不同信息,若所用数字只有0和1,则与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为 A.10 B.11 C.12 D.1518. 现安排甲、乙、丙、丁、戌5名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加。
典型例题一例1 用0到9这10 个数字.可组成多少个没有重复数字的四位偶数?解法1:当个位数上排“0”时,千位,百位,十位上可以从余下的九个数字中任选3个来排列,故有39A 个;当个位上在“2、4、6、8”中任选一个来排,则千位上从余下的八个非零数字中任选一个,百位,十位上再从余下的八个数字中任选两个来排,按乘法原理有281814A A A ⋅⋅(个). ∴ 没有重复数字的四位偶数有2296179250428181439=+=⋅⋅+A A A A 个.典型例题二例2 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?解:(1)(捆绑法)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,这样同五个男生合一起共有六个元素,然成一排有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 对种不同的排法,因此共有43203366=⋅A A 种不同的排法. (2)(插空法)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档.这样共有4个空档,加上两边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144003655=⋅A A 种不同的排法.(3)解法1:(位置分析法)因为两端不能排女生,所以两端只能挑选5个男生中的2个,有25A 种不同的排法,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144006625=⋅A A 种不同的排法. (4)解法1:因为只要求两端不都排女生,所以如果首位排了男生,则未位就不再受条件限制了,这样可有7715A A ⋅种不同的排法;如果首位排女生,有13A 种排法,这时末位就只能排男生,有15A 种排法,首末两端任意排定一种情况后,其余6位都有66A 种不同的排法,这样可有661513A A A ⋅⋅种不同排法.因此共有360006615137715=⋅⋅+⋅A A A A A 种不同的排法.解法2:3个女生和5个男生排成一排有88A 种排法,从中扣去两端都是女生排法6623A A ⋅种,就能得到两端不都是女生的排法种数.因此共有36000662388=⋅-A A A 种不同的排法.典型例题三例3 排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单。
(1)任何两个舞蹈节目不相邻的排法有多少种?(2)歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的方法有多少种?解:(1)先排歌唱节目有55A 种,歌唱节目之间以及两端共有6个位子,从中选4个放入舞蹈节目,共有46A 中方法,所以任两个舞蹈节目不相邻排法有:55A 46A =43200. (2)先排舞蹈节目有44A 中方法,在舞蹈节目之间以及两端共有5个空位,恰好供5个歌唱节目放入。
所以歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的排法有:44A 55A =2880种方法。
典型例题四例4 某一天的课程表要排入政治、语文、数学、物理、体育、美术共六节课,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,那么共有多少种不同的排课程表的方法.分析与解法1:6六门课总的排法是66A ,其中不符合要求的可分为:体育排在第一书有55A 种排法,如图中Ⅰ;数学排在最后一节有55A 种排法,如图中Ⅱ;但这两种排法,都包括体育排在第一书数学排在最后一节,如图中Ⅲ,这种情况有44A 种排法,因此符合条件的排法应是:5042445566=+-A A A (种). 典型例题五例5 现有3辆公交车、3位司机和3位售票员,每辆车上需配1位司机和1位售票员.问车辆、司机、售票员搭配方案一共有多少种?分析:可以把3辆车看成排了顺序的三个空:,然后把3名司机和3名售票员分别填入.因此可认为事件分两步完成,每一步都是一个排列问题.解:分两步完成.第一步,把3名司机安排到3辆车中,有633=A 种安排方法;第二步把3名售票员安排到3辆车中,有633=A 种安排方法.故搭配方案共有363333=⋅A A 种.典型例题六例6 下是表是高考第一批录取的一份志愿表.如果有4所重点院校,每所院校有3个专业是你较为满意的选择.若表格填满且规定学校没有重复,同一学校的专业也没有重复的话,你将有多少种不同的填表方法?解:填表过程可分两步.第一步,确定填报学校及其顺序,则在4所学校中选出3所并加排列,共有34A 种不同的排法;第二步,从每所院校的3个专业中选出2个专业并确定其顺序,其中又包含三小步,因此总的排列数有232323A A A ⋅⋅种.综合以上两步,由分步计数原理得不同的填表方法有:518423232334=⋅⋅⋅A A A A 种. 典型例题七例5 7名同学排队照相.(1)若分成两排照,前排3人,后排4人,有多少种不同的排法?(2)若排成两排照,前排3人,后排4人,但其中甲必须在前排,乙必须在后排,有多少种不同的排法?(3)若排成一排照,甲、乙、丙三人必须相邻,有多少种不同的排法?(4)若排成一排照,7人中有4名男生,3名女生,女生不能相邻,有多少种不面的排法? 解:(1) 5040774437==⋅A A A 种.(2)第一步安排甲,有13A 种排法;第二步安排乙,有14A 种排法;第三步余下的5人排在剩下的5个位置上,有55A 种排法,由分步计数原理得,符合要求的排法共有1440551413=⋅⋅A A A 种. (3)第一步,将甲、乙、丙视为一个元素,有其余4个元素排成一排,即看成5个元素的全排列问题,有55A 种排法;第二步,甲、乙、丙三人内部全排列,有33A 种排法.由分步计数原理得,共有7203355=⋅A A 种排法. (4)第一步,4名男生全排列,有44A 种排法;第二步,女生插空,即将3名女生插入4名男生之间的5个空位,这样可保证女生不相邻,易知有35A 种插入方法.由分步计数原理得,符合条件的排法共有:14403544=⋅A A 种.典型例题八例8 从65432、、、、五个数字中每次取出三个不同的数字组成三位数,求所有三位数的和.解:形如的数共有24A 个,当这些数相加时,由“2”产生的和是224⋅A ;形如的数也有24A 个,当这些数相加时,由“2”产生的和是10224⋅⋅A ;形如的数也有24A 个,当这些数相加时,由“2”产生的和应是100224⋅⋅A .这样在所有三位数的和中,由“2”产生的和是111224⋅⋅A .同理由6543、、、产生的和分别是111324⋅⋅A ,111424⋅⋅A ,111524⋅⋅A ,111624⋅⋅A ,因此所有三位数的和是26640)65432(11124=++++⋅⋅A . 典型例题九例9 计算下列各题:(1) 215A ; (2) 66A ; (3) 1111------⋅n n m n m n m n A A A ; (4) !!33!22!1n n ⋅++⋅+⋅+Λ (5) !1!43!32!21n n -++++Λ 解:(1) 2101415215=⨯=A ;(2) 720123456!666=⨯⨯⨯⨯⨯==A ;(3)原式!)1(1!)(]!)1(1[!)1(-⋅-⋅----=n m n m n n 1!)1(1!)(!)(!)1(=-⋅-⋅--=n m n m n n ; (4)原式]!!)1[()!3!4()!2!3()1!2(n n -+++-+-+-=Λ1!)1(-+=n ;(5)∵!1!)1(1!1n n n n --=-,∴!1!43!32!21n n -++++Λ !11!1!)1(1!41!31!31!21!21!11n n n -=--++-+-+-=Λ. 本题计算中灵活地用到下列各式:!)1(!-=n n n ;!!)1(!n n nn -+=;!1!)1(1!1n n n n --=-;使问题解得简单、快捷.典型例题十例10 f e d c b a ,,,,,六人排一列纵队,限定a 要排在b 的前面(a 与b 可以相邻,也可以不相邻),求共有几种排法.对这个题目,A 、B 、C 、D 四位同学各自给出了一种算式:A 的算式是6621A ;B 的算式是441514131211)(A A A A A A ⋅++++;C 的算式是46A ; D 的算式是4426A C ⋅.上面四个算式是否正确,正确的加以解释,不正确的说明理由.解:A 中很显然,“a 在b 前的六人纵队”的排队数目与“b 在a 前的六人纵队”排队数目相等,而“六人纵队”的排法数目应是这二者数目之和.这表明:A 的算式正确.B 中把六人排队这件事划分为a 占位,b 占位,其他四人占位这样三个阶段,然后用乘法求出总数,注意到a 占位的状况决定了b 占位的方法数,第一阶段,当a 占据第一个位置时,b 占位方法数是15A ;当a 占据第2个位置时,b 占位的方法数是14A ;……;当a 占据第5个位置时,b 占位的方法数是11A ,当a ,b 占位后,再排其他四人,他们有44A 种排法,可见B 的算式是正确的. C 中46A 可理解为从6个位置中选4个位置让f e d c ,,,占据,这时,剩下的两个位置依前后顺序应是b a ,的.因此C 的算式也正确.D 中把6个位置先圈定两个位置的方法数26C ,这两个位置让b a ,占据,显然,b a ,占据这两个圈定的位置的方法只有一种(a 要在b 的前面),这时,再排其余四人,又有44A 种排法,可见D 的算式是对的.说明:下一节组合学完后,可回过头来学习D 的解法. 典型例题十一例11 八个人分两排坐,每排四人,限定甲必须坐在前排,乙、丙必须坐在同一排,共有多少种安排办法?解法1:可分为“乙、丙坐在前排,甲坐在前排的八人坐法”和“乙、丙在后排,甲坐在前排的八人坐法”两类情况.应当使用加法原理,在每类情况下,划分“乙丙坐下”、“甲坐下”;“其他五人坐下”三个步骤,又要用到分步计数原理,这样可有如下算法: 6408551424551224=⋅⋅+⋅⋅A A A A A A (种).解法2:采取“总方法数减去不命题意的所有方法数”的算法.把“甲坐在第一排的八人坐法数”看成“总方法数”,这个数目是7714A A ⋅.在这种前提下,不合题意的方法是“甲坐第一排,且乙、丙坐两排的八人坐法.”这个数目是5514131214A A A C A ⋅⋅⋅⋅.其中第一个因数14A 表示甲坐在第一排的方法数,12C 表示从乙、丙中任选出一人的办法数,13A 表示把选出的这个人安排在第一排的方法数,下一个14A 则表示乙、丙中沿未安排的那个人坐在第二排的方法数,55A 就是其他五人的坐法数,于是总的方法数为640855141312147714=⋅⋅⋅⋅-⋅A A A C A A A (种). 说明:解法2可在学完组合后回过头来学习.典型例题十二例12 计划在某画廊展出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,要求同一品种的画必须连在一起,并且不彩画不放在两端,那么不同陈列方式有( ).A .5544A A ⋅B .554433A A A ⋅⋅C .554413A A C ⋅⋅D .554422A A A ⋅⋅解:将同一品种的画“捆”在一起,注意到水彩画不放在两端,共有22A 种排列.但4幅油画、5幅国画本身还有排列顺序要求.所以共有554422A A A ⋅⋅种陈列方式. ∴应选D .说明:关于“若干个元素相邻”的排列问题,一般使用“捆绑”法,也就是将相邻的若干个元素“捆绑”在一起,看作一个大元素,与其他的元素进行全排列;然后,再“松绑”,将被“捆绑”的若干元素,内部进行全排列.本例题就是一个典型的用“捆绑”法来解答的问题.典型例题十三例13 由数字5,4,3,2,1,0组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数的个数共有( ).A .210B .300C .464D .600解法1:(直接法):分别用5,4,3,2,1作十万位的排列数,共有555A ⋅种,所以其中个位数字小于十位数字的这样的六位数有30052155=⋅⋅A 个. 解法2:(间接法):取5,,1,0Λ个数字排列有66A ,而0作为十万位的排列有55A ,所以其中个位数字小于十位数字的这样的六位数有300)(215566=-A A (个).∴应选B .说明:(1)直接法、间接法是解决有关排列应用题的两种基本方法,何时使用直接法或间接法要视问题而定,有的问题如果使用直接法解决比较困难或者比较麻烦,这时应考虑能否用间接法来解.(2)“个位数字小于十位数字”与“个位数字大于十位数字”具有对称性,这两类的六位数个数一样多,即各占全部六位数的一半,同类问题还有6个人排队照像时,甲必须站在乙的左侧,共有多少种排法.典型例题十四例14 用5,4,3,2,1,这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( ).A .24个B .30个C .40个D .60个分析:本题是带有附加条件的排列问题,可以有多种思考方法,可分类,可分步,可利用概率,也可利用本题所提供的选择项分析判断.解法1:分类计算.将符合条件的偶数分为两类.一类是2作个位数,共有24A 个,另一类是4作个位数,也有24A 个.因此符合条件的偶数共有242424=+A A 个. 解法2:分步计算.先排个位数字,有12A 种排法,再排十位和百位数字,有24A 种排法,根据分步计数原理,三位偶数应有242412=⋅A A 个.解法3:按概率算.用51-这5个数字可以组成没有重复数字的三位数共有6035=A 个,其中偶点其中的52.因此三位偶数共有245260=⨯个. 解法4:利用选择项判断.用51-这5个数字可以组成没有重复数字的三位数共有6035=A 个.其中偶数少于奇数,因此偶数的个数应少于30个,四个选择项所提供的答案中,只有A 符合条件. ∴应选A .典型例题十五例15 (1)计算88332211832A A A A ++++Λ.(2)求!!3!2!1n S n ++++=Λ(10≥n )的个位数字.分析:本题如果直接用排列数公式计算,在运算上比较困难,现在我们可以从和式中项的特点以及排列数公式的特点两方面考虑.在(1)中,项可抽象为n n n n n n n n n n n n A A nA A n A n nA -=-+=-+=++11)1()11(,(2)中,项为123)2)(1(!⋅⋅--=Λn n n n ,当5≥n 时,乘积中出现5和2,积的个位数为0,在加法运算中可不考虑.解:(1)由!!)1(n n nA n n -+=∴原式362879!1!9!8!9!2!3!1!2=-=-++-+-=Λ.(2)当5≥n 时,123)2)(1(!⋅⋅--=Λn n n n 的个位数为0,∴!!3!2!1n S n ++++=Λ(10≥n )的个位数字与!4!3!2!1+++的个位数字相同. 而33!4!3!2!1=+++,∴n S 的个位数字为3.说明:对排列数公式特点的分析是我们解决此类问题的关键,比如:求证:!)1(11!)1(!43!32!21+-=+++++n n n Λ,我们首先可抓等式右边的 !)1(1!1!)1(1!)1(1!)1(11!)1(+-=+-++=+-+=+n n n n n n n n n , ∴左边=+-=+-++-+-=!)1(11!)1(1!1!31!21!211n n n Λ右边. 典型例题十六例16 用543210、、、、、共六个数字,组成无重复数字的自然数,(1)可以组成多少个无重复数字的3位偶数?(2)可以组成多少个无重复数字且被3整除的三位数?分析:3位偶数要求个位是偶数且首位数字不能是0,由于个位用或者不用数字0,对确定首位数字有影响,所以需要就个位数字用0或者用42、进行分类.一个自然数能被3整除的条件是所有数字之和是3的倍数,本题可以先确定用哪三个数字,然后进行排列,但要注意就用与不用数字0进行分类.解:(1)就个位用0还是用42、分成两类,个位用0,其它两位从4321、、、中任取两数排列,共有1224=A (个),个位用2或4,再确定首位,最后确定十位,共有32442=⨯⨯(个),所有3位偶数的总数为:443212=+(个).(2)从543210、、、、、中取出和为3的倍数的三个数,分别有下列取法:)210(、)510(、)420(、)540(、)321(、)531(、)432(、)543(,前四组中有0,后四组中没有0,用它们排成三位数,如果用前4组,共有162422=⨯⨯A (个),如果用后四组,共有24433=⨯A (个),所有被3整除的三位数的总数为402416=+(个). 典型例题十七例17 一条长椅上有7个座位,4人坐,要求3个空位中,有2个空位相邻,另一个空位与2个相邻空位不相邻,共有几种坐法?分析:对于空位,我们可以当成特殊元素对待,设空座梯形依次编号为7654321、、、、、、.先选定两个空位,可以在21、号位,也可以在32、号位…共有六种可能,再安排另一空位,此时需看到,如果空位在21、号,则另一空位可以在7654、、、号位,有4种可能,相邻空位在76、号位,亦如此.如果相邻空位在32、号位,另一空位可以在765、、号位,只有3种可能,相邻空位在43、号,54、号,65、号亦如此,所以必须就两相邻空位的位置进行分类.本题的另一考虑是,对于两相邻空位可以用合并法看成一个元素与另一空位插入已坐人的4个座位之间,用插空法处理它们的不相邻.解答一:就两相邻空位的位置分类:若两相邻空位在21、或76、,共有1924244=⨯⨯A (种)坐法.若两相邻空位在32、,43、,54、或65、,共有2883444=⨯⨯A (种)不同坐法,所以所有坐法总数为480288192=+(种).解答二:先排好4个人,然后把两空位与另一空位插入坐好的4人之间,共有4802544=⋅A A (种)不同坐法. 解答三:本题还可采用间接法,逆向考虑在所有坐法中去掉3个空位全不相邻或全部相邻的情况,4个人任意坐到7个座位上,共有47A 种坐法,三个空位全相邻可以用合并法,直接将三个空位看成一个元素与其它座位一起排列,共有55A 种不同方法.三个空位全不相邻仍用插空法,但三个空位不须排列,直接插入4个人的5个间隔中,有1044⨯A 种不同方法,所以,所有满足条件的不同坐法种数为48010445547=--A A A (种).。