高中数学之排列组合的解题方法
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高中数学排列组合问题的常见解题方法和策略江西省永丰中学陈保进排列组合问题是高中数学的一个难点,它和实际问题联系紧密,题型多样,解题思路灵活多变,学生不容易掌握。
下面介绍一些常见的排列组合问题的解题方法和策略。
1.相邻问题捆绑法:将相邻的几个元素捆绑成一组,当作一个大元素参与排列例1:A ,B ,C ,D ,E 五人站成一排,如果A ,B 必须相邻,则不同的排法种数为_____解析:把A ,B 捆绑,视为一个整体,整体内部排序,有22A 种情况,再将整体和另外三人排序,有44A 种情况,所以答案为22A ×44A =48注意:小集团问题也可以用捆绑法变式1:7人排成一排,甲、乙两人中间恰好有3人,则不同的排法有_____种解析:把甲、乙及中间3人看作一个整体,答案为720333522=⨯⨯A A A 2.不相邻问题插空法:不相邻问题,可先把其他元素全排列,再把需要不相邻的元素插入到其他元素的空位或两端例2:七人并排站成一行,如果甲乙丙两两不相邻,那么不同的排法种数是_____解析:先将其它4人全排列,共44A 种情况,再将甲乙丙插入到其他4人的空位或两端,共35A 种情况,所以答案为44A ×35A =14403.定序问题用除法:若要求某几个元素必须保持一定的顺序,可用除法例3:A ,B ,C ,D ,E 五人站成一列,如果A 必须在B 前面,则不同的排法种数有_____解析:先将5人全排列,共55A 种情况,考虑A ,B 的顺序有22A 种,符合题意的只有一种,所以答案为602255=A A 4.特殊元素优先考虑例4:8名男生排成一排,其中甲不站最左边,乙不站最右边,有种排法解析:①甲在最右边时,其他的可全排,有77A 种不同排法②甲不在最右边时,可从余下6个位置中任选一个,有16A 种,再排乙,有16A 种排法,其余人全排列,共有77A +16A ×16A ×66A =30960种不同排法5.特殊位置优先考虑例5:从6名志愿者中选出4人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同的工作,若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则不同的选派方案共有种解析:翻译工作是特殊位置,先选择一人参加翻译工作,14C 种情况,再从其他5人中选择5人参加导游、导购、保洁工作,有35A 种情况,答案为14C ×35A =2406.分组、分配问题:先分组后分配,如果是整体平均分组或部分平均分组,最后计算组数时要除以n n A (n 为均分的组数),避免重复计数例6:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,其中一人得1本,一人得2本,一人得3本,则有________种不同的分法解析:第一步把书按数量1,2,3分成三组,不是平均分组,有332516C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故共有3606033=⨯A 种情况A BC DE变式1:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,其中有两人各得1本,一人得4本,则有________种不同的分法解析:第一步把书按数量1,1,4分成三组,为部分平均分组,有1522441516=A C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故有901533=⨯A 种情况变式2:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,每人得2本,则有_______种不同的分法解析:第一步把书按数量2,2,2分成三组,为整体平均分组,有1533222426=A C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故有901533=⨯A 种情况变式3:某学校派出5名优秀教师去边远地区的三所中学进行教学交流,每所中学至少派一名教师,则不同的分配方法有_____种解析:①按照人数2,2,1分成3组;②按照人数3,1,1分成3组答案为15033221112353322112325=⨯+⨯A A C C C A A C C C 7.正难则反,考虑反面:例7:从10名大学毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为解析:493739=-C C 此法适用于至多、至少、有、没有这类问题8.分类法(含多个限制条件的排列组合问题、多元问题)例8:甲、乙、丙、丁四位同学高考之后计划去A ,B ,C 三个不同社区进行帮扶活动,每人只能去一个社区,每个社区至少一人.其中甲必须去A 社区,乙不去B 社区,则不同的安排方法种数为解析:分2种情况,①乙去A 社区,再将丙丁二人安排到B ,C 社区,有22A 种情况,②乙不去A 社区,则乙必须去C 社区,若丙丁都去B 社区,有1种情况,若丙丁中有1人去B 社区,则先在丙丁中选出1人,安排到B 社区,剩下1人安排到A 或C 社区,有2×2=4种情况,所以答案为2+1+4=7变式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个解析:元素多,取出的情况多种,个位数字可能是0、1、2、3和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A A 个数,合计为300个变式2:在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种解析:只需考虑三张奖券的归属情况,①有三人各得一张奖券,情况数为34A ;②一人获两张奖券一人获一张奖券,情况数为362423=A C ,故答案为609.可重复的排列求幂法例9:把6名实习生分配到7个车间实习,每个车间人数不限,共有种不同方法解析:每名实习生有7种分配方法,答案为7×7×7×7×7×7×7=76种不同的分法10.多排问题单排法例10:6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解析:先排前排,36A 种情况,再排后排,33A 种情况,答案为720663336==⨯A A A如果没有条件限制,把元素排成几排和排成一排情况一样多变式1:8个人排成前后两排,每排4人,其中甲乙要排在前排,丙要排在后排,有种排法解析:先排甲乙和丙,还剩5个位置,让5个人做全排列,答案为5760551424=⨯⨯A A A 11.相同元素的分配问题隔板法(名额分配问题也可用隔板法)例11:将7个相同的小球放入四个不同的盒子,每个盒子都不空,放法有种解析:可以在7个小球的6个空位中插入3块木板,每一种插法对应一种放法,故放法有3620C =种变式1:把20个相同的球全放入编号分别为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于其编号数,则有种放法解析:先向1,2,3号三个盒子中分别放入0,1,2个球后还余下17个球,然后再把这17个球分成3份,每份至少一球,运用隔板法,共有216120C =种放法12.选排问题先取后排例12:10名同学合影,站成了前排3人,后排7人,现摄影师要从后排7人中抽2人站前排,其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的种数为解析:首先从后排的7人中抽2人,有27C 方法;再将这2人安排在前排,第一人有4种放法,第二人有5种放法,答案为2745420C ⨯⨯=变式1:摄像师要对已坐定一排照像的6位小朋友的座位顺序进行调整,要求其中恰有3人座位不调整,则不同的调整方案的种数为______解析:从6人中任选3人有36C 种情况,将这3人位置全部进行调整,有1112112C C C ⨯⨯=种情况,答案为36240C ⨯=13.部分合条件问题排除法例13:以正方体的顶点为顶点的四面体共有个解析:正方体8个顶点从中每次取四点,理论上可构成48C 个四面体,但6个表面和6个对角面的四个顶点共面都不能构成四面体,所以答案为481258C -=变式1:四面体的顶点和各棱中点共10点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有种A、150种B、147种C、144种D、141种解析:从10个点中任取4个的组合数为410210C =,其中4点共面的分三类:①4点在同一侧面或底面的共4组,即46460C ⨯=种②每条棱上的三点和它的对棱的中点共面,这样的共6种③所有棱的6个中点中,4点构成平行四边形共面的有3种答案为210-(60+6+3)=14114.构造模型,等价转化例14:马路上有编号为1,2,3…9九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种?解析:此问题相当于一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯种方法。
高中数学排列组合应用解题技巧在高中数学中,排列组合是一个重要的概念和应用领域。
它不仅在数学中有着广泛的应用,也在现实生活中起到重要的作用。
本文将介绍一些高中数学排列组合应用解题技巧,帮助学生更好地理解和应用这一知识点。
一、排列问题排列是指从一组元素中选取若干个元素按照一定的顺序进行排列的问题。
在解决排列问题时,我们需要注意以下几个关键点。
1. 确定元素的个数:排列问题中,我们需要明确元素的个数。
例如,有5个人参加比赛,我们需要确定从中选取几个人进行排列。
2. 确定元素的顺序:排列问题中,元素的顺序是重要的。
例如,5个人参加比赛,我们需要确定他们的排列顺序。
3. 使用排列公式:在解决排列问题时,我们可以使用排列公式来计算可能的排列数。
排列公式为:A(n,m) = n!/(n-m)!,其中n表示元素的总数,m表示选取的元素个数。
例如,有5个人参加比赛,我们需要确定其中3个人的排列顺序。
根据排列公式,我们可以计算出A(5,3) = 5!/(5-3)! = 5!/2! = 60种可能的排列方式。
二、组合问题组合是指从一组元素中选取若干个元素进行组合的问题。
在解决组合问题时,我们需要注意以下几个关键点。
1. 确定元素的个数:组合问题中,我们需要明确元素的个数。
例如,有5个人参加比赛,我们需要确定从中选取几个人进行组合。
2. 不考虑元素的顺序:组合问题中,元素的顺序不重要。
例如,5个人参加比赛,我们只关心选取的人数,而不关心他们的排列顺序。
3. 使用组合公式:在解决组合问题时,我们可以使用组合公式来计算可能的组合数。
组合公式为:C(n,m) = n!/[(n-m)! * m!],其中n表示元素的总数,m表示选取的元素个数。
例如,有5个人参加比赛,我们需要确定其中3个人进行组合。
根据组合公式,我们可以计算出C(5,3) = 5!/[(5-3)! * 3!] = 5!/2!*3! = 10种可能的组合方式。
三、应用举例下面通过一些具体的例子来说明排列组合在实际问题中的应用。
高中数学排列组合解题技巧在高中数学中,排列组合是一个重要的概念和考点。
它涉及到对一组对象进行有序或无序地选择和排列的问题,常常出现在数学竞赛和高考中。
掌握排列组合的解题技巧对于提高数学成绩至关重要。
本文将介绍一些常见的排列组合题型,并提供解题技巧和例题分析,帮助高中学生和家长更好地掌握这一知识点。
一、排列问题排列问题是指从给定的一组对象中,按照一定的顺序选择一部分或全部对象的问题。
常见的排列问题有全排列、循环排列和有条件的排列等。
1. 全排列全排列是指从n个不同的元素中,按照一定的顺序选取m个元素进行排列的问题。
全排列的计算公式为P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n!表示n的阶乘。
例题1:从1、2、3、4中任选3个数字,共有多少种排列方式?解析:根据全排列的计算公式,P(4, 3) = 4! / (4-3)! = 4! / 1! = 4 × 3 × 2 = 24。
因此,共有24种排列方式。
2. 循环排列循环排列是指将n个不同的元素排成一个环状,不计顺序的排列问题。
循环排列的计算公式为C(n) = (n-1)!,其中n!表示n的阶乘。
例题2:将1、2、3、4排成一个环状,共有多少种循环排列方式?解析:根据循环排列的计算公式,C(4) = (4-1)! = 3! = 3 × 2 = 6。
因此,共有6种循环排列方式。
二、组合问题组合问题是指从给定的一组对象中,按照一定的顺序选择一部分对象的问题。
与排列不同的是,组合不考虑对象的顺序,只关注对象的选择。
常见的组合问题有选择问题和有条件的组合等。
1. 选择问题选择问题是指从n个不同的元素中,按照一定的顺序选取m个元素的问题。
选择问题的计算公式为C(n, m) = n! / (m! × (n-m)!)。
例题3:从1、2、3、4中任选3个数字,共有多少种选择方式?解析:根据选择问题的计算公式,C(4, 3) = 4! / (3! × (4-3)!) = 4! / (3! × 1!) = 4。
高考数学排列组合难题二十一种方法教学目标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m种不同的方法,在第2类1办法中有m种不同的方法,…,在第n类办法中有n m种不同的方法,那么2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m种不同的方法,做第2步1有m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2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具体策略一.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。
高中数学解题技巧之排列组合问题在高中数学中,排列组合是一个重要的概念和考点。
它不仅在数学中有广泛的应用,而且在生活中也有很多实际的应用场景。
掌握排列组合的解题技巧对于高中学生来说非常重要。
本文将介绍一些常见的排列组合问题,并提供解题技巧和实例,帮助读者更好地理解和应用。
一、排列问题排列是指从给定的元素中选取若干个元素按照一定的顺序排列的方式。
在排列中,元素的顺序是重要的。
例题1:某班有5名男生和3名女生,要从中选出3名学生组成一个小组,问有多少种不同的组合方式?解析:这是一个典型的排列问题,要求选出3名学生组成一个小组。
由于男生和女生是区分开的,我们可以分别计算男生和女生的组合方式,然后再将两者相乘得到最终的结果。
男生的组合方式为从5名男生中选出3名,即C(5,3) = 5! / (3! * (5-3)!) = 10种。
女生的组合方式为从3名女生中选出0名,即C(3,0) = 1种。
最终的结果为男生的组合方式乘以女生的组合方式,即10 * 1 = 10种。
例题2:某班有6名学生,要从中选出3名学生组成一个小组,其中2名学生是男生,3名学生是女生,问有多少种不同的组合方式?解析:这个问题相比例题1稍微复杂一些,因为要考虑到男生和女生的区分。
我们可以分别计算男生和女生的组合方式,然后将两者相乘得到最终的结果。
男生的组合方式为从2名男生中选出2名,即C(2,2) = 1种。
女生的组合方式为从3名女生中选出1名,即C(3,1) = 3种。
最终的结果为男生的组合方式乘以女生的组合方式,即1 * 3 = 3种。
二、组合问题组合是指从给定的元素中选取若干个元素,不考虑元素的顺序。
例题3:某班有5名学生,要从中选出3名学生组成一个小组,问有多少种不同的组合方式?解析:这是一个典型的组合问题,要求选出3名学生组成一个小组。
由于不考虑元素的顺序,我们可以直接计算组合的方式。
组合的计算公式为C(5,3) = 5! / (3! * (5-3)!) = 10种。
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。
排列组合题型及其解法一. 特殊元素(位置)用优先法把有限制条件的元素(位置)称为特殊元素(位置),对于这类问题一般采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
例1. 6人站成一横排,其中甲不站左端也不站右端,有多少种不同站法?分析:解有限制条件的元素(位置)这类问题常采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
解法1:(元素分析法)因为甲不能站左右两端,故第一步先让甲排在左右两端之间的任一位置上,有种站法;第二步再让其余的5人站在其他5个位置上,有种站法,故站法共有:=480(种)解法2:(位置分析法)因为左右两端不站甲,故第一步先从甲以外的5个人中任选两人站在左右两端,有种;第二步再让剩余的4个人(含甲)站在中间4个位置,有种,故站法共有:(种)二. 相邻问题用捆绑法对于要求某几个元素必须排在一起的问题,可用“捆绑法”:即将这几个元素看作一个整体,视为一个元素,与其他元素进行排列,然后相邻元素内部再进行排列。
例2. 5个男生和3个女生排成一排,3个女生必须排在一起,有多少种不同排法?解:把3个女生视为一个元素,与5个男生进行排列,共有种,然后女生内部再进行排列,有种,所以排法共有:(种)。
三. 相离问题用插空法元素相离(即不相邻)问题,可以先将其他元素排好,然后再将不相邻的元素插入已排好的元素位置之间和两端的空中。
例3. 7人排成一排,甲、乙、丙3人互不相邻有多少种排法?解:先将其余4人排成一排,有种,再往4人之间及两端的5个空位中让甲、乙、丙插入,有种,所以排法共有:(种)四. 定序问题用除法对于在排列中,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,可以利用除法起到调序的作用,即若n个元素排成一列,其中m个元素次序一定,则有种排列方法。
例4. 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六位数有多少个?解:不考虑限制条件,组成的六位数有种,其中个位与十位上的数字一定,所以所求的六位数有:(个)五. 分排问题用直排法对于把几个元素分成若干排的排列问题,若没有其他特殊要求,可采取统一成一排的方法求解。
高中数学排列组合方法总结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:♀♀♀♀♀♀甲乙第一步,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?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211421226C C CA =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2120240∴⨯共有=种排法55A有=120种排法55A22A535522543AAA=⨯⨯=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4.消序法(留空法)变式:如下图所示,有5横8竖构成的方格图,从A 到B 只能上行或右行共有多少条不同的路线?BABA解: 如图所示将一条路经抽象为如下的一个排法(5-1)+(8-1)=11格:也可以看作是1,2,3,4,5,6,7,①,②,③,④顺序一定的排列,有种排法. 其中必有四个↑和七个→组成!所以, 四个↑和七个→一个排序就对应一条路经,所以从A 到B 共有条不同的路径.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. 35A 33551A A ⨯=514(51)(81)11C C --+-=315455C =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,这种排列称为错位排列.特别当n=2,3,4,5时的错位数各为1,2,9,44.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.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.小结:①分堆问题;②解决排列、组合问题的一些常用方法:错位法、剪截法(隔板法)、捆绑法、剔除法、插孔法、消序法(留空法).3 984C=2 615C=37210A=1266180A A⨯=1.将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则不同的投法的种数是()A.43B.34C.34AD.34CB2.从黄瓜、白菜、油菜、扁豆4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的三块地上,其中黄瓜必须种植,不同的种植方法共有( ) A.24种 B.18种 C.12种 D.6种B3. 12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案共有( )A.4448412C C C 种B.34448412C C C 种 C.3348412AC C 种D.334448412A C C C 种 A。
高中数学排列组合解题技巧在高中数学的学习中,排列组合是一种基础的数学概念,其应用范围广泛,尤其在数学竞赛中经常会涉及到。
对于初学者来说,掌握排列组合解题技巧是十分重要的,以下是我总结的一些技巧,希望能够帮助到大家。
一、排列组合的基本概念排列组合是指从若干元素中选择若干元素形成集合的方法。
其中,排列与组合的区别主要在于是否考虑元素的先后次序。
排列:从n个不同元素中取出m个元素按照一定的顺序排列,称为n 个不同元素中取m个元素的排列,通常表示为A(n,m)。
组合:从n个不同元素中取出m个元素,不考虑顺序的组合方式称为n个不同元素中取m个元素的组合,通常表示为C(n,m)。
二、排列组合的计算方法1. 排列的计算方法对于一个排列问题,我们可以采用以下的公式进行计算:A(n,m)= n! / (n - m)!这个公式的意思是,在n个元素中选择m个元素,有n!种不同的排列方式,但是对于每m个元素组成的排列,其内部元素顺序有m!种不同的排列方式,因此最终的排列结果就是n! / (n - m)!。
2. 组合的计算方法对于一个组合问题,我们可以采用以下的公式进行计算:C(n,m)= A(n,m)/ m! = n! / (m! * (n - m)!)这个公式的意思是,在n个元素中选择m个元素,有A(n,m)种不同的排列方式,但是由于我们不考虑元素的顺序,因此我们需要将这些排列方式除以m!(即m个元素内部可以互相交换的排列方式)。
最终的组合结果就是A(n,m)/ m! = n! / (m! * (n - m)!).三、排列组合问题的应用在解决排列组合的问题时,需要灵活掌握一些技巧,以下是一些常见的应用技巧。
1. 交换变量的位置对于一个排列问题,如果要求的是任意两个元素的不同排列方式数量,我们可以将两个元素的位置互换,得到不同的排列方式,因此需要将所有的不同排列数量乘以2。
2. 选择子集对于一个组合问题,如果需要求出n个元素中取m个元素的所有组合方式,我们可以先选择第一个元素,再从剩下的n-1个元素中选择m-1个元素,从而得到选择第一个元素的组合方式。
高中数学之排列组合的解题方法
作者:夏诗伟
来源:《中学生数理化·教与学》2019年第08期
排列组合是高中数学学习中的一大难点,很多学生对排列组合的解题方法及解题思路都不是非常清晰.本文针对高中数学排列组合,提出了对应的解题方法及解题案例,这对更好地完成排列组合相关内容有很大的好处.
在解题过程中,首先需要阅读题目.阅读题目是第一步,再有就是分析理解题目大意,理清题目对正确、快速地完成题目有很大的好处.在实际的学习过程中,很多学生对排列组合的相关概念的了解是不够深刻的,这就导致了在解决排列组合相关问题的时候,这部分同学会花费很多不必要的时间.或者这部分同学在写题的过程中无法正确地应用公式,从而导致做题失败.面对这种情况,学生首先要学会读题,以下对高中数学排列组合的相关概念做出解读说明.
排列组合的题目类型是多种多样的,解题方法也是十分多元的.在实际的做题过程中,有的学生可能会对某些解题方法有较高的熟练度,因此会在所有的解题中都使用对应的方法.实际上,这样的做法是非常错误的.这是因为对特定的题目而言,解题方法的不一样会导致题目的思考难度及解题难度不一样.应该从对角度分析,把握题目的关键点,然后再去解答题目,不仅可以运用一种方式解答,也可以应用多元的解题方法解决.以下以实际的案例说明从多角度分析同一题目会有不同的解题方法.
捆绑与插空是解决排列组合的两个重要途径.有如下题目:“现有6个人站成一排,A、B 分别是其中的两人,求A、B站在一起的所有情况及A、B不能够站在一起的所有情况”.题目中两人站在一起及两人不站在一起看起来很相似,但是实际上是存在本质上的区别的.“A、B 站在一起的所有情况”适合用捆绑法来解决,“A、B不能够站在一起的所有情况”适合用插空法来解决,其解题思路分别为:①A、B站在一起,我们可以将A、B当成一个整体,这个整体的站位有两种,分别是A在B的左边和A在B的右边.在此基础上,我们可以用公式A55×2算出第一种情况的答案.②A、B不站在一起,我们可以在排列结束后对A、B再进行插空处理.这也是说,先让剩余的4个人进行排列,排列的可能数量为A44.由于4个人周围存在五个空,将A、B分别插到不同的空中,这也意味着A、B的插空方案数为A25,因此,整个问题的最后解答方案数为A44×A25.这个问题说明了运用合适方法解题的重要性,在实际的学习过程中,学生需要尽可能多的积累解题方法.
排列组合问题一般与实际生活有较强的联系.现阶段高中数学排列组合题目大都以实际的生活为背景,让学生解决此类生活相关的题目.生活是非常复杂的,生活中的限定条件也是非常多的.在做题的过程中,部分同学可能会忽视题目中给出的一些重要细节而失分.以下以具体的案例说明高中数学排列组合题目中对细节的把控.
排列组合有这样一道的题目:“0、1、2、3、4、5这6个数可以组成多少个没有重复数字的5位奇数”.这个题目很短,但是很多学生都会忽视其中的一些细节.在做题的过程中,为了更好地把控题目的细节,我们可以将其中的细节一一列出.而这道题目的细节包括:①“0、1、2、3、4、5”有6个数字,现在需要的是一个5位数.②“0”不能够作为一个5位数的开头.③该五位数中不能够有重复的数字.④該五位数为奇数.在列出这些细节后,大部分同学对题解的方法也有了初步的认知.该题的解题方法为:先排列有特殊要求的末位和首位,再对中间位进行排列.对末位进行排列,情况数为C13.对首位进行排列,情况数为C14,最后对中间位进行排列,情况数为A34.因此该题目最后的答案为C13C14A34.
在学习排列组合及做排列组合相关题目的时候,高中生一定需要抱有较高的重视度.这是因为此类题目是非常容易出错的.为了更好地解决高中数学排列组合相关的题目,学生可以对文中提到的三个方法进行参考.。