排列组合问题经典题型解析含答案
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()A、60种B、48种C、36种D、24种解析: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,答案:D .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种解析:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种,选B .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种解析:B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种,选B .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。
例11.现有1名老师和4名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站两端则有不同的排法有多少种?解析:老师在中间三个位置上选一个有13A 种,4名同学在其余4个位置上有44A 种方法;所以共有143472A A =种。
12.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12.(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?解析:(1)前后两排可看成一排的两段,因此本题可看成6个不同的元素排成一排,共66720A =种,选C .(2)解析:看成一排,某2个元素在前半段四个位置中选排2个,有24A 种,某1个元素排在后半段的四个位置中选一个有14A 种,其余5个元素任排5个位置上有55A 种,故共有1254455760A A A =种排法.16.圆排问题单排法:把n 个不同元素放在圆周n 个无编号位置上的排列,顺序(例如按顺时钟)不同的排法才算不同的排列,而顺序相同(即旋转一下就可以重合)的排法认为是相同的,它与普通排列的区别在于只计顺序而无首位、末位之分,下列n 个普通排列: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(一)排序问题12323411,,,;,,,,,;,,,n n n n a a a a a a a a a a a - 在圆排列中只算一种,因为旋转后可以重合,故认为相同,n 个元素的圆排列数有!n n 种.因此可将某个元素固定展成单排,其它的1n -元素全排列.例16.有5对姐妹站成一圈,要求每对姐妹相邻,有多少种不同站法?解析:首先可让5位姐姐站成一圈,属圆排列有44A 种,然后在让插入其间,每位均可插入其姐姐的左边和右边,有2种方式,故不同的安排方式5242768⨯=种不同站法.说明:从n 个不同元素中取出m 个元素作圆形排列共有1m n A m 种不同排法.17.可重复的排列求幂法:允许重复排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可逐一安排元素的位置,一般地n 个不同元素排在m 个不同位置的排列数有nm 种方法.例17.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.14.选排问题先取后排:从几类元素中取出符合题意的几个元素,再安排到一定的位置上,可用先取后排法.例14.(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?解析:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有24C 种,再排:在四个盒中每次排3个有34A 种,故共有2344144C A =种.解析:先取男女运动员各2名,有2254C C 种,这四名运动员混和双打练习有22A 种排法,故共有222542120C C A =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种解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选B .22.全错位排列问题公式法:全错位排列问题(贺卡问题,信封问题)记住公式即可瑞士数学家欧拉按一般情况给出了一个递推公式:用A 、B 、C……表示写着n 位友人名字的信封,a 、b 、c……表示n 份相应的写好的信纸。
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、38B、83C、38A D、3C8【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、组合问题基本题型及解法同学们在学习排列、组合的过程中,总觉得抽象,解法灵活,不容易掌握.然而排列、组合问题又是历年高考必考的题目.本文将总结常见的类型及相应的解法.一、相邻问题“捆绑法”将必须相邻的元素“捆绑”在一起,当作一个元素进行排列. 例1 甲、乙、丙、丁四人并排站成一排,如果甲、乙必须站在一起,不同的排法共有几种? 分析:先把甲、乙当作一个人,相当于三个人全排列,有33A =6种,然后再将甲、乙二人全排列有22A =2种,所以共有6×2=12种排法. 二、不相邻问题“插空法”该问题可先把无位置要求的元素全排列,再把规定不相邻的元素插入已排列好的元素形成的空位中(注意两端).例2 7个同学并排站成一排,其中只有A 、B 是女同学,如果要求A 、B 不相邻,且不站在两端,不同的排法有多少种?.分析:先将其余5个同学先全排列,排列故是55A =120.再把A 、B 插入五个人组成的四个空位(不包括两端)中,(如图0×0×0×0×0“×”表示空位,“0”表示5个同学)有24A =2种方法.则共有5254A A =440种排法.三、定位问题“优先法”指定某些元素必须排(或不排)在某位置,可优先排这个元素,后排其他元素.例3 6个好友其中只有一个女的,为了照像留念,若女的不站在两端,则不同的排法有 种.分析:优先排女的(元素优先).在中间四个位置上选一个,有14A 种排法.然后将其余5个排在余下的5个位置上,有55A 种方法.则共1545A A =480种排法.还可以优先排两端(位置优先). 四、同元问题“隔板法”例4 10本完全相同的书,分给4个同学,每个同学至少要有一本书,共有多少种分法? 分析:在排列成一列的10本书之间,有九个空位插入三块“隔板”.如图: ×× × ××× ××××一种插法对应于一种分法,则共有39C =84种分法. 五、先分组后排列对于元素较多,情形较复杂的问题,可根据结果要求,先分为不同类型的几组,然后对每一组分别进行排列,最后求和.例5 由数字0,1,2,3,4,5组成无重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( )(A )210个 (B )300个 (C )464个 (D )600个分析:由题意知,个位数字只能是0,1,2,3,4共5种类型,每一种类型分别有55A 个、113433A A A 个、113333A A A 个、113233A A A 个、1333A A 个,合计300个,所以选B例6 用0,1,2,3,…,9这十个数字组成五位数,其中含有三个奇数数字与两个偶数数字的五位数有多少个?【解法1】考虑0的特殊要求,如果对0不加限制,应有325555C C A 种,其中0居首位的有314544C C A 种,故符合条件的五位数共有325314555544C C A C C A =11040个.【解法2】按元素分类:奇数字有1,3,5,7,9;偶数字有0,2,4,6,8. 把从五个偶数中任取两个的组合分成两类:①不含0的;②含0的.①不含0的:由三个奇数字和两个偶数字组成的五位数有325545C C A 个;②含0的,这时0只能排在除首位以外的四个数位上,有14A 种排法,再选三个奇数数与一个偶数数字全排放在其他数位上,共有31415444C C A A 种排法.综合①和②,由分类计数原理,符合条件的五位数共有325545C C A +31415444C C A A =11040个. 例8 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字,比20000大,且百位数字不是3的自然数?【解】设A ={满足题设条件,且百位数字是3的自然数},B ={满足题设条件,且比20000大的自然数},则原题即求()card U B A ,画韦恩图如图,阴影部分 即UBA ,从图中看出()()card card UBA B AB =-.又A BB ,由性质2,有()()()card card card .B A B B A B -=-()card B 即由数字1,2,3,4,5组成无重复数字,且比20000大的自然数的个数,易知()1444card A A B =.()card A B 即由数字1,2,3,4,5组成无重复数字、比20000大,且百位数字是3的自然数的个数,易知()1333card A A AB =,所以()14134433card A A A A UB A =-=78.即可组成78个符合已知条件的自然数.典型例题例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.例2 排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单。
专题6 染色问题例1.如图所示的几何体由三棱锥P ABC -与三棱柱111ABC A B C -组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面涂色(底面111A B C 不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的涂色方案共有( )A .6种B .9种C .12种D .36种【解析】 先涂三棱锥P ABC -的三个侧面,有1113216C C C =种情况,然后涂三棱柱的三个侧面,有1112112C C C =种情况,共有6212⨯=种不同的涂法.故选:C .例2.如图,用四种不同的颜色给图中的A ,B ,C ,D ,E ,F ,G 七个点涂色,要求每个点涂一种颜色,且图中每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有( )A .192种B .336种C .600种D .624种【解析】由题意,点E ,F ,G 分别有4,3,2种涂法,(1)当A 与F 相同时,A 有1种涂色方法,此时B 有2种涂色方法,①若C 与F 相同,则C 有1种涂色方法,此时D 有3种涂色方法;②若C 与F 不同,则D 有2种涂色方法.故此时共有()432121312240⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=种涂色方法.(2)当A 与G 相同时,A 有1种涂色方法,①若C 与F 相同,则C 有1种涂色方法,此时B 有2种涂色方法,D 有2种涂色方法;②若C 与F 不同,则C 有2种涂色方法,此时B 有2种涂色方法,D 有1种涂色方法.故此时共有()4321122221192⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=种涂色方法.(3)当A 既不同于F 又不同于G 时,A 有1种涂色方法.①若B 与F 相同,则C 与A 相同时,D 有2种涂色方法,C 与A 不同时,C 和D 均只有1种涂色方法; ②若B 与F 不同,则B 有1种涂色方法,(i )若C 与F 相同,则C 有1种涂色方法,此时D 有2种涂色方法;(ii )若C 与F 不同,则必与A 相同,C 有1种涂色方法,此时D 有2种涂色方法.故此时共有()()43211121111212168⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯=⎡⎤⎣⎦种涂色方法.综上,共有240192168600++=种涂色方法.故选:C.例3.现有6种不同的颜色,给图中的6个区域涂色,要求相邻区域不同色,则不同的涂色方法共有( )A .720种B .1440种C .2880种D .4320种【解析】根据题意分步完成任务:第一步:完成3号区域:从6种颜色中选1种涂色,有6种不同方法;第二步:完成1号区域:从除去3号区域的1种颜色后剩下的5种颜色中选1种涂色,有5种不同方法;第三步:完成4号区域:从除去3、1号区域的2种颜色后剩下的4种颜色中选1种涂色,有4种不同方法;第四步:完成2号区域:从除去3、1、4号区域的3种颜色后剩下的3种颜色中选1种涂色,有3种不同方法;第五步:完成5号区域:从除去1、2号区域的2种颜色后剩下的4种颜色中选1种涂色,有4种不同方法;第六步:完成6号区域:从除去1、2、5号区域的3种颜色后剩下的3种颜色中选1种涂色,有3种不同方法;⨯⨯⨯⨯⨯=种.所以不同的涂色方法:6543434320故选:D.例4.将5种不同的花卉种植在如图所示的四个区域中,每个区域种植一种花卉,且相邻区域花卉不同,则不同的种植方法种数是().A.420 B.180 C.64 D.25【解析】由题意,由于规定一个区域只涂一种颜色,相邻的区域颜色不同,可分步进行区域A有5种涂法,B有4种涂法,⨯⨯⨯=种,A,D不同色,D有3种,C有2种涂法,有5432120⨯⨯=种,A,D同色,D有1种涂法,C有3种涂法,有54360共有180种不同的涂色方案.故选:B .例5.用红、黄、蓝、绿、橙五种不同颜色给如图所示的5块区域A 、B 、C 、D 、E 涂色,要求同一区域用同一种颜色,有共公边的区域使用不同颜色,则共有涂色方法( )A .120种B .720种C .840种D .960种【解析】 法一:A 有5种颜色可选,B 有4种颜色可选,D 有3种颜色可选,若CA 同色,E 有4种颜色可选;若CB 同色,E 有4种颜色可选;若C 与A 、B 都不同色,则C 有2种颜色可选,此时E 有4种颜色可选,故共有()5434424960⨯⨯⨯++⨯=种.法二:当使用5种颜色时,有55120A =种涂色方法;当使用4种颜色时,必有两块区域同色,可以是AC ,BC ,AE ,BE ,CE ,共有455600A =种涂色方法;当使用3种颜色时,只能是AC 同色且BE 同色,AE 同色且BC 同色,ACE 同色,BCE 同色,共有354240A =种涂色方法,∴共有120600240960++=种涂色方法.故选:D.例6.如图,某伞厂生产的太阳伞的伞篷是由太阳光的七种颜色组成,七种颜色分别涂在伞篷的八个区域内,且恰有一种颜色涂在相对区域内,则不同颜色图案的此类太阳伞最多有( ).A.40320种B.5040种C.20160种D.2520种【解析】先从7种颜色中任意选择一种,涂在相对的区域内,有177C=种方法,再将剩余的6种颜色全部涂在剩余的6个区域内,共有66A种方法,由于图形是轴对称图形,所以上述方法正好重复一次,所以不同的涂色方法,共有66725202A⨯=种不同的涂法.故选:D.例7.如图所示,将四棱锥S-ABCD的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两端异色,如果只有5种色可供使用,则不同的染色方法种数为()A.240 B.360 C.420 D.960【解析】由题设,四棱锥S-ABCD的顶点S、A、B所染的颜色互不相同,它们共有54360⨯⨯=种染色方法.设5种颜色为1,2,3,4,5,当S、A、B染好时,不妨设其颜色分别为1、2、3,若C染2,则D可染3或4或5,有3种染法;若C染4,则D可染3或5,有2种染法,若C染5,则D可染3或4,有2种染法.可见,当S 、A 、B 已染好时,C 、D 还有7种染法,故不同的染色方法有607420⨯=(种). 故选:C例8.如图所示,将3333⨯方格纸中每个小方格染三种颜色之一,使得每种颜色的小方格的个数相等.若相邻两个小方格的颜色不同,称他们的公共边为“分割边”,则分割边条数的最小值为( )A .33B .56C .64D .78【解析】 记分隔边的条数为L ,首先将方格按照按图分三个区域,分别染成三种颜色,粗线上均为分隔边,此时共有56条分隔边,即56L =,其次证明:56L ≥,将将方格的行从上至下依次记为1233,,,A A A ,列从左至右依次记为1233,,B B B ,行i A 中方格出现的颜色数记为()i n A ,列i B 中方格出现的颜色个数记为()i n B ,三种颜色分别记为123,,c c c ,对于一种颜色j c ,设()j n c 为含有j c 色方格的行数与列数之和,定义当i A 行含有j c 色方格时,(),1i j A c δ=,否则(),0i j A c δ=,类似的定义(),i j B c δ,所以()()()()()()()3333331111,,i i i ji j j i i i j n A n B A c B c n c δδ====⎫+=+=⎪⎭∑∑∑∑, 由于染j c 色的格有21333633⨯=个,设含有j c 色方格的行有a 个,列有b 个,则j c 色的方格一定再这个a行和b 列的交叉方格中,从而363ab ≥,所以()()3839(1,2,3)j j n c a b n c j =+≥≥>⇒≥=①,由于在行i A 中有()i n A 种颜色的方格,于是至少有()1i n A -条分隔边,类似的,在列i B 中有()i n B 种颜色的方格,于是至少有()1i n B -条分隔边,则()()()()()()()3333113311166i i i i i i i L n A n B n A n B ===≥-+-=+-∑∑∑② ()3166j j n c ==-∑③下面分两种情形讨论,(1)有一行或一列所有方格同色,不妨设有一行均为1c 色,则方格的33列均含有1c 的方格,又1c 色的方格有363个,故至少有11行有1c 色方格,于是()1113344n c ≥+=④由①③④得()()()123664439396656L n c n c n c ≥++-≥++-=,(2)没有一行也没有一列的所有方格同色,则对任意133i ≤≤均有()()2,2i i n A n B ≥≥,从而,由式②知:()()()33166334666656i i i L n A n B =≥+-≥⨯-=>∑,综上,分隔边条数的最小值为56.故选:B.例9.如图给三棱柱ABC DEF -的顶点染色,定义由同一条棱连接的两个顶点叫相邻顶点,规定相邻顶点不得使用同一种颜色,现有4种颜色可供选择,则不同的染色方法有_________________.【解析】首先先给顶点,,A B C 染色,有3424A =种方法,再给顶点D 染色,①若它和点B 染同一种颜色,点E 和点C 染相同颜色,点F 就有2种方法,若点E 和点C 染不同颜色,则点E 有2种方法,点F 也有1种方法,则,,D E F 的染色方法一共有2214+⨯=种方法,②若点D 和点B 染不同颜色,且与点C 颜色不同,则点D 有1种方法,点E 与点C 颜色不同,则点E 有1种方法,则点F 有1种方法,此时有1种方法;若最后E 与C 相同,则F 有2种方法,则共有2种方法;点D 与点C 颜色相同,则点D 有1种方法,则点E 有2种方法,则点F 有2种方法,共有224⨯=种方法,所以点D 和点B 染不同,颜色共有1247++=种方法,所以点,,D E F 的染色方法一共有4711+=种,所以共有2411264⨯=种方法.故答案为:264例10.现用五种不同的颜色,要对如图中的四个部分进行着色,要求公共边的两块不能用同一种颜色,共有__________种不同着色方法【解析】先排I ,有5种方法;然后排II,IV ,最后排III :①当II,IV 相同时,方法有44⨯种,故方法数有54480⨯⨯=种.②当II,IV 不同时,方法有433⨯⨯种,故方法数有5433180⨯⨯⨯=种.综上所述,不同的着色方法数有80180260+=种.故答案为:260例11.如图所示的五个区域中,中心区E 域是一幅图画,现要求在其余四个区域中涂色.........,有四种颜色可供选择.要求每个区域只涂一种颜色且相邻区域所涂颜色不同,则不同的涂色方法种数为______.【解析】分三种情况:(1)用四种颜色涂色,有4424A =种涂法;(2)用三种颜色涂色,有34248A =种涂法;(3)用两种颜色涂色,有2412A =种涂法;所以共有涂色方法24481284++=.故答案为:84例12.从红、黄、蓝、黑四种颜色中选出3种颜色,给如图所示的六个相连的圆涂色,若每种颜色只能涂两个圆,且相邻两个圆所涂颜色不能相同,则不同的涂色方案的种数是________.【解析】从红、黄、蓝、黑四种颜色中选出3种颜色有4种选法.因为每种颜色只能涂两个圆,且相邻两个圆所涂颜色不能相同,分两类:一类是,前三个圆用3种颜色,有336A =种方法,后3个圆也有3种颜色,有11224C C =种方法,此时不同方法有6×4=24方法; 二类是,前3个圆2种颜色,后3个圆2种颜色,共有11326C C =方法.综上可知,所有的涂法共有()4246120⨯+=种方法.故答案为: 120例13.如图一个正方形花圃被分成5份.若给这5个部分种植花,要求相邻两部分种植不同颜色的花,已知现有红、黄、蓝、绿4种颜色不同的花,则不同的种植方法有_________种【解析】先对E 部分种植,有4种不同的种植方法;再对A 部分种植,又3种不同的种植方法;对C 部分种植进行分类:①若与A 相同,D 有2种不同的种植方法,B 有2种不同的种植方法,共有432248⨯⨯⨯=(种), ②若与A 不同,C 有2种不同的种植方法,D 有1种不同的种植方法,B 有1种不同的种植方法, 共有4321124⨯⨯⨯⨯=(种),综上所述,共有72种种植方法.故答案为:72.例14.现有五种不同的颜色,要对图形中的四个部分进行着色,要求有公共边的两块不能用同一种颜色,不同的涂色方法有_______种.【解析】依题意,I、II、III区域有共同边颜色互不相同,按I、II、III、IV顺序着色,则区域I有5种着色方法,区域II有4种着色方法,区域III有3种着色方法,IV只与II、III相邻,因此区域IV有3种着色方法,根据分步乘法计数原理,不同的着色方法种数为5433180⨯⨯⨯=.故答案为:180例15.现将如图所示的5个小正方形涂上红、黄两种颜色,其中3个涂红色,2个涂黄色,若恰有两个相邻的小正方形涂红色,则不同的涂法共有__________种(用数字作答).【解析】当涂红色两个相邻的小正方形在两端时是有12224A A=,当涂红色两个相邻的小正方形在不在两端时是有122A=,则不同的涂法种数共有426+=种.故答案为:6.例16.四色猜想是近代数学难题之一,四色猜想的内容是:“任何一张地图最多用四种颜色就能使具有共同边界的国家着上不同的颜色”,如图,一张地图被分成了五个区域,每个区域只使用一种颜色,现有4种颜色可供选择(四种颜色不一定用完),则满足四色猜想的不同涂色种数为__________【解析】设五个区域分别为,,,,A B C D E ,依题意由公共边的两个区域颜色不同,用四种颜色进行涂色则有两个区域颜色相同,可以是A 与C ,A 与E ,B 与E 同色,有涂色方法44372A =;或用三种颜色涂色,则有2组颜色同色,为A 与C 同色,B 与E 同色,有涂色方法3424A =,根据分类加法原理,共有涂色方法722496+=.故答案为:96.例17.如图,将标号为1,2,3,4,5的五块区域染上红、黄、绿三种颜色中的一种,使得相邻区域(有公共边)的颜色不同,则不同的染色方法有______种.【解析】对于1,有三种颜色可以安排;若2和3颜色相同,有两种安排方法,4有两种安排,5有一种安排,此时共有322112⨯⨯⨯=;若2和3颜色不同,则2有两种,3有一种.当5和2相同时,4有两种;当5和2不同,则4有一种,此时共有()322118⨯⨯+=⎡⎤⎣⎦,综上可知,共有121830+=种染色方法.故答案为:30.例18.某城市在中心广场建造一个花圃,花圃分为6个部分.现要栽种4种不同颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分不能栽种同样颜色的花,则不同的栽种方法有______种.(用数字作答)【解析】由题意,6个部分.栽种4种不同颜色的花,必有2组颜色相同的花,若2、5同色,则3、6同色或4、6同色,所以共有44248A =种栽种方法;若2、4同色,则3、6同色,所以共有4424A =种栽种方法;若3、5同色,则2、4同色或4、6同色,所以共有44248A =种栽种方法;所以共有482448120++=种栽种方法.故答案为:120例19.给图中A ,B ,C ,D ,E ,F 六个区域进行染色,每个区域只染一种颜色,且相邻的区域不同色.若有4种颜色可供选择,则共有___种不同的染色方案.【解析】解:要完成给图中A 、B 、C 、D 、E 、F 六个区域进行染色,染色方法可分两类,第一类是仅用三种颜色染色,即AF 同色,BD 同色,CE 同色,则从四种颜色中取三种颜色有344C =种取法,三种颜色染三个区域有336A =种染法,共4624⨯=种染法;第二类是用四种颜色染色,即AF ,BD ,CE 中有一组不同色,则有3种方案(AF 不同色或BD 不同色或CE 不同色),先从四种颜色中取两种染同色区有2412A =种染法,剩余两种染在不同色区有2种染法,共有312272⨯⨯=种染法.∴由分类加法原理得总的染色种数为247296+=种.故答案为:96.20.如图,用4种不同的颜色对图中5个区域涂色( 4种颜色全部使用 ),要求每个区域涂一种颜色,相邻的区域不能涂相同的颜色,则不同的涂色方法有 种.(用数字作答)例21.给如图染色,满足条件每个小方格染一种颜色,有公共边的小方格颜色不能相同,则用4种颜色染色的方案有__种,用5种颜色染色的方案共有__种.【解析】(1)根据题意,若用4种颜色染色时,先对A 、B 区域染色有1143C C 种,再对C 染色:①当C 同B 时,有1122C C 种; ②当C 同A 时,有111322C C C +种;③当C 不同A 、B 时,有111232()C C C +种; 综合①②③共有11111111114322322232[()]252C C C C C C C C C C ++++=种; (2)根据题意,若用5种颜色染色时,先对A 、B 区域染色有1154C C 种,再对C 染色:①当C 同B 时,有1133C C 种;②当C 同A 时,有111433C C C +种;③当C 不同A 、B 时,有11113423()C C C C +种; 综合①②③,共有1111111111154334333423[()]1040C C C C C C C C C C C ++++=种.故答案为:252;1040.例22.如图,用四种不同的颜色给三棱柱ABC A B C '''-的六个顶点涂色,要求每个点涂一种颜色.若每个底面的顶点涂色所使用的颜色不相同,则不同的涂色方法共有________种;若每条棱的两个端点涂不同的颜色,则不同的涂色方法共有________种.【解析】(1)由题得每个底面的顶点涂色所使用的颜色不相同,则不同的涂色方法共有3344576A A =; (2)若B ',A ',A ,C 用四种颜色,则有4424A =;若B ',A ',A ,C 用三种颜色,则有33442222192A A ⨯⨯+⨯⨯=;若B ',A ',A ,C 用两种颜色,则有242248A ⨯⨯=.所以共有2419248++=264种.故答案为:①576;②264.。
排列组合常见题型及解题策略一.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 、38B 、83C 、38AD 、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A 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】(2009四川卷理)3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( ) A. 360 B. 188 C. 216 D. 96【解析】: 间接法 6位同学站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有,22223242C A A A =432种, 其中男生甲站两端的有1222223232A C A A A =144,符合条件的排法故共有288三.相离问题插空法 :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1】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【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A 种【例2】 书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有 种不同的插法(具体数字作答)【解析】: 111789A A A =504【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【解析】:不同排法的种数为5256A A =3600【例4】 某工程队有6项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有工程丁必须在工程丙完成后立即进行。
排列组合常见题型及解题策略一.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是底数,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A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】五人并排站成一排,如果必须相邻且B 在A 的右边,那么不同的排法种数有【解析】:把视为一人,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】(2009四川卷理)3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( )A. 360B. 188C. 216D. 96【解析】: 间接法 6位同学站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有,22223242C A A A =432,其中男生甲站两端的有1222223232A C A A A =144,符合条件的排法故共有288三.相离问题插空法 :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1】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【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为55A种,再用甲乙去插6个空位有26A种,不同的排法数是52563600A A【例2】书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有种不同的插法(数字作答)【解析】:111789A A A=504【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【解析】:不同排法的种数为5256A A=3600【例4】某工程队有6项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有工程丁必须在工程丙完成后立即进行。
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。
排列组合解题策略(一)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? 解:先种两种不同的葵花在不受限限制的四个花盒中共有24A 不同种法,再其它葵花有55A 不同种法,所以共有不同种法2545121201440A A =⨯=种不同的种法. 2.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。
解:(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)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=2523.(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?答案:(1)43(2)34 (3)344.乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,派5名队员参加比赛,3名主力队员要安排在第一、三、五位置,其余7名队员选2名安排在第二、四位置,那么不同的出场安排共有 种.解:由于第一、三、五位置特殊,只能安排主力队员,有33A 种排法,而其余7名队员选出2名安排在第二、四位置,有27A 种排法,所以不同的出场安排共有33A 27A =252种. 5. 用0,2,3,4,5,五个数字,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个解:由于该三位数为偶数,故末尾数字必为偶数,又因为0不能排首位,故0就是其中的“特殊”元素,应该优先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分两类:1)0排末尾时,有A 42个,2)0不排在末尾时,则有C 21 A 31A 31个,由分数计数原理,共有偶数A 42 + C 21 A 31A 31=30个,选B 。
排列组合问题经典题型与通用方法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,答案:D .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种解析:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种,选B .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种解析:B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种,选B .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种解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选B .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种解析:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有21110872520C C C =种,选C .(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 种答案:A .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?解析:把四名学生分成3组有24C 种方法,再把三组学生分配到三所学校有33A 种,故共有234336C A =种方法.说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.(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种答案:B .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?解析:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为6984C =种.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?解析:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况:①若甲乙都不参加,则有派遣方案48A 种;②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有38A 方法,所以共有383A ;③若乙参加而甲不参加同理也有383A 种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另外两个城市有28A 种,共有287A 方法.所以共有不同的派遣方法总数为433288883374088A A A A +++=种.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种解析:按题意,个位数字只可能是0,1,2,3,4共5种情况,分别有55A 个,1131131131343333323333,,,A A A A A A A A A A A 个,合并总计300个,选B.(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?解析:被取的两个数中至少有一个能被7整除时,他们的乘积就能被7整除,将这100个数组成的集合视为全集I,能被7整除的数的集合记做{}7,14,21,98A =L 共有14个元素,不能被7整除的数组成的集合记做{}1,2,3,4,,100A =L 共有86个元素;由此可知,从A 中任取2个元素的取法有214C ,从A 中任取一个,又从A 中任取一个共有111486C C ,两种情形共符合要求的取法有2111414861295C C C +=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? 解析:将{}1,2,3,100I =L 分成四个不相交的子集,能被4整除的数集{}4,8,12,100A =L ;能被4除余1的数集{}1,5,9,97B =L ,能被4除余2的数集{}2,6,,98C =L ,能被4除余3的数集{}3,7,11,99D =L ,易见这四个集合中每一个有25个元素;从A 中任取两个数符合要;从,B D 中各取一个数也符合要求;从C 中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有211225252525C C C C ++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?解析:设全集={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:()()()()n I n A n B n A B --+⋂43326554252A A A A =--+=种.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。
排列与组合典型问题及方法(含答案)排列与组合——四类典型问题一、摸球问题1、袋中装有6只黑球,4只白球,现从中任取4只球(1)正好2只黑球,2只白球的不同取法共多少种?90(2)至少有3只黑球的不同取法共有多少种?95(3)至多有1只黑球的不同取法共有多少种?252、从0,1,2,…,9这十个数字中任取五个不同数字(1)正好两个奇数,三个偶数的不同取法有多少种?100(2)至多有两个奇数的取法有多少种?126(3)取出的数中含5但不含3的取法有多少种?70二、排队问题1、某排共有七个座位,安排甲乙丙三人就坐(1)共有多少种不同就坐方法?210(2)三人相邻(即三个座位相连)的就坐方法有多少种?30(3)三人不相邻(任意两人中间都有空位)的就坐方法共多少种?602、袋中装有5只白球,6只黑球,依次取4只(1)每次取1只(取后不放回)则共有多少种不同取法?7920(2)每次取1只(取后放回)则共有多少种不同取法?14641(3)每次取1只(取后不放回)则第二次取到白球的取法共有多少种?3600(4)每次取1只(取后放回)则第二次取到白球的取法共有多少种?66553、由0,1,2,3,4,5,(1)可组成多少个无重复数字的不同三位偶数?52(2)可组成多少个不同的三位偶数(允许有重复数字)?90(3)可组成多少个能被5整除的三位数(允许有重复数字)?60三、分房问题(n个人生日问题、投信问题)1、10个人进入8个房间,共有多少种不同的进入方法?8102、从4名候选人中,评选出1名三好学生,1名优秀干部,1名先进团员,若允许1人同时得几个称号,则不同的评选方案共有多少种?43四、分组问题1、分配9个人去完成甲、乙、丙三项任务(1)甲任务需2人,乙任务需3人,丙任务需4人,则不同的选派方法共有多少种?C C C (2)甲任务需2人,乙任务需2人,丙任务需5人,则不同的选派方法共有多少种?225975(3)甲、乙、丙三项任务各需3人,则不同的选派方法共有多少种?2、将9个人以下列三种方式分为三个小组,则不同的分组方法各为多少种?(1)将9个人以2,3,4分为三组.(2)将9个人以2,2,5分为三组. 2259752!C C C (3)将9个人以3,3,3分为三组.3、将将9个人以下列三种方式分为三个小组,去完成三项不同的任务,则不同的分组方法各为多少种?(1)将9个人以2,3,4分为三组.(2)将9个人以2,2,5分为三组. 2259753!2!C C C ? (3)将9个人以3,3,3分为三组.解题方法一、正难则反,等价转化在解决某些排列组合问题,当从正面入手情况复杂、分类较多时,可考虑从反面入手,将其等价转化为一个较简单的问题来处理,即先求总的排列组合数,再减去不符合要求的排列组合数,从而使问题获得解决办法。
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,乙不到,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。
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。
例11.现1名老师和4名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站两端则有不同的排法有多少种?12.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12.(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?13.“至少”“至多”问题用间接排除法或分类法:例13.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14.选排问题先取后排:从几类元素中取出符合题意的几个元素,再安排到一定的位置上,可用先取后排法. 例14.(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?15.部分合条件问题排除法:在选取的总数中,只有一部分合条件,可以从总数中减去不符合条件数,即为所求.例15.(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16.圆排问题单排法:把n 个不同元素放在圆周n 个无编号位置上的排列,顺序(例如按顺时钟)不同的排法才算不同的排列,而顺序相同(即旋转一下就可以重合)的排法认为是相同的,它与普通排列的区别在于只计顺序而首位、末位之分,下列n 个普通排列:12323411,,,;,,,,,;,,,n n n n a a a a a a a a a a a -在圆排列中只算一种,因为旋转后可以重合,故认为相同,n 个元素的圆排列数有!n n种.因此可将某个元素固定展成单排,其它的1n -元素全排列.例16.有5对姐妹站成一圈,要求每对姐妹相邻,有多少种不同站法?17.可重复的排列求幂法:允许重复排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可逐一安排元素的位置,一般地n 个不同元素排在m 个不同位置的排列数有nm 种方法. 例17.把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?18.复杂排列组合问题构造模型法:例18.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?19.元素个数较少的排列组合问题可以考虑枚举法:例19.设有编号为1,2,3,4,5的五个球和编号为1,2,3,4,5的盒子现将这5个球投入5个盒子要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的与盒子相同,问有多少种不同的方法?20.复杂的排列组合问题也可用分解与合成法: 例20.(1)30030能被多少个不同偶数整除?(2)正方体8个顶点可连成多少队异面直线?21.利用对应思想转化法:对应思想是教材中渗透的一种重要的解题方法,它可以将复杂的问题转化为简单问题处理.例21.(1)圆周上有10点,以这些点为端点的弦相交于圆的交点有多少个?(2)某城市的街区有12个全等的矩形组成,其中实线表示马路,从A 到B 的最短路径有多少种?22.全错位排列问题公式法:全错位排列问题(贺卡问题,信封问题)记住公式即可瑞士数学家欧拉按一般情况给出了一个递推公式: 用A 、B 、C……表示写着n 位友人名字的信封,a 、b 、c……表示n 份相应的写好的信纸。
把错装的总数为记作f(n)。
假设把a 错装进B 里了,包含着这个错误的一切错装法分两类:(1)b 装入A 里,这时每种错装的其余部分都与A 、B 、a 、b 无关,应有f(n-2)种错装法。
(2)b 装入A 、B 之外的一个信封,这时的装信工作实际是把(除a 之外的) 份信纸b 、c……装入(除B 以外的)n -1个信封A 、C……,显然这时装错的方法有f(n-1)种。
总之在a 装入B 的错误之下,共有错装法f(n-2)+f(n-1)种。
a 装入C ,装入D……的n -2种错误之下,同样都有f(n-2)+f(n-1)种错装法,因此:得到一个递推公式: f(n)=(n-1) {f(n-1)+f(n-2)},分别带入n=2、3、4等可推得结果。
也可用迭代法推导出一般公式: )!1)1(!31!21!111(!)(n n n f n -+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+-+-=排列组合问题经典题型与通用方法解析版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,答案:D .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种解析:除甲乙外,其余5个排列数为55A 种,再用甲乙去插6个空位有26A 种,不同的排法种数是52563600A A =种,选B .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种解析:B 在A 的右边与B 在A 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即551602A =种,选B . 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种解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选B . 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种解析:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有21110872520C C C =种, 选C .(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 种答案:A .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?解析:把四名学生分成3组有24C 种方法,再把三组学生分配到三所学校有33A 种,故共有234336C A =种方法.说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.(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 答案:B .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?解析:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为6984C =种.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,乙不到,共有多少种不同派遣方案?解析:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况:①若甲乙都不参加,则有派遣方案48A 种;②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有38A 方法,所以共有383A ;③若乙参加而甲不参加同理也有383A 种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另外两个城市有28A 种,共有287A 方法.所以共有不同的派遣方法总数为433288883374088A A A A +++=种.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种解析:按题意,个位数字只可能是0,1,2,3,4共5种情况,分别有55A 个,1131131131343333323333,,,A A A A A A A A A A A 个,合并总计300个,选B .(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?解析:被取的两个数中至少有一个能被7整除时,他们的乘积就能被7整除,将这100个数组成的集合视为全集I,能被7整除的数的集合记做{}7,14,21,98A =共有14个元素,不能被7整除的数组成的集合记做{}1,2,3,4,,100A =共有86个元素;由此可知,从A 中任取2个元素的取法有214C ,从A 中任取一个,又从A 中任取一个共有111486C C ,两种情形共符合要求的取法有2111414861295C C C +=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? 解析:将{}1,2,3,100I =分成四个不相交的子集,能被4整除的数集{}4,8,12,100A =;能被4除余1的数集{}1,5,9,97B =,能被4除余2的数集{}2,6,,98C =,能被4除余3的数集{}3,7,11,99D =,易见这四个集合中每一个有25个元素;从A 中任取两个数符合要;从,B D 中各取一个数也符合要求;从C 中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有211225252525C C C C ++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?解析:设全集={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:()()()()n I n A n B n A B --+⋂43326554252A A A A =--+=种.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。