【小站教育】GRE数学—排列组合公式及例题讲解

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GRE 数学—排列组合公式及例题讲解

排列 A------和顺序有关

组合 C -------不牵涉到顺序的问题

排列分顺序,组合不分

例如 把 5 本不同的书分给 3 个人,有几种分法. "排列"

把 5 本书分给 3 个人,有几种分法 "组合"

1.排列及计算公式

从 n 个不同元素中,任取 m(m≤n)个元素按照一定的顺序排成一列,叫

做从 n 个不同元素中取出 m 个元素的一个排列;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 A(n,m)表示.

A(n,m)=n(n-1)(n-2)„„(n-m+1)= n!/(n-m)!(规定 0!=1).

2.组合及计算公式

从 n 个不同元素中,任取 m(m≤n)个元素并成一组,叫做从 n 个不同元

素中取出 m 个元素的一个组合;从 n 个不同元素中取出 m(m≤n)个元素

的所有组合的个数,叫做从 n 个不同元素中取出 m 个元素的组合数.用

符号

c(n,m) 表示.

c(n,m)=A(n,m)/m!=n!/((n-m)!*m!);c(n,m)=c(n,n-m);

3.其他排列与组合公式

从 n 个元素中取出 r 个元素的循环排列数=A(n,r)/r=n!/r(n-r)!.

n 个元素被分成 k 类,每类的个数分别是 n1,n2,...nk 这 n 个元素的全

排列数为

n!/(n1!*n2!*...*nk!).

k 类元素,每类的个数无限,从中取出 m 个元素的组合数为 c(m+k-1,m).

排列(Anm(n 为下标,m 为上标))

Anm=n×(n-1)....(n-m+1);Anm=n!/(n-m)!(注:!是阶乘符号);

Ann(两个 n 分别为上标和下标) =n!;0!=1;An1(n 为下标 1 为上标)

=n

组合(Cnm(n 为下标,m 为上标))

Cnm=Anm/Amm ;Cnm=n!/m!(n-m)!;Cnn(两个 n 分别为上标和下标)

=1 ;Cn1(n 为下标 1 为上标)=n;Cnm=Cnn-m

2008-07-08 13:30

公式 A 是指排列,从 N 个元素取 R 个进行排列。

公式 C 是指组合,从 N 个元素取 R 个,不进行排列。

N-元素的总个数

R 参与选择的元素个数

!-阶乘 ,如 9!=9*8*7*6*5*4*3*2*1

从 N 倒数 r 个,表达式应该为 n*(n-1)*(n-2)..(n-r+1);

因为从 n 到(n-r+1)个数为 n-

(n-r+1)=r

举例:

Q1: 有从 1 到 9 共计 9 个号码球,请问,可以组成多少个三位

数?

A1: 123 和 213 是两个不同的排列数。即对排列顺序有要求的,

既属于“排列 A”计算范畴。

上问题中,任何一个号码只能用一次,显然不会出现

988,997 之类的组合, 我们可以这么看,百位数有 9 种可能,十位数

则应该有 9-1 种可能,个位数则应该只有 9-1-1 种可能,最终共有 9*8*7

个三位数。计算公式=A(3,9)=9*8*7,(从 9 倒数 3 个的乘积)

Q2: 有从 1 到 9 共计 9 个号码球,请问,如果三个一组,代表“三

国联盟”,可以组合成多少个“三国联盟”?

A2: 213 组合和 312 组合,代表同一个组合,只要有三个号码

球在一起即可。即不要求顺序的,属于“组合 C”计算范畴。

上问题中,将所有的包括排列数的个数去除掉属于重

复的个数即为最终组合数 C(3,9)=9*8*7/3*2*1

排列、组合的概念和公式典型例题分析

例 1 设有 3 名学生和 4 个课外小组.(1)每名学生都只参加一

个课外小组;(2)每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组至多

有一名学生参加.各有多少种不同方法?

解(1)由于每名学生都可以参加 4 个课外小组中的任何一个,

而不限制每个课外小组的人数,因此共有 种不同方法.

(2)由于每名学生都只参加一个课外小组,而且每个小组

至多有一名学生参加,因此共有 种不同方法.

点评 由于要让 3 名学生逐个选择课外小组,故两问都用乘法

原理进行计算.

例 2 排成一行,其中 不排第一, 不排第二, 不排第三, 不

排第四的不同排法共有多少种?

解 依题意,符合要求的排法可分为第一个排 、 、 中的某一

个,共 3 类,每一类中不同排法可采用画“树图”的方式逐一排出:

∴ 符合题意的不同排法共有 9 种.

点评 按照分“类”的思路,本题应用了加法原理.为把握不 同排法的规律,“树图”是一种具有直观形象的有效做法,也是解决计

数问题的一种数学模型.

例3 判断下列问题是排列问题还是组合问题?并计算出结果.

(1)高三年级学生会有 11 人:①每两人互通一封信,共通了多少

封信?②每两人互握了一次手,共握了多少次手?

(2)高二年级数学课外小组共 10 人:①从中选一名正组长和一名

副组长,共有多少种不同的选法?②从中选 2 名参加省数学竞赛,有多

少种不同的选法?

(3)有 2,3,5,7,11,13,17,19 八个质数:①从中任取两个

数求它们的商可以有多少种不同的商?②从中任取两个求它的积,可以

得到多少个不同的积?

(4)有 8 盆花:①从中选出 2 盆分别给甲乙两人每人一盆,有多

少种不同的选法?②从中选出 2 盆放在教室有多少种不同的选法?

分析 (1)①由于每人互通一封信,甲给乙的信与乙给甲的信是

不同的两封信,所以与顺序有关是排列;②由于每两人互握一次手,甲

与乙握手,乙与甲握手是同一次握手,与顺序无关,所以是组合问题.其

他类似分析.

(1)①是排列问题,共用了 封信;②是组合问题,共需握手(次).

(2)①是排列问题,共有 (种)不同的选法;②是组合问题,共

有 种不同的选法.

(3)①是排列问题,共有 种不同的商;②是组合问题,共有 种不

同的积.

(4)①是排列问题,共有 种不同的选法;②是组合问题,共有 种

不同的选法.

例4 证明 . 证明

左式

右式.

∴ 等式成立.

点评 这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并

利用阶乘的性质 ,可使变形过程得以简化.

例 5 化简 . 解法一 原式

解法二 原式

点评 解法一选用了组合数公式的阶乘形式,并利用阶乘的性

质;解法二选用了组合数的两个性质,都使变形过程得以简化.

例 6 解方程:(1) ;(2) .

解 (1)原方程

解得 .

(2)原方程可变为

∵ , ,

∴ 原方程可化为 . 即 ,解得

第六章 排列组合、二项式定理

一、考纲要求

1.掌握加法原理及乘法原理,并能用这两个原理分析解决一些简单的问

题.

2.理解排列、组合的意义,掌握排列数、组合数的计算公式和组合数的

性质,并能用它们解决一些简单的问题.

3.掌握二项式定理和二项式系数的性质,并能用它们计算和论证一些简

单问题.

二、知识结构

三、知识点、能力点提示

(一)加法原理乘法原理

说明 加法原理、乘法原理是学习排列组合的基础,掌握此两原理为

处理排 列、组合中有关问题提供了理论根据.

例 1 5 位高中毕业生,准备报考 3 所高等院校,每人报且只报一所,

不同的报名方法共有多少种?

解: 5 个学生中每人都可以在 3 所高等院校中任选一所报名,因而

每个学生都有 3 种不同的 报名方法,根据乘法原理,得到不同报名方

法总共有

3×3×3×3×3=35(种)

(二)排列、排列数公式

说明 排列、排列数公式及解排列的应用题,在中学代数中较为独特,

它研 究的对象以及研 究问题的方法都和前面掌握的知识不同,内容抽