排列组合问题解法
排列组合经典题型及解法
排列组合是组合数学中的一个重要概念,涉及到对一组对象进行排列或组合的方式。
下面列举几个经典的排列组合题型及解法:
1. 排列问题:
-题型:从n个不同元素中选取m个元素,有多少种排列方式?
-解法:使用排列数的公式P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n!表示n 的阶乘。
2. 组合问题:
-题型:从n个不同元素中选取m个元素,有多少种组合方式?
-解法:使用组合数的公式C(n, m) = n! / (m!(n-m)!),其中n!表示n的阶乘。
3. 重复排列问题:
-题型:从n个元素中选取m个元素进行排列,允许元素重复,有多少种排列方式?
-解法:使用重复排列数的公式P'(n, m) = n^m,其中^n表示n的m次方。
4. 重复组合问题:
-题型:从n个元素中选取m个元素进行组合,允许元素重复,有多少种组合方式?
-解法:使用重复组合数的公式C'(n, m) = C(n+m-1, m),其中C(n, m)表示组合数。
5. 圆排列问题:
-题型:将n个不同的物体围成一个圆圈,有多少种不同的排列方式?
-解法:使用圆排列数的公式P(n) = (n-1)!。
以上是一些常见的排列组合题型及其解法。
在实际问题中,可能会出现更加复杂和变化的情况,需要根据具体问题进行分析和推导解法。
排列组合经典解法
排列组合问题的经典解法一、重复排列“住店法”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。
【例1】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。
选(A )。
评述:类似问题较多。
如:将8封信放入3个邮筒中,有多少种不同的结果?这时8封信是“客”,3个邮筒是“店”,故共有83种结果。
要注意这两个问题的区别。
二、特色元素“优先法”某个(或几个)元素要排在指定位置,可优先将它(们)安排好,后再安排其它元素。
【例2】乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,派5名参加比赛,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。
【解析】3名主力的位置确定在一、三、五位中选择,将他们优先安排,有33A 种可能;然后从其余7名队员选2名安排在第二、四位置,有27A 种排法。
因此结果为2733A A =252种。
三、相邻问题“捆绑法”把相邻的若干特殊元素“捆绑”为一个“大元素”,与其余普通元素全排列,是为“捆绑法”,又称为“大元素法”。
不过要注意“大元素”内部还需要进行排列。
【例3】有8本不同的书,其中数学书3本,外文书2本,其他书3本,若将这些书排成一列放在书架上,则数学书恰好排在一起,外文书也恰好排在一起的排法共有____________种。
【解析】将数学书与外文书分别捆在一起与其它3本书一起排,有55A 种排法,再将3本数学书之间交换有33A 种,2本外文书之间交换有22A 种,故共有223355A A A =1440种排法。
【评述】这里需要说明的是,有一类问题是两个已知元素之间有固定间隔时,也用“捆绑法”解决。
排列组合问题的基本解法
排列组合问题是数学中的一类问题,它涉及到从一组物品中选择出某种特定排列或组合的问题。
比如,从n个不同的物品中取出m (m≤n)个物品,求出所有可能的组合数。
排列组合问题的解决方法有多种,其中最常用的是排列组合的基本解法,也就是组合数学中的组合数公式。
组合数公式是一种计算从n个不同的物品中取出m(m≤n)个物品的所有可能组合数的方法,它的公式如下:C(n, m)=n!/(m!(n-m)!)其中,C(n, m)表示从n个不同的物品中取出m个物品的所有可能组合数,n!表示n的阶乘,m!表示m的阶乘,(n-m)!表示(n-m)的阶乘。
举例来说,如果从5个不同的物品中取出3个物品,那么求出所有可能的组合数,可以用组合数公式来计算:C(5, 3)=5!/(3!(5-3)!)=5!/6!=5×4×3/6×5×4=10因此,从5个不同的物品中取出3个物品的所有可能组合数为10。
组合数公式是排列组合问题中最常用的解法,它可以用来计算出任意给定n个不同物品中取出m(m≤n)个物品的所有可能组合数。
但是,在某些特殊情况下,组合数公式可能会有一定的局限性,比如当n和m都比较大的时候,计算出的组合数可能会比较大,这时候可能无法用组合数公式来求解。
除了组合数公式,还可以使用枚举法来解决排列组合问题。
枚举法是一种比较简单的解决方法,它的基本思想是通过枚举出所有可能的排列或组合,然后用穷举的方法来求解问题。
举例来说,如果要求从5个不同的物品中取出3个物品的所有可能组合,那么可以枚举出所有可能的组合,如下:ABCABDABEACDACEADEBCDBCEBDECDE从上面的例子可以看出,通过枚举法可以得到10种可能的组合,这正是从5个不同的物品中取出3个物品的所有可能组合数。
枚举法有一定的缺点,即当n和m都比较大的时候,可能会出现计算量太大的情况,导致程序运行时间过长。
除了组合数公式和枚举法,还有一种比较常用的解决排列组合问题的方法,即递归法。
超全归纳:排列组合解法
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 。
解决排列组合问题的常用方法
含顶点A的棱有三条,每条棱上有3个点,它们与所对棱的中点共面,共有3种取法
根据分类计数原理和点A共面三点取法共有 种
(2)取出的4点不共面比取出的4点共面的情形要复杂,故采用间接法:先不加限制任取4点( 种取法)减去4点共面的取法
(4)分三类:①一位数,共有6个;②两位数,共有5×5=25个;③三位数共有5×5×4=100个.因此,比1000小的自然数共有6+25+100=131个.
(5)分四类:①千位数字为3,4之一时,共有2×5×4×3=120个;
②千位数字为5,百位数字为0,1,2,3之一时,共有4×4×3=48个;
③千位数字是5,百位数字是4,十位数字为0,1之一时,共有2×3=6个;
【变式】求不同的排法种数:
(1)6男2女排成一排,2女相邻;(2)6男2女排成一排,2女不能相邻;
(3)4男4女排成一排,同性者相邻;(4)4男4女排成一排,同性者不能相邻.
解:(1)是“相邻”问题,用捆绑法解决:
(2)是“不相邻”问题,可以用插空法直接求解.6男先排实位,再在7个空位中排2女,即用插孔法解决: 。另法:用捆绑与剔除相结合:
(2)排列数的定义:从 个不同元素中,任取 ( )个元素的所有排列的个数叫做从 个元素中取出 元素的排列数,用符号 表示。即 = ( )
(3)组合的概念:一般地,从 个不同元素中取出 个元素并成一组,叫做从 个不同元素中取出 个元素的一个组合
(4)组合数的概念:从 个不同元素中取出 个元素的所有组合的个数,叫做从 个不同元素中取出 个元素的组合数.用符号 表示.
2、从 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.
排列组合问题的基本解法
第 1 页 共 7 页排列组合问题的基本解法江苏省梁丰高级中学 (215600) 张伟新 排列组合问题主要依据分类计数原理和分步计数原理,其本身应用的知识并不多,但 由于题目灵活多样,在各级各类考试中经常出现,在数学竞赛活动中尤其突出。
其解题方法 也多种多样,归纳起来,我们一般可用下面的方法来解决。
一、列举法:例1、从0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中取出3个数,使其和为不小于10的 偶数,不同的取法有 。
(1998年全国高中数学联赛)解:从10个数中取出3个数,使其和为偶数,则这三个数都为偶数或一个偶数二个奇数。
当三个数都为偶数时,有35C 种取法;当有一个偶数二个奇数时,有15C 25C 种取法。
要使其和为不小于10的偶数。
我们把和为小于10的偶数列举出来,有如下9种不同取法: (0,1,3),(0,1,5),(0,1,7),(0,3,5),(0,2,4),(0,2,6),(1,2,3),(1,2,5),(1,3,4)。
因此,符合题设要求的取法有35C +15C 25C -9=51种。
例2、设ABCDEF 为正六边形,一只青蛙开始在顶点A 处,它每次可随意地跳到相邻两顶点之一。
若在5次之内跳到D 点,则停止跳动;若5次之内不能到达D 点,则跳完5次也 停止跳动。
那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法共 种。
(1997年全国高中数学联赛)解:如图:青蛙不能经过跳1次、2次或4次到达D 点。
故青蛙的跳法只有下列两种:(1)青蛙跳3次到达D 点,有ABCD ,AFED 两种跳法。
(2)青蛙一共跳5次后停止,那么,前3次的跳法一定 不到达D ,只能到达B 或F ,则共有AFEF ,AFAF ,ABAF ,ABCB , ABAB ,AFAB 这6种跳法。
随后的两次跳法各有四种,比如由F 出发的有:FEF ,FED ,FAF ,FAB 共四种。
因此这5次跳法共有 6⨯4=24种不同跳法。
排列组合问题的八种求法(免费)
126
种
( 1)分成三堆,一堆 2 本,一堆 3 本,一堆 1 本; ( 2)平均分成三堆; ( 3)平均分给三个同学; ( 4)分给三个同学,一人 1 本,一人 2 本,一人 3 本; ( 5)分给甲 1 本,乙 2 本,丙 3 本。 解: ( 1)不是平均分堆,故有:
C C C
1排列组合问题的八种求法云南昭通鲁甸一中李明健云南昭通站张中华推荐排列组合是高中数学的重点难点内容之一同时也是解决概率问题的重要工具下面举例说明排列组合问题的八种求法
排列组合问题的八种求法
云南昭通鲁甸一中 李明健 云南昭通站 张中华推荐 排列组合是高中数学的重点、难点内容之一,同时也是解决概 率问题的重要 “工具 ”,下面举例说明排列组合问题的八种求法: 一、特殊位置或特殊元素:优先法 例 1:由 0、 1、 2、 3、 4、 5 六个数字可组成多少个没有重复数 字且不能被 10 整除的六位数? 解法一:先安排首末两个特殊位置,从 1、2、3、4、5 中任取 两个排在首位和末位,然后把 0 和剩余的三个数字排在中间四个位 置上,符合条件的六位数共有 A A 个。
种分法
( 5)不属平均分堆,故有:
C C C
6 5 1 2 3 3
60
种不同的分法
求解完毕,仅以以上几例抛砖引玉,解题时注意积累经验,总 结规律,掌握技巧,定会柳暗花明。
- 4-
2 4 4 5
解法二:先把特殊元素 0 排在中间四个位置的任何一个,然后 把 0 以外的五个数字排在其他五个位置, 可得符合条件的总数共有:
A A 个。
1 5 5 4
二、对称(或机会均等)问题用:除法 例 2、 A、 B、 C、 D、 E 五人排成一排,如果 B 必须站在 A 的 右边,则不同的站法有多少种? 解:B 在 A 的右边与 B 在 A 的左边的排列情况是对称的(或 B 在 A 的右边与 B 在 A 的左边机会相等) ,故有:
排列组合问题解法大全
排列组合问题解法大全一.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。
二.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 . 三.特殊元素或特殊位置优限法:优先解决带限制条件的元素或位置,或说“先解决特殊元素或特殊位置”例3.1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.四.分组分配:n 个不同元素按照某些条件分配给k 个不同得对象,称为分配问题,分定向分配和不定向分配两种问题;将n 个不同元素按照某些条件分成k 组,称为分组问题.分组问题有不平均分组、平均分组、和部分平均分组三种情况。
分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同是不区分的;而后者即使2组元素个数相同,但因对象不同,仍然是可区分的.对于后者必须先分组后排列。
1.基本的分组问题例4 六本不同的书,分为三组,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)每组两本.(2)一组一本,一组二本,一组三本. (3)一组四本,另外两组各一本.分析:(1)分组与顺序无关,是组合问题。
排列组合解题方法
排列组合解题方法排列组合题在高考试题中占据较大比例,或单独命题,或与概率内容相结合,由于排列组合题抽象性较强,解题思路灵活,方法多样,切入点多,学生在解题过程中往往容易出现思维遗漏、或重复的错误。
下面就是小编给大家带来的排列组合解题方法,希望大家喜欢!相离问题插空法主要用来解决 2 个或若干个不相邻元素的排列组合问题,是解决排列组合问题的常见方法之一。
它是指先把无位置要求,无条件限制的元素排列好,然后对有位置要求,受条件限制的元素进行整理,再将受条件限制的元素插入到已排列好的无条件限制元素的间隙或两端中。
例 1 在一张节目单中原有 6 个节目,若保持这些节目相对顺序不变,再添加进去 3 个节目,则所有不同的添加方法共有多少种?解析:该题若直接进行解答较为麻烦,此时可以借助相离问题插空法,可以使问题迎刃而解。
先将原来的6 个节目排列好,这时中间和两端有 7 个空位,然后用一个节目去插 7 个空位,有 A 种方法;接着再用另一个节目去插 8 个空位,有 A 种方法;将最后一个节目插入到 9 个空位中,有 A 种方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法 AAA=504 种。
例 2 停车场划出一排 12 个停车位置,今有 8 辆车需要停放,要求空位置连在一起,不同的停车方法有多少种?解析:先排好 8 辆车有 A 种方法,要求空位置连在一起,则在每 2 辆之间及其两端的9 个空当中任选一个,将空位置插入其中有 C 种方法。
故共有 AC 种方法。
相邻问题捆绑法作为排列组合题最为常见的解法之一,就是在解决对于某几个元素相邻问题时,将相邻元素作为整体加以考虑,视为一个“大”元素参与排序,然后再单独对大元素内部各元素间的排列顺序进行一一分析排列。
例 3 有 6 名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的不同排法有多少种?解析:由于甲、乙两人必须要排在一起,故可将甲、乙两人捆绑起来作为一个整体进行考虑,即将两人视为一人,再与其他四人进行全排列,则有 A 种排法,甲、乙两人之间有 A 种排法。
排列组合的21种经典题型及解法
排列组合的21种经典题型及解法1.单选题:单选题要求考生从给定的选项中选出一个最佳答案。
解法:根据题目的问题和给定的选项,仔细分析,排除干扰,找出最佳答案。
2.多选题:多选题要求考生从给定的选项中选出多个最佳答案。
解法:根据题目的问题和给定的选项,仔细分析,排除干扰,找出最佳答案,并判断是否有多个最佳答案。
3.判断题:判断题要求考生根据题目的问题和给定的信息,判断给出的答案是正确还是错误。
解法:根据题目的问题和给定的信息,仔细分析,排除干扰,判断出正确答案。
4.填空题:填空题要求考生根据题目的问题和给定的信息,填入正确的答案。
解法:根据题目的问题和给定的信息,仔细分析,排除干扰,填入正确的答案。
5.问答题:问答题要求考生根据题目的问题和给定的信息,给出详细的答案。
解法:根据题目的问题和给定的信息,仔细分析,排除干扰,给出详细的答案。
6.排序题:排序题要求考生根据题目的问题和给定的信息,按照要求的顺序进行排列。
解法:根据题目的问题和给定的佶息,仔细分析,排除干扰,按照要求的顺序进行排列。
7.计算题:计算题要求考生根据题目的问题和给定的信息,运用数学计算得出答案。
解法:根据题目的问题和给定的信息,仔细分析,排除干扰,运用数学计算得出答案。
8.简答题:简答题要求考生根据题目的问题和给定的信息,给出简短的答案。
解法:根据题目的问题和给定的信息,仔细分析,排除干扰,给出简短的答案。
9.完形填空:完形填空要求考生根据文章的内容,从文中空缺处填入正确的单词或词组。
解法:根据文章的内容,仔细分析,排除干扰,从文中空缺处填入正确的单词或词组。
10.阅读理解:阅读理解要求考生根据文章的内容,回答问题或做出判断。
解法:根据文章的内容,仔细分析,排除干扰,回答问题或做出判断。
11.词汇题:词汇题要求考生根据题目的问题和给定的单词,找出正确的答案。
解法:根据题目的问题和给定的单词,仔细分析,排除干扰,找出正确的答案。
12.语法题:语法题要求考生根据题目的问题和给定的句子,选择正确的语法形式。
与排列组合有关的常见题型及其解法
与与与与与与与与与与与与与与与与排列组合是数学中常见的一种概念,在计算机科学、统计学、概率论等领域也有广泛的应用。
常见的题型包括:
1.组合问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有方案数。
解法:C(n,m)=n!/m!(n-m)!
2.排列问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有排列数。
解法:A(n,m)=n!/(n-m)!
3.组合排列问题:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品,且有序排列的所有方案数。
解法:H(n,m)=n!/(n-
m)!m!
4.组合数反推:已知组合数 C(n,m),求出 n 和 m
的值。
解法:通过枚举法进行求解。
5.组合问题中的变化:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有方案数,其中有 k
个物品是必选的。
解法:C(n-k,m-k)
6.排列问题中的变化:求出从总共 n 个物品中选取 m
个物品的所有排列数,其中有 k
个物品是必选的。
解法:A(n-k,m-k)
7.带有限制条件的组合问题:求出从总共 n 个物品中。
排列组合问题的分类解法
应用场景:适用于排列组合问题中,当问题的条件较为复杂,难以直接计算时,可以通过构造法来寻找解决方案。
添加标题
注意事项:构造法需要有一定的数学基础和思维灵活性,同时要注意构造的合理性和正确性。
方程法
定义:通过建立方程来表示排列组合问题中的数量关系
适用范围:适用于具有明显数量关系的问题,如分组、排列等
步骤:分析问题,列出所有可能的选项;根据题意和条件,逐一排除不可能的选项;剩下的选项即为正确答案。
注意事项:排除法只适用于选项之间存在明显差异或可以通过逻辑推理排除某些选项的情况;对于一些复杂问题,可能需要结合其他方法一起使用。
03
排列与组合的综合问题
混合法
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
解题思路:先对元素进行排列,再对排列后的结果进行组合
应用场景:排列与组合的综合问题
步骤:首先假设与原命题相矛盾的结论,然后通过推导证明该结论与已知条件相矛盾,最后得出原命题的正确性。
注意事项:在应用反证法时,需要注意假设的合理性和推导的严密性,避免出现逻辑上的漏洞。
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隔板法
解题步骤: a. 将n个不同元素排成一列,共有n-1个空隙 b. 在这些空隙中插入(m-1)个隔板,将元素分成m组 c. 从每组中取出r个元素,共有C(n,r)种取法
排除法
定义:排除法是一种通过排除不可能的选项来找出正确答案的解题方法。
应用场景:适用于选项之间存在明显差异或可以通过逻辑推理排除某些选项的情况。
示例:5个不同的苹果和3个不同的香蕉,需要将苹果捆在一起,有多少种不同的排法?
定义:将两个或多个元素视为一个整体,然后与其他元素进行排列
排列组合问题的解法
排列组合问题的解法解决排列组合问题要讲究策略,用顺口溜概括为:审明题意,排(组)分清;合理分类,用准加乘;周密思考,防漏防重;直接间接,思路可循;元素位置,特殊先行;一题多解,检验真伪。
(一).特殊元素、特殊位置的“优先安排法”对于特殊元素的排列组合问题,一般先考虑特殊元素,再考虑其他元素的安排。
在操作时,针对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”。
例1 : 0、2、3、4、5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有几个?解法一:(元素优先)分两类:第一类,含0:0在个位有 种,0在十位有 种; 第二类,不含0:有1223A A 种。
故共有( 24A +1123A A )+1223A A =30种。
注:在考虑每一类时,又要优先考虑个位。
解法二:(位置优先)分两类:第一类,0在个位有 种;第二类,0不在个位,先从两个偶数中选一个放个位,再选一个放百位,最后考虑十位,有 种。
故共有 练习:甲、乙、丙、丁、戊、己六位同学选四人组队参加4*100m 接力赛,其中甲、乙不跑最后一棒,共有多少种不同的安排方法?(此题可有元素优先和位置优先两个角度两种解法,但位置优先则更简单)(二).排除法 对于含有否定词语的问题,还可以从总体中把不符合要求的除去.例2:5个人从左到右站成一排,甲不站排头,乙不站第二个位置,不同的站法有5435432A A A -+=78种.(三).相邻问题“捆绑法”对于某些元素要求相邻..排列的问题,可先将相邻元素捆绑成整体并看作一个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。
例3: 5个男生3个女生排成一列,要求女生排一起,共有几种排法?解:先把3个女生捆绑为一个整体再与其他5个男生全排列。
同时,3个女生自身也应全排列。
由乘法原理共有6365A A 种。
(四)。
不相邻问题“插空法”对于某几个元素不相邻的排列问题,可先将其他可相邻元素排好,再将不相邻的元素在已排好的元素之间及两端的空隙之间插入即可(注意有时候两端的空隙的插法是不符合题意的)例4: 5个男生3个女生排成一列,要求女生不相邻且不可排两头,共有几种排法?解:先排无限制条件的男生,女生插在5个男生间的4个空隙,由乘法原理共有 种。
排列组合的二十种解法
排列组合的二十种策略一.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.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。
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: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。
思考:可以先让甲乙丙就坐吗?(插入法)先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余4四人依次插入共有 方法练习题:10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法?510C五.重排问题求幂策略例5.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法解:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有 7 种分法.把第二名实习生分配到车间也有7种分依此类推,由分步计数原理共有67种不同的排法练习题:1. 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.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为 42 2. 某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法87 六.环排问题线排策略例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法?解:围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人44A 并从此位置把圆形展成直线其余7人共有(8-1)!种排法即7!练习题:6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈 120 七.多排问题直排策略一般地,n 个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!种排法.如果从n 个不同元素中取出m 个元形排列共有1m n A n 允许重复的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,可以逐一安排各个元素的位置,一般地n 不同的元素没有限制地安排在m 个位置上的排列数为n m 种例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法解:8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.个特殊元素有24A 种,再排后4个位置上的特殊元素丙有14A 种,其余的5人在5个位置上任意排列有55A 种,则共有215445A A A 种练习题:有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是 346八.排列组合混合问题先选后排策略例8.有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法.解:第一步从5个球中选出2个组成复合元共有25C 种方法.再把4个元素(包含一个复合元素)装入4个不同的盒内有44A 种方法,根据分步计数原理装球的方法共有2454C A练习题:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 192 种九.小集团问题先整体后局部策略例9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在两个奇数之间,这样的五位数有多少个?解:把1,5,2,4当作一个小集团与3排队共有22A 种排法,再排小集团内部共有2222A A 种排法,由分步计数原理共有222222A A A 种排法.练习题:1.计划展出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 品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,那么共有陈列方式的种数为254254A A A2. 5男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有255255A A A 种十.元素相同问题隔板策略例10.有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案? 解:因为10个名额没有差别,把它们排成一排。
排列组合问题的解法
排列组合问题是数学中的一个重要概念,它涉及到从n个不同元素中取出m 个元素(n>m)进行排列或组合的问题。
排列是指按照一定的顺序将元素进行排列,而组合则是指不考虑顺序地选取元素。
排列组合问题的解法通常包括以下几个步骤:
1.确定问题类型:首先需要确定问题是排列问题还是组合问题,因为两者
的解法不同。
2.确定元素范围:确定问题的元素范围,即从多少个不同的元素中取出多
少个元素。
3.计算排列或组合数:根据排列或组合的公式计算结果。
4.检验答案:最后需要检验答案是否符合题目的要求,比如是否需要考虑
重复元素、是否需要考虑顺序等。
下面是一个具体的例子,假设有5个人(A、B、C、D、E)参加一个比赛,其中A和B不能同时参加比赛,问有多少种不同的参赛组合?
首先,确定问题类型:这是一个组合问题,因为我们要从5个人中选取若干人参加比赛,不考虑顺序。
其次,确定元素范围:有5个人(A、B、C、D、E)参加比赛。
然后,计算组合数:根据组合的公式C(n, m) = n! / (m!(n-m)!),其中n是总元素个数,m是选取的元素个数。
在这个例子中,n=5, m=3(因为要选3个人),所以C(5, 3) = 5! / (3!2!) = 10。
最后,检验答案:由于A和B不能同时参加比赛,所以我们需要排除A、B、C和B、A、C这两种组合,因此最终的答案是10-2=8种不同的参赛组合。
排列组合问题的基本解法
排列组合问题的基本解法排列组合问题是组合数学中常见的一类问题,涉及到在给定条件下对一组元素进行排列或组合的情况。
它在多个领域中都有广泛的应用,如概率论、统计学、计算机算法等。
本文将介绍排列组合问题的基本概念和解法。
排列是指将一组元素按照一定顺序进行排列的方式。
设有n个元素,从中选择r个元素进行排列,排列的总数可以使用阶乘的方式计算。
例如,当n=5,r=3时,可以从5个元素中选择3个进行排列,排列的总数为5!/(5-3)。
= 60.组合是指在一组元素中选择r个元素,并忽略其排列顺序的方式。
组合的总数可以使用组合数的方式计算。
例如,当n=5,r=3时,可以从5个元素中选择3个进行组合,组合的总数为5!/[3!(5-3)!] = 10.公式法排列组合问题可以通过数学公式直接计算。
当需要求解排列数时,使用阶乘的公式可得到结果。
当需要求解组合数时,使用组合数的公式可得到结果。
递归法递归法是一种常用的解决排列组合问题的方法。
通过将问题分解为较小规模的子问题,并逐步求解,最终得到结果。
递归法可以使用编程语言中的递归函数来实现。
迭代法迭代法是一种通过循环计算的方法,逐步生成排列组合的所有可能性。
可以使用循环结构和条件判断来实现迭代法。
以上是排列组合问题的基本解法介绍,具体问题的求解方法可以根据实际情况选择合适的解法。
排列问题排列问题是数学中的一个概念,指的是从给定的一组元素中选择若干个元素并按照一定的顺序排列的问题。
在排列问题中,每个元素只能出现一次。
解决排列问题时,我们需要确定以下几个要素:元素的总数:即给定的一组元素中有多少个元素。
选取元素的个数:即从给定的一组元素中选择多少个元素进行排列。
元素的顺序:即排列中每个元素的位置相对于其他元素的位置。
解决排列问题解决排列问题的基本思路是利用排列的性质进行计算。
以下是解决排列问题的基本步骤:确定元素的总数和选取元素的个数。
计算排列的总数,可以使用排列公式来计算,排列公式如下:排列公式](/____formula.png)其中,n 表示元素的总数,r 表示选取元素的个数。
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二十种排列组合问题的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:12n N m m m =+++ 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:12n N m m m =⨯⨯⨯ 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,从1,3,5三个数中任选一个共有13C 排法;然后排首位,从2,4和剩余的两个奇数中任选一个共有14C 种排法;最后排中间三个数,从剩余四个数中任选3个的排列数共有34A 种排法;∴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?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.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522522480A A A =种不同的排法.乙甲丁丙练习题: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解:命中的三枪捆绑成一枪,与命中的另一枪插入未命中的四枪的空位,共有2520A =种不的情形.C 14A 34C 13三.不相邻问题插空策略例3.一晚会的节目有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:7733A 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.(七个空位坐了四人,剩下3个空位按一定顺序坐下甲,乙,丙)思考:可以先让甲乙丙就坐吗?(插入法)先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余4四人依次插入共有3474C A 方法.(先选三个座位坐下甲,乙,丙共有37C 种选法,余下四个空位排其它四人共有44A 种排法,所以共有3474C A 种方法.) 练习题:10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法?510C五.重排问题求幂策略例5.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法解:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有 7 种分法.把第二名实习生分配到车间也有7种分依此类推,由分步计数原理共有67种不同的排法 练习题:1. 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.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为 42 2. 某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法87六.环排问题直排策略如果在圆周上m 个不同的位置编上不同的号码,那么从n 个不同的元素的中选取m 个不同的元素排在圆周上不同的位置,这种排列和直线排列是相同的;如果从n 个不同的元素的中选取m 个不同的元素排列在圆周上,位置没有编号,元素间的相对位置没有改变,不计顺逆方向,这种排列和直线排列是不同的,这就是环形排列的问题.一个m 个元素的环形排列,相当于一个有m 个顶点的多边形,沿相邻两个点的弧线剪断,再拉直就是形成一个直线排列,即一个m 个元素的环形排列对应着m 个直线排列,设从n 个元素中取出m 个元素组成的环形排列数为N 个,则对应的直线排列数为mN 个,又因为从n 个元素中取出m 个元素的排成一排的排列数为mn A个,所以mn mN A=,所以m nA N m=.即从n 个元素中取出m 个元素组成的环形排列数为m nA N m=.n 个元素的环形排列数为!(1)!n n A n N n n n===- 例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法?解:围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人44A 并从此位置把圆形展成直线其余7人共有(81)!7!-=种排法,即7!7654321840=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 种H FD C AAB C D E AB E G H G F练习题:6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈 120 七.多排问题直排策略例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法解:8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.先排前4个位置,2个特殊元素有24A 种排法,再排后4个位置上的特殊元素丙有14A 种,其余的5人在5个位置上任意排列有55A 种,则共有215445A A A 种排法.(排好后,按前4个为前排,后4人为后排分成两排即可) 练习题:有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是 346解:由于甲乙二人不能相邻,所以前排第1,4,8,11四个位置和后排第1,12位置是排甲乙中的一个时,与它相邻的位置只能排除一个,而其它位置要排除3个,所以共有排列11116181417108238346C C C C +=+=八.排列组合混合问题先选后排策略例8.有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法.解:第一步从5个球中选出2个组成复合元共有25C 种方法.再把4个元素(包含一个复合元素)装入4个不同的盒内有44A 种方法,根据分步计数原理装球的方法共有2454C A练习题:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 192 种九.小集团问题先整体后局部策略例9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数在1,5在两个奇数之间,这样的五位数有多少个?(注:两个偶数2,4在两个奇数1,5之间,这是题意,说这个结构不能被打破,故3只能排这个结构的外围,也就是说要把这个结构看成一个整体与3进行排列).解:把1,5,2,4当作一个小集团与3排队共有22A 种排法,再排小集团内部共有2222A A 种排法,由分步计数原理共有222222A A A 种排法.练习题:1.计划展出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,要求同一品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,那么共有陈列方式的种数为254254A A A 2. 5男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有255255A A A 种十.元素相同问题隔板策略例10.有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?解:因为10个名额没有差别,把它们排成一排.相邻名额之间形成9个空隙.在9个空档中选6个位置插个隔板,可把名额分成7份,对应地分给7个班级,每一种插板方法对应一种分法共有69C 种分法.注:这和投信问题是不同的,投信问题的关键是信不同,邮筒也不同,而这里的问题是邮筒不同,但信是相同的.即班级不同,但名额都是一样的.一班二班三班四班五班六班七班10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法? 49C 2.100x y z w +++=求这个方程组的自然数解的组数 3103C十一.正难则反总体淘汰策略例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种? 解:这问题中如果直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法.这十个数字中有5个偶数5个奇数,所取的三个数含有3个偶数的取法有35C ,只含有1个偶数的取法有1255C C ,和为偶数的取法共有123555C C C +.再淘汰和小于10的偶数共9种,符合条件的取法共有1235559C C C +-练习题: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?十二.平均分组问题除法策略例12. 6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?解: 分三步取书得222642C C C 种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记6本书为ABCDEF ,若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF 该分法记为(AB,CD,EF),则222642C C C 中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB)(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共有33A 种取法 ,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有22264233C C C A 种分法.练习题:1 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法?(544138422C C C A ) 2.10名学生分成3组,其中一组4人, 另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少种不同的 分组方法 (1540)3.某校高二年级共有六个班级,现从外地转 入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2名,则不同的安排方案种数为______(2224262290C C A A =) 十三. 合理分类与分步策略例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法解:10演员中有5人只会唱歌,2人只会跳舞3人为全能演员.选上唱歌人员为标准进行研究只会唱的5人中没有人选上唱歌人员共有2233C C 种,只会唱的5人中只有1人选上唱歌人员112534C C C 种,只会唱的5人中只有2人选上唱歌人员有2255C C 种,由分类计数原理共有22112223353455C C C C C C C ++种.解含有约束条件的排列组合问题,可按元素的性质进行分类,按事件发生的连续过程分步,做到标准明确。