排列组合应用题解法一
完整版)排列组合的二十种解法(最全的排列组合方法总结)
完整版)排列组合的二十种解法(最全的排列组合方法总结)教学目标:1.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m1种不同的方法,在第2类办法中有m2种不同的方法,…,在第n类办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+mn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m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,…,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×…×mn种不同的方法。
3.分类计数原理和分步计数原理区别: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.确定采取分步还是分类,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)还是组合问题(无序),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。
先排末位共有C3,然后排首位共有C4,最后排其它位置共有A4^3.由分步计数原理得C4×C3×A4^3=288.位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法,若以元素分析为主,需先安排特殊元素,再处理其它元素。
若以位置分析为主,需先满足特殊位置的要求,再处理其它位置。
排列组合典型例题
排列组合典型例题(总10页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除典型例题一例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。
(完整版)解排列组合应用题的解法技巧
解排列组合应用题的解法•技巧引言:1、本资料对排列、组合应用题归纳为8种解法、13种技巧2、解排列组合问题的“16字方针”:分类相加,分步相乘,有序排列,无序组合一般先选再排,即先组合再排列,先分再排。
弄清要完成什么样的事件是前提,解决这类问题通常有三种途径(1)以元素为主,应先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素(2)以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置即采用“先特殊后一般”的解题原则(3)先不考虑附加条件,计算岀排列或组合数,再减去不符合要求的排列数或组合数前两种方式叫直接解法,后一种方式叫间接(剔除)解法注:数量不大时可以逐一排出结果。
3、解排列组合问题的依据是:分类相加(每类方法都能独立地完成这件事,它是相互独立的,一次的且每次得岀的是最后的结果,只需一种方法就能完成这件事),分步相乘(一步得岀的结果都不是最后的结果,任何一步都不能独立地完成这件事,只有各个步骤都完成了,才能完成这件事,各步是关联的),有序排列,无序组合.(一)排列组合应用题的解法排列组合应用题的解题方法既有一般的规律,又有很多特别的技巧,它要求我们要认真地审题,对题目中的信息进行科学地加工处理。
下面通过一些例题来说明几种常见的解法。
一.运用两个基本原理二.特殊元素(位置)优先三.捆绑法四.插入法五.排除法六.机会均等法七.转化法八.隔板法一.运用两个基本原理加法原理和乘法原理是解排列组合应用题的最基本的出发点,可以说对每道应用题我们都要考虑在记数的时候进行分数或分步处理。
例1: n个人参加某项资格考试,能否通过,有多少种可能的结果?解法1:用分类记数的原理,没有人通过,有C0种结果;1个人通过,有c n种结果,……;n个人通过,有C;种结果。
所以一共有C: C n C:2n种可能的结果。
解法2 :用分步记数的原理。
第一个人有通过与不通过两种可能,第二个人也是这样,……,第n个人也是这样。
所以一共有2n种可能的结果。
排列组合知识点总结+典型例题及答案解析
排列组合知识点总结+典型例题及答案解析一.基本原理1.加法原理:做一件事有n 类办法,则完成这件事的方法数等于各类方法数相加. 2.乘法原理:做一件事分n 步完成,则完成这件事的方法数等于各步方法数相乘。
注:做一件事时,元素或位置允许重复使用,求方法数时常用基本原理求解。
二.排列: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.m n mn A 有排列的个数记为个元素的一个排列,所个不同元素中取出列,叫做从1。
公式:1。
()()()()!!121m n n m n n n n A m n -=+---=……2.规定:0!1=(1)!(1)!,(1)!(1)!n n n n n n =⨯-+⨯=+ (2) ![(1)1]!(1)!!(1)!!n n n n n n n n n ⨯=+-⨯=+⨯-=+-; (3)111111(1)!(1)!(1)!(1)!!(1)!n n n n n n n n n +-+==-=-+++++ 三.组合:从n 个不同元素中任取m(m ≤n )个元素并组成一组,叫做从n 个不同的m 元素中任取 m 个元素的组合数,记作 Cn .1. 公式: ()()()C A A n n n m m n m n m nmn m mm ==--+=-11……!!!! 10=n C 规定:组合数性质:.2 n n n n n m n m n m n m n n m n C C C C C C C C 21011=+++=+=+--……,, ①;②;③;④11112111212211r r r r r r r rr r r rr r r r r r n n r r r n n r r n n n C C C C C C C C C C C C C C C +++++-+++-++-+++++=++++=+++=注:若12m m 1212m =m m +m n n n C C ==则或四.处理排列组合应用题 1。
排列组合问题的几种解题方法
排列组合问题的几种解题方法排列、组合问题,在高考中通常是以选择题或填空题的形式考察,它联系实际,题型多样,解法灵活。
自2010年新课改以来,这类问题的难度有所降低,只要掌握恰当的解决方法问题就可以迎刃而解。
备考中有效的方法是将题型与解法归类,识别模型、熟练运用。
下面我将排列組合中的常规题型及解法总结如下:一、相邻元素捆绑法所谓“捆绑法”,就是在解决某几个元素要求相邻问题时,可整体考虑将视为一个“大元素”.例1. 6名同学排成一排,其中甲、乙两人必须在一起的不同排法共有种.解析:因甲、乙两人要排在一起,故甲、乙两人捆在一起视作一人,与其余四人全排列共有种排法,但甲、乙两人之间有种排法,由分步计数原理可知,共有不同的排法.二、相离问题插空法相离问题是指要求某些元素不能相邻,由其他元素将它隔开,此类问题可以将其他元素排好,再将所指定的不相邻元素插入到空隙及两端位置,故称“插空法”.例2. 6个男同学和4个女同学排成一列照相,任何两个女同学不相邻,问有多少种不同的排法?解析:现将6个男同学排好,其不同的排法为种,这6个男同学的空隙及两端共七个位置中再排4个女同学共有种排法,由分步计数原理可知,任何两个女同学不相邻的排法共有种.三、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顺序称为定序问题,这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便.例3. 信号兵红旗与白旗挂在旗杆上表示信号,现有3面红旗、2面白旗,把这5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是解析:5面旗全排列有种挂法,由于3面红旗与2面白旗分别全排列只能作一次挂法,故共有不同信号的种数是=10种.四、定位问题优先法所谓“优先法”,即有限制条件的元素(或位置)在解题时优先考虑.例4. 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,排成一列陈列,要求同一品种的画必须在一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有()种A. B.C. D.解析:先把3种品种的画看成整体,而水彩画受限制应优先考虑,不能放在头尾,故只能放在中间,又油画与国画有放法,再考虑油画与国画本身各有与种放法,故排列的方法为,故选D.五、至少(至多)问题间接法含“至少”、“至多”的排列组合问题,是分类问题,可用间接法。
排列组合应用题的常见解法
排列组合应用题的常见解法作者:杜剑骅来源:《读写算》2013年第01期排列组合问应用题高考中多以客观题出现,每年必考。
它们具有较强的灵活性和抽象性,故解题时要求我们认真地审题,对题目中的信息进行科学地加工与处理。
本文说明几种常见的解法:一、直接法例1:n个人参加某项资格考试,能否通过,有多少种可能的结果?解法1:用分类计数原理。
没有人通过,有C0n种结果;1个人通过,有C01种结果,……;n个人通过,有Cnn种结果。
所以一共有C0n+C1n+…Cnn=2n种可能的结果。
解法2:用分步计数原理。
第一个人有通过与不通过两种可能,第二个人也是这样,……,第n个人也是这样。
所以一共有种可能的结果。
二、间接法(排除法)例2.8个人站成一排,其中A与B、A与C都不能站在一起,一共有多少种排法?解:无限制条件有A88种排法。
A与B或A与C在一起各有A22A77种排法,A、B、C 三人站在一起且A在中间有A22A66种排法,所以一共有A88-2A22A77+A22A66=21600种排法。
例3:以一个长方体的顶点为顶点的四面体的个数。
解:从8个点中取4个点,共有C48种方法,其中取出的4个点共面的有6+6=12种,所以符合条件的四面体的个数为个C48-12=58个。
三、特殊元素(位置)法例4:从0,1,……,9这10个数字中选取数字组成偶数,一共可以得到不含相同数字的五位偶数多少个?解:个位选0,有A49个,个位不选0且万位不能选0,有C14C18C38个,所以一共可以得到A49+C14C18C38=13775个偶数。
例5:8人站成两排,每排4人,甲在前排,乙不在后排的边上,一共有多少种排法?解:先排甲,有A14种排法。
再排乙,有A15种排法,再排其余的人,又有A66种排法,所以一共有A14A15A66=14400种排法。
四、查字典法例6:由0,1,2,3,4,5六个数字可以组成多少个无重复数字且比324105大的数?解:(1)查首位,有4×××××与5×××××,共有2A55个;(2)查头两位,有34××××与35××××两种,共有2A44个;(3)查头三位,有325×××一种,共A33个;(4)查头四位,有3245××,共A22个;(5)查头五位,仅324150一个,故共有2A55+2A44+A33+A22+1=297个。
排列组合应用题解法
分析:每一种搭配都需要2男2女,所以先要选出
2男2女,有C82.C72种;
然后考虑2男2女搭配,有多少种方法?
男女----------男女 ① Aa-------------Bb
② Ab-------------Ba ③ Bb-------------Aa ④ Ba-------------Ab
显然: ①与③; ②与④在 搭配上是一样的。所以只有2 种方法,所以总的搭配方法 有2 C82.C72种。
解法1:5个元素中至少有两个是偶数可分成三类: ①2个偶数,3个奇数;②3个偶数,2个奇数;③4个偶数, 1个奇数。所以共有子集个数为
C42.C53+C43.C52+C44.C51=105
解法2:从反面考虑,全部子集个数为P95,而不符合条件 的有两类: ①5 个都是奇数;②4个奇数,1个偶数。所以 共有子集个数为C95-C55-C54.C41=105
先组后排
1. 高二要从全级10名独唱选手中选出6名在歌咏会 上表演,出场安排甲,乙两人都不唱中间两位的 安排方法有多少种?
A86 C21 A41 A85 A42 A84 (种)
二.排列组合应用问题
(一).有条件限制的排列问题 例1:5个不同的元素a,b,c,d, e每次取全排列。
①a,e必须排在首位或末位,有多少种排法? ②a,e既不在首位也不在末位,有多少种排法? ③ a,e排在一起多少种排法? ④ a,e不相邻有多少种排法? ⑤ a在e的左边(可不相邻)有多少种排法?
⑥分成三组,其中一组2人,另外两组都是 5人。
答案 ①C125.C74.C33 ④C124.C84.C44
② C125.C74.C33
⑤ C124.C84.C44 A33
(完整版)解排列组合应用题的解法技巧(可编辑修改word版)
n n nn 解排列组合应用题的解法·技巧引言:1、本资料对排列、组合应用题归纳为 8 种解法、13 种技巧2、解排列组合问题的“16 字方针”:分类相加,分步相乘,有序排列,无序组合一般先选再排,即先组合再排列,先分再排。
弄清要完成什么样的事件是前提,解决这类问题通常有三种途径(1) 以元素为主,应先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素(2) 以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置即采用“先特殊后一般”的解题原则.(3) 先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不符合要求的排列数或组合数 前两种方式叫直接解法,后一种方式叫间接(剔除)解法 注:数量不大时可以逐一排出结果。
3、解排列组合问题的依据是:分类相加(每类方法都能独立地完成这件事,它是相互独立的,一次的且 每次得出的是最后的结果,只需一种方法就能完成这件事),分步相乘(一步得出的结果都不是最后的结果, 任何一步都不能独立地完成这件事,只有各个步骤都完成了,才能完成这件事,各步是关联的),有序排列, 无序组合.(一)排列组合应用题的解法排列组合应用题的解题方法既有一般的规律,又有很多特别的技巧,它要求我们要认真地审题,对题目中的信息进行科学地加工处理。
下面通过一些例题来说明几种常见的解法。
一. 运用两个基本原理二. 特殊元素(位置)优先 三. 捆绑法 四. 插入法 五. 排除法 六. 机会均等法 七. 转化法 八. 隔板法一. 运用两个基本原理加法原理和乘法原理是解排列组合应用题的最基本的出发点,可以说对每道应用题我们都要考虑在记数的时候进行分数或分步处理。
例 1:n 个人参加某项资格考试,能否通过,有多少种可能的结果?解法 1:用分类记数的原理,没有人通过,有 C 0 种结果;1 个人通过,有 C 1 种结 n n果,……;n 个人通过,有C n 种结果。
所以一共有C 0 + C 1 + +C n = 2n 种可能的结果。
排列组合应用题基本解法举例
排列组合应用题基本解法举例〔关键词〕排列;组合;间接法;捆绑法;插空法;消序法虽然关于排列、组合的应用题是千变万化的,但其解题思路却离不开“分步相乘,分类相加,有序排列,无序组合”的原则.要熟练掌握解题技巧,我们还必须掌握处理排列、组合问题的一些基本技巧、方法.下面举列说明.1. 特殊位置法例1:从10人中选3人站成一排,其中甲不站首位,共有多少种不同排法?分析:首位是特殊位置,先排首位有A种排法,再排其余两位有A种排法,分步相乘得AA=648.2. 间接法例2:有7人站成一排,其中甲不站首位,且乙不站末位,共有多少种不同排法?分析:可用间接法得A-2A+A.其中甲站首位的方法有A种,乙站末位的方法有A种,包含甲站首位且乙站末位的情况有A种.3. 捆绑法例3:6件不同商品排成一排,其中甲、乙、丙3件商品一定要排在一起,共有多少种不同排法?分析:先把甲、乙、丙捆绑起来当一个元素参加排列有A种排法,然后这3件商品内部再排列有A种排法.分步相乘得AA=144.对于有相邻要求的排列组合题,可用此法.4. 插空法例4:有5个男生和4个女生排成一排,其中女生不能相邻,有多少种不同排法?分析:第一步,先排5个男生有A种排法;第二步,5个男生之间(包括两端)的6个空位中插入4个女生有A种排法.由分步相乘法得AA=43200.5. 先选后排法例5:从8个男生和4个女生中选3个男生2个女生,担任5种不同的工作,有多少种方法?分析:AA为错解,因为漏掉了男、女生的混合排列.正确解法用先选后排法,即先按要求选出5人有CC种方法,后进行排列有A种方法,由分步相乘法得CCA=40320.6. 消序法例6:有身高各不相同的10个人站成一排,要求甲、乙、丙3人从左边顺次一个比一个低(可以不相邻),共有多少种不同排法?分析:首先不考虑限制条件,共有A种不同排法;其次对甲、乙、丙3人的排列消序得:=604800,即共有604800种排法.7. 平均分组法例7:A、B、C、D、E、F 6人平均分成三组下棋,有多少种不同分法?分析:CCC为错解,其中有重复.如:6人中先选A、B为一组,再在剩余4人中选C、E为一组,最后剩余2人D、F为一组;6人中先选C、E为一组,再在剩余4人中选A、B为一组,最后剩余2人D、F为一组.以上两种不同分法得到的结果是完全相同的,即A、B为一组,C、E为一组,D、F为一组.不难发现,错解对这一种分法算了6次.故易得,正确解法为=15.8. 查字典法例8:由0、1、2、3、4、5六个数字,可以组成多少个没有重复数字且比324105大的六位数?分析:从高位排查如下:(1)查首位有4×××××、5×××××,故有2A个数;(2)查前两位有34××××、35××××,故有2A个数;(3)查前三位有325×××,故有A个数;(4)查前四位有3245××,故有A个数;(5)查前五位有324150,故有1个数.故共有:2A+2A+A+A+1=297个数.。
排列组合应用题求解专题
有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有
种.
解:符合条件的要求着色至少
2
须要三种颜色,故可分为: 3
1
5
(1)使用三种颜色时,
4
A 2与4同色且3与5同色,共有 3 种方法 4
(2)使用四种颜色时,
A 若2与4同色,有
4 4
种方法;若3与5
同色,也有 A44 种方法
所以不同的着色方法共有 A43 2A44 72 种
(2)2张2一起出,3张A分两次出,有种 C32 A53 方法
(3)2张2一起出,3张A分三次出,有种 A54 方法
(4)2张2分开出,3张A一起出,有种 A53 方法
(5)2张2分开出,3张A分两次出,有 C32 A54 种方法.
(6) 2张2分开出,3张A分三次出,有 A55 种方法
因此,共有不同的出牌方法 A55 A52 A54 C32 A53 A53 C32 A54
7、全体学生手拉手站成一圈
7、机会均等法:七个人站成一圈,有七个
接点,从不同的接点剪开后得到的排列数就
是七人的全排 A77 ,而七个人站成一圈,只
有顺序之分,无位置之分,所以满足条件的
排法为 A77 种
7
练习
例题一、12个相同的小球放入编号为 1、 2、3、4的盒子中:
(1)、每个盒子中至少有一个小球的不同方 法有多少种?
法 能一 满样 足,条有件,C和53 种(放1)法的解法一样,有 C53
种放法
练习
例题一、 按以下要求分配6本不同的书, 各有几种分法?
(1) 平均分给甲、乙、丙三人,每人2本;
(2) 平均分成三份,每份2本;
(3)分成三份,一份一本,一份2本,一份3本;
1.2.2组合(第4课时排列组合的综合应用)
例7 .对某种产品的6件不同的正品和4件不 同的次品,一一进行测试,至区分出所有次 品为止,若所有次品恰好在第5次测试时全 部发现,则这样的测试方法有种可能?
解:由题意知前5次测试恰有4次测 到次品,且第5次测试是次品。 3 1 4 故有: C4 C6 A4 576 种可能。
例2. 袋中有10个球,其中4个红球,6个白球, 若取到1个红球记2分,取到1个白球记1分,那 么从这10个球中取出4个,使总分不低于5分的 取法有多少种?
例3. 有8名外语翻译人员,其中3名英语翻译员, 2名日语翻译员,另外3名英语、日语都精通, 从中找出6人,使他们组成两个翻译小组,其中 3人翻译英文,另外3人翻译日文,这两个小组 能同时工作,有多少种分配方案?
直排
排
处理的策略;
后 消 处理的策略;
(9)“小集团”排列问题先
整体
后
局部
的策略.
处理有附加条件的排列、组合应用题的策略:
(1)以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再
考虑殊位置的要求,再
考虑其他位置;
(3)先不考虑附加条件,计算出排列数或组合数,再
减去不合要求的排列数或组合数.
例4.赛艇运动员10人,3人会划右舷,2人会划左
舷,其余5人两舷都能划.现要从中选6人上艇,
平均分配在两舷上划桨,有多少种不同的选法?
例5. 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
例6:∠A的一边AB上有4个点,另一边AC上 有5个点,连同∠A的顶点共10个点,以这些 点为顶点,可以构成多少个三角形? 解:方法1:把可构成的三角形可分成两类:
排列组合问题一般解法
解决排列组合问题的一般方法[内容]1.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,用符号表示。
2.组合数公式3.组合数的两个性质定理1 (当n=m时,规定)定理2例1.一个小组共有10名同学,其中4名是女同学,6名是男同学,要从小组内选出3名代表,其中至少有1名女同学,求一共有多少种选法?解法一:选出的3名代表不必考虑他们的顺序,属组合问题,优先安排女同学,根据3名代表中女同学的人数进行分类,有下列三种类型:(1)3名代表中有1名女同学、2名男同学的选法的种数是(2)3名代表中有2名女同学,1名男同学的选法的种数是(3)3名代表都是女同学的选法种数是所以3名代表中至少有1名女同学的选法的种数是=60+36+4=100。
解法二:排除不合条件的选法的种数,间接求得结果:10名同学中选3名代表的选法的种数是;3名代表都是男同学的选法的种数是,所以3名代表中至少有1名女同学的选法的种数是。
小结:解组合应用题同解排列应用题一样,常用的基本方法相同,有“直接”和“间接”两种思路。
同样要分清运用分类计数原理还是分步计数原理,或是综合运用两个原理,设计好解题程序,注意防止重复或遗漏。
例2.有四位医生,六位护士,五所学校。
(1)若要选派三位医生到五所学校之中的三所学校举办健康教育讲座,每所学校去一位医生有多少种不同的选派方法?(2)在医生或护士中任选五人,派到五所学校进行健康情况调查,每校去且仅去一人,有多少种不同的选派方法?(3)组成三个体检小组,每组一名医生,两名护士,到五所学校中的三所学校为老师体检,有多少种不同的选派方法?解:(1)解法一:将选派医生的过程分两步:第一步:决定派医生到哪三所学校去,有种决定办法。
第二步:将第一步选定的三所学校视为位置元素,则需决定在四位医生中选哪三位派到三所不同的学校去,共有种派法。
(教案)解答排列组合应用题的常用方法(一)
解答排列组合应用题的常用方法(一)教学目标:要求学生在掌握分步计数原理与分类计数原理的基础上,能用它们分析和解决一些简单的应用问题。
要求学生掌握并能灵活运用解应用题的一些常用方法。
教学重难点:题型的分析和方法的灵活选用。
教材分析:解决排列组合问题首先必须分清它是排列问题还是组合问题;其次,分析求解过程要注意掌握处理排列与组合问题的基本思想,即按元素的性质分类或按事件发生过程分步。
另外,对于同一个问题应从多个角度去思考,一题多解,这样既可防止重复与遗漏问题,又可提高分析问题的能力。
解排列组合应用题,首先必须认真审题,明确问题是排列问题,还是组合问题,其次是抓住问题的本质特征,灵活运用基本原理和公式进行分析解答,同时,还要注意讲究一些基本策略和方法技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解。
教学过程:总的原则—合理分类和准确分步解排列(或)组合问题,应按元素的性质进行分类,事情的发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
例1 、6个同学和2个老师排成一排照相,2个老师站中间,学生甲不站排头,学生乙不站排尾,共有多少种不同的排法?练习(1)0,1,2,3,4,5可组成多少个无重复数字的五位偶数?(2)0,1,2,3,4,5可组成多少个无重复数字且能被五整除的五位数?(3)0,1,2,3,4,5可组成多少个无重复数字且大于31250的五位数?(4)31250是由0,1,2,3,4,5组成的无重复数字的五位数中从小到大第几个数?解题方法(一)特殊优先,一般在后对于问题中的特殊元素、特殊位置要优先安排。
对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”。
例 2 用0,1,2,3,4这五个数,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有()A.24B.30C.40D.60(二)排列组合混合,先选后排对于排列组合混合问题,宜先用组合选取元素,再进行排列。
例:4个不同的小球放入编号为1、2、3、4的四个盒内,则恰有一个空盒的放法有几种?(三)正难则反,间接处理(间接法)对于某些排列组合问题的正面情况较复杂,而反面情况较简单时,可先考虑无限制条件的排列,再减去其反面情况的总数,此时应注意既不能多减又不能少减。
第一课时 排列组合问题的解题方法(一)
第一课时 排列组合问题的解题方法(一)教学目标:掌握几类特殊的排列问题的解决技巧.教学重点:掌握“条件排列”、“集团排列”、“间隔排列”、“部分顺序排列”问题的解题技巧.教学难点:如何应用“技巧”解题.教学过程:【例析技巧】一.集团排列问题:部分元素必须安排在一起(相邻)的排列问题,称之为“集团排列”问题.解决这类问题,常用“捆绑法”,其方法是先排“集团”内部的元素,再把这个大“元素”与其它元素一起排列即可.例1 若7位同学站成一排(1)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?(2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?(3)甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种?(4)甲、乙、丙三个同学必须站在一起,另外四个人也必须站在一起的排法有多少种? 解:(1)先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素(同学)一起进行全排列有66A 种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有62621440A A ⋅=种. (2)方法同上,一共有55A 33A =720种. (3)解法一:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有25A 种方法;将剩下的4个元素进行全排列有44A 种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有22A 种方法.所以这样的排法一共有25A 44A 22A =960种方法. 解法二:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,若丙站在排头或排尾有255A 种方法,所以,丙不能站在排头和排尾的排法有960)2(225566=⋅-A A A 种方法.解法三:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有14A 种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有55A 种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以,这样的排法一共有14A 55A 22A =960种方法. (4)将甲、乙、丙三个同学“捆绑”在一起看成一个元素,另外四个人“捆绑”在一起看成一个元素,时一共有2个元素,∴一共有排法种数:342342288A A A =(种)说明:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).二. 间隔排列问题:部分元素不能安排在一起(间隔)的排列问题,称之为“间隔排列”问题.解决这类问题,常用“插空法”,其方法是先排不需要间隔的元素,再将需要间隔的元素通过插空的方式插进来即可.例2 在一条南北方向的步行街同侧有8块广告牌,牌的底色可选用红、蓝两种颜色.若只要求相邻两块牌的底色不都为红色,则不同的配色方案共有( )A .55. B.56. C.46. D.45.解:没有红牌,一种方法;有一块红牌,让其插空,有18C 种方法;有二块红牌,让其插空,有27C 种方法;有三块红牌,让其插空,有36C 种方法;有四块红牌,让其插空,有45C 种方法;共有方法12348765155C C C C ++++=种.说明:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).例3 某仪表显示屏上一排有7个小孔,每个小孔可显示出0或1,若每次显示其中三个孔,但相邻的两孔不能同时显示,则这显示屏可以显示的不同信号的种数有 种.解:四个孔不亮,三个孔亮,相当于三个亮着的孔在四个不亮的孔之间插空,故有35222C ⨯⨯⨯=80种方法.三. 部分不同元素定序与部分相同元素排列问题:部分不同元素在排列前后的顺序固定不变(不一定相邻)的排列问题,称之为“定序排列”问题.解决这类问题的基本方法有三种.(1)“消序法”(有些地方叫“整体法”),即若有m n +个元素排成一列,其中有m 个元素之间的排列顺序不变,将这m n +个元素任意排成一列,共有m n m n A ++种不同的排法,其中未定序的n 个元素排在某一特定位置的排列的个数有m m A 种排法,但只有一个排列是我们所需要的排列,因而共有m n m n m mA A ++种不同的排法.类似地还可推广到一般情形,如有有m n k ++个元素排成一列,其中有m 个元素之间的排列顺序不变,且另外k 个元素之间的排列顺序也不变,则共有m n k m n k m k m kA A A ++++中不同的算法. (2)逐一插空法:先将定序的元素进行排列,再将其它元素逐一插入这组元素两端及中间.(3)优序法:先将所有位置中按“特殊元素”个数选出若干位置,并把这些特殊元素按规定顺序排上去,再将普通元素在其余位置上全排列.例4 若5男5女排成一排,按下列要求各有多少种排法(1)男女相间;(2)女生按指定顺序排列.解:(1)先将男生排好,有55A 种排法;再将5名女生插在男生之间的6个“空挡”(包括两端)中,有552A 种排法.故本题的排法有5555228800N A A =⋅=(种); (2)方法1(消序法):10510105530240A N A A ===; 方法2(逐一插空法):5个女生按序排列,有1中方法,5个男生逐个插空,有6,7,8,9,10种方法,共有67891030240⨯⨯⨯⨯=种方法.方法3(优序法):设想有10个位置,先将男生排在其中的任意5个位置上,有510A 种排法;余下的5个位置排女生,因为女生的顺序已经指定,所以她们只有一种排法.故本题的结论为510130240N A =⨯=(种).例5 今有2本相同的语文书,3本相同的数学书,4本相同的英语书排成一排,有多少种不同的排法?解:(消序法)有992342341260A A A A =种. 例6 一个楼梯共18个台阶,12步登完,可一步登一个台阶,也可一步登两个台阶,一共有多少种不同的走法?解:根据题意,要想12步登完,只能6个一步登一个台阶,6个一步登二个台阶.因此,把问题转化为“相同元素”的排列问题.因此有12126666924A A A =(种). 点评:对于部分不同元素定序排列以及相同元素的排列问题,可用优序法.【随堂练习】1.从5位同学中选派4位同学在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,要求星期五有2人参加,星期六、星期日各有1人参加,则不同的选派方法共有( B )A .40种B .60种C .100种D .120种2.安排3名支教老师去6所学校任教,每校至多2人,则不同的分配方案共有210种.(用数字作答)3.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字,且比20000大的五位偶数有( )A.288个B.240个C.144个D.126个4.如图,用6种不同的颜色给图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,要求最多使用3种颜色且相邻的两个格子颜色不同,则不同的涂色方法共有 390 种(用数字作答).5.某校开设9门课程供学生选修,其中,,A B C 三门由于上课时间相同,至多选一门,学校规定每位同学选修4门,共有 75 种不同选修方案.(用数值作答)6.从班委会5名成员中选出3名,分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员,其中甲、乙二人不能担任文娱委员,则不同的选法共有 36 种.(用数字作答)【课后作业】1.某校安排5个班到4个工厂进行社会实践,每个班去一个工厂,每个工厂至少安排一个班,不同的安排方法共有240种.(用数字作答)2.将数字1,2,3,4,5,6拼成一列,记第i 个数为i a (i =1,2,…,6),若11a ≠,33a ≠,55a ≠,135a a a <<,则不同的排列方法有 30 种(用数字作答). 解:分两步:(1)先排1a ,3a ,5a ,当1a =2时,有2种;当1a =3时,有2种;当1a =4时,有1种,共有5种;(2)再排2a ,4a ,6a ,共有633=A 种,故不同的排列方法种数为5×6=30,填30.3.中韩两支围棋队各由8人组成,按事先排好的次序出场进行围棋擂台赛,双方先由1号队员比赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,……,直到有一方全部被淘汰为止,另一方获胜,形成一个比赛过程.(1)已知中方动用了5名队员,取得了胜利,问这样的比赛过程有多少种?(2)求由中方第8位选手获得最后胜利的概率.解:(1)中方胜利时,双方共有8+5=13名队员参加了比赛,将他们按淘汰的顺序从左向右排列,则最右为中方5号,右第二个为韩方8号,从右第三个至最左,共11个位置上,有4个位置排中方队员,其余排韩方队员,每一种排法,对应一种比赛结果,故共有411330C =种.(2)714816415C p C ==. 4. 若7位同学站成一排(1)甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?(2)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?解:(1)解法一:(排除法)3600226677=⋅-A A A ;解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有55A 种方法,此时他们留下六个位置(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有26A 种方法,所以一共有36002655=A A 种方法.(2)先将其余四个同学排好有44A 种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有35A 种方法,所以一共有44A 35A =1440种. 【课后记】第二课时排列组合问题的解题方法(二)教学目标:掌握几类特殊的排列问题的解决技巧.教学重点:掌握“错位排列”、“圆桌排列”、“转化命题”等问题的解题技巧.教学难点:如何应用“技巧”解题.教学过程:【例析技巧】四.错位排列问题n 个不同元素排成一排,有m 个元素(m n ≤)不排在相应位置的排列种数共有: 112233123(1)n n n n m m n m n m n m n m n m n m A C A C A C A C A ---------+-+⋅⋅⋅+-.当n m =时,规定000!1A ==,这个公式亦成立.例7 五封标号为1~5的信放进5个编号为1~5的信笺里面,若信的编号与信笺的编号都不相同,一共有多少种不同放法.解:这是著名的信封问题,很多著名数学家都研究过.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.把错装的总数记为()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 错装进A 里,这时每种错装的其余部分都与a 、b 、A 、B 无关,应有(2)f n -种错装法.(2)b 错装进A 、B 之外的信封,这时的装信工作实际是把(除a 之外的)信纸b 、c ……装入(除B 之外的)1n -个信封A 、C ……,显然这种错装方法有(1)f n -种.错装的其余部分都与a 、b 、A 、B 无关,应有(2)f n -种错装法.总之在a 错装入B 的错误之下,共有错装法(1)(2)f n f n -+-种.装入D ……的2n -种错误之下,同样都有(1)(2)f n f n -+-种错装法.因此()(1)[(1)(2)]f n n f n f n =--+-,显然(1)0f =,(2)1f =.由此可得(5)44f =.注意:用容斥原理亦可解决此题.普遍结论为错排公式1:1111()![1(1)]1!2!3!!n f n n n =-+-+⋅⋅⋅+-. 错排递推公式2: ()(1)[(1)(2)]f n n f n f n =--+-错排公式3:112233123(1)n n n n m m n mn m n m n m n m n m A C A C A C A C A ---------+-+⋅⋅⋅+-例8 有5个人站成一排,其中A 不站第一位,B 不站第二位,C 不站第三位,D 不站第四位,E 不站第五位,共有多少种不同的站法.解析:上面两例实际上可以看成n 个不同元素中有m (m ≤n )错位排列的问题. 而这个问题是其特殊情况,即全错位排列问题.共有514233241505545352515044A C A C A C A C A C A -+-+-=种(注意000!1A ==)例9 同室四人各写一张贺年卡,先集中起来.然后每人从中拿一张别人送出的贺年卡.则四张贺年卡不同的分配方式有A.6种B.9种C.11种D.23种解析:由上面公式得:4132231404434241409A C A C A C A C A -+-+=种,∴选择B 答案.因此可得到全错位排列的公式:n 个不同元素排成一排,第一个元素不在第一位,第二个元素不在第二位,……,第n 个元素不在第n 位的排列数为:11223301230(1)n n n n n n n n n n n n n n A C A C A C A C A -------+-+⋅⋅⋅+-这实际上是公式112233123(1)n n n n m m n m n m n m n m n m n m A C A C A C A C A ---------+-+⋅⋅⋅+-的特殊情况.这个公式很有用,只要有特殊元素不站特殊位置的问题,都可以用这个公式很快得到解决,希望这个公式对大家有所帮助.五. 圆桌排列从n 个不同元素中不重复的取出m (1m n ≤≤)个元素排在一个圆周上,叫做这n 个不同元素的圆排列.如果一个m -圆排列旋转可以得到另一个m -圆排列,则认为这两个圆排列是相同的.特别的,当m n =时,n 个不同元素作成的圆排列总数为(1)!n -.证明:在圆周上任选一个位置排1a 有n 种排法,再选一个位置排2a 有1n -种排法,…,最后一个位置排n a 有1种排法.而这n 个人顺时针(或逆时针)挪动n 次位置都是同一种排列.所以共有!(1)!n n n=-种排法. 例10 有5对夫妇参加一场婚宴,他们被安排在一张10个座位的圆桌就餐,但是婚礼操办者并不知道他们彼此之间的关系,只是随机安排座位。
关于数字的排列组合题解法举例
关于数字的排列组合题解法举例例1: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多少个?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,,1,0⋯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). 小结小结::(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。
例2:用5,4,3,2,1这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有多少个? 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.小结小结::本题是带有附加条件的排列问题,可分类,也可分步。
例3: 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?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).小结小结::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.例4: 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?分析分析::这一问题的限制条件是:①没有重复数字;②数字“0”不能排在千位数上;③个位数字只能是0、2、4、6、8、,从限制条件入手,可划分如下:如果从个位数入手,四位偶数可分为:个位数是“0”的四位偶做,个位数是 2、4、6、8的四位偶数(这是因为零不能放在千位数上).由此解法一与二.如果从千位数入手.四位偶数可分为:千位数是1、3、5、7、9和千位数是2、4、6、8两类,由此得解法三.如果四位数划分为四位奇数和四位偶数两类,先求出四位个数的个数,用排除法,得解法四.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. 解法2:当个位数上排“0”时,同解一有39A 个;当个位数上排2、4、6、8中之一时,千位,百位,十位上可从余下9个数字中任选3个的排列数中减去千位数是“0”排列数得:)(283914A A A −⋅个∴ 没有重复数字的四位偶数有22961792504)(28391439=+=−⋅+A A A A 个.解法3:千位数上从1、3、5、7、9中任选一个,个位数上从0、2、4、6、8中任选一个,百位,十位上从余下的八个数字中任选两个作排列有281515A A A ⋅⋅个干位上从2、4、6、8中任选一个,个位数上从余下的四个偶数中任意选一个(包括0在内),百位,十位从余下的八个数字中任意选两个作排列,有281414A A A ⋅⋅个 ∴ 没有重复数字的四位偶数有2296281414281515=⋅⋅+⋅⋅A A A A A A 个.解法4:将没有重复数字的四位数字划分为两类:四位奇数和四位偶数.没有重复数字的四位数有39410A A −个.其中四位奇数有)(283915A A A −个∴ 没有重复数字的四位偶数有28393939283915394105510)(A A A A A A A A A +−−×=−−−283954A A +=2828536A A +=2841A =2296=个小结小结::这是典型的简单具有限制条件的排列问题,上述四种解法是基本、常见的解法,要认真体会每种解法的实质,掌握其解答方法,以期灵活运用。
排列组合应用题的解题技巧
2016年第44期(总第308期)N排列组合应用题是高考常见题型,内容独特,解题方法灵活多变,学生普遍感到难以把握,不知怎样解,下面介绍几种常见的解题方法与技巧。
一、优先法解排列组合的应用问题应遵循先特殊后一般,先选元素再排列的原则。
即对于特殊元素应先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;对于特殊位置应先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;这样就会保证分类时既不重复也不遗漏。
例1:某校从8名老师中选派4名老师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有多少种?解:按特殊元素甲、乙进行分类。
甲和乙不同去分为三种情况:(1)甲去乙不去,(2)甲不去乙去,(3)甲、乙都不去。
当甲去乙不去时,丙去,此时不同的选派方案有(种)当甲不去乙去时,丙不去,此时不同的选派方案有(种)当甲、乙都不去时,丙不去,此时不同的选派方案有(种)所以不同的选派方案共有240+240+120=600(种)二、对等法有些限制条件的肯定和否定是对等的,各占全体的二分之一,还有“顺序一定”与“平均分组”问题要用除法,即:判断限制条件中的各种可能出现的情形是否对等的,也就是各种情形出现的概率是否相等。
例2:(1)期中考试安排科目8门,语文要排在数学之前考,共有多少种安排顺序?(2)四名男生和三名女生按要求站成一排,三名女生顺序一定,则有几种排法?(3)将6本不同的书平均分成3堆,每堆2本,有几种分法?解:(1)不加任何限制,整个排法有种,“语文安排在数学之前考”与“数学安排在语文之前考”的排法是相等的,所以语文要排在数学之前考共有种安排顺序。
(2)7名学生的全排列有种,3名女生有种排序。
其中3名女生的每一种排序对应这7名学生的排法是相等的,所以若三名女生顺序一定有种。
(3)这是“无序均匀分组”问题,不妨记6本书为A、B、C、D、E、F,由于平均分成3堆,3堆书之间无序,所以由分步计数原理得到种分法中的(AB、CD、EF),(AB、EF、CD ),(CD、EF、AB ),(CD、AB、EF ),(EF、AB、CD),(EF、CD、AB)共种本质上只算一种,所以共有种。
排列组合应用题的基本解法
排列组合应用题的基本解法排列组合问题是高考的必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握.解排列组合问题的基础是两个基本原理,分类用加法原理,分步用乘法原理,问题在于怎样合理地进行分类、分步,特别是在分类时如何做到既不重复,又不遗漏,正确分每一步,这是比较困难的。
要求我们周密思考,细心分析,理解并掌握解题的常用方法和技巧,掌握并能运用分类思想、转化思想、整体思想、正难则反等数学思想解决排列组合问题。
实践证明,掌握题型和解题方法,识别模式,熟练运用,是解决排列组合应用题的有效途径;下面就谈一谈排列组合应用题的解题策略.1、相邻排列——捆绑法:n 个不同元素排列成一排,其中某k 个元素排在相邻位置上,有多少种不同排法? 先将这k 个元素“捆绑在一起”,看成一个整体,当作一个元素同其它元素一起排列,共有11n k n k A -+-+种排法.然后再将“捆绑”在一起的元素进行内部排列,共有k k A 种方法.由乘法原理得符合条件的排列,共11n k kn k k A A -+-+·种.例1.e d c b a ,,,,五人并排站成一排,如果b a ,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b a ,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 .例2 有3名女生4名男生站成一排,女生必须相邻,男生必须相邻,共有多少种不同的站法?解:先把3名女生作为一个整体,看成一个元素,4名男生作为一个整体,看成一个元素,两个元素排列成一排共有22A 种排法;女生内部的排法有33A 种,男生内部的排法有44A 种.故合题意的排法有234234288A A A =··种. 2.相离排列——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.将n 个不同元素排成一排,其中k 个元素互不相邻()k n k -≤,有多少种排法?先把()n k -个元素排成一排,然后把k 个元素插入(1)n k -+个空隙中,共有排法1k n k A -+种.例3 五位科学家和五名中学生站成一排照像,中学生不相邻的站法有多少种?解:先把科学家作排列,共有55A 种排法;然后把5名中学生插入6个空中,共有56A 种排法,故符合条件的站法共有555686400A A =·种站法.例4.七位同学并排站成一行,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---倍缩法: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.此法也被叫消序法.将n 个不同元素排列成一排,其中某k 个元素的顺序保持一定,有多少种不同排法? n 个不同元素排列成一排,共有n n A 种排法;k 个不同元素排列成一排共有k k A 种不同排法.于是,k 个不同元素顺序一定的排法只占排列总数的kkA 分之一.故符合条件的排列共nn kkA A 种.例5.e d c b a ,,,,五人并排站成一排,如果b 必须站在a 的右边(b a ,可以不相邻)那么不同的排法种数是( )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 .例6. A ,B ,C ,D ,E 五个元素排成一列,要求A 在B 的前面且D 在E 的前面,有多少种不同的排法?解:5个不同元素排列一列,共有55A 种排法. A ,B 两个元素的排列数为22A ;D ,E 两个元素的排列数为22A .因此,符合条件的排列法为55222230A A 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7.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、留空排列——借元法例8、一排10个坐位,3人去坐,每两人之间都要留空位,共有 种坐法。
排列应用题
排列应用题一、几种思想1.化归思想解题意味着什么——就是把所要解决的问题转化为已经解决的问题例1.同室4人各写一张贺卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人的贺卡,求不同的分配方式。
分析:建立数学模型转化为数学问题——用1,2,3,4这4个数字组成无重复数字的四位数,其中1不在个位,2不在十位,3不在百位,4不在千位的四位数共有多少个?2.对称思想挖掘题目中隐含的对称性,运用对称思维解题,能得到简捷的解法。
例2.A、B、C、D、E五人并排站成一排,B必须在A的右边(A与B可以不相邻),有多少种不同的排法?解法一:分类法第一类:A在左边第一个,有:第二类:A在左边第二个,有:第三类:A在左边第三个,有:第四类:A在左边第四个,有:24+18+12+6=60解法二:考虑对称性,B在A的右边与B在A的左边的机会均等,所以排列为练:6辆车从停车场出发,其中甲车必须在乙车前面开出的种数为_360_种由0,1,2,3,4,5六个数字组成的无重复数字的数,其中十位数字比个位数字大的六位数有300个,四位数有个,两位数有个。
3.逆反思想对有些数学问题,如果从正面去探求常常一筹莫展,但是若改变一下思维的角度,从问题的反面进行逆向思考,常能找到解题的方法。
例3.一个小组共有10名同学,其中4名女同学,6名男同学,要从小组内选出3名代表进行排列,要求至少有一名女同学,一共多少种排法?练:在由数字1,2,3,4,5构成的无重复数字的五位数中,小于50000的个数有96个小于50000的偶数有36个二、几种方法1.特征分析法例4.由1,2,3,4,5,6这6个数字可以组成多少个无重复数字且是6的倍数的五位数?分析:一个数是6的倍数,与一个数是2的倍数且是3的倍数是等价的,而其中为3的倍数的数必须满足“各个数位上的数字之和是3的倍数”,因此,满足题意要求的五位数应有以下几类可能:第一类:由1,2,4,5,6做数码第一步:2,4,6选一个做个位数字:第二步:其余四个数字在其他数位:所以第二类:由1,2,3,4,5做数码第一步:2,4选一个做个位数字:第二步:其余四个数字在其他数位:所以注:所谓“特征分析法”,就是以事物的特征(本质属性)为突破口,寻找解题思路的方法,当问题比较复杂的时候,还要注意分类和分步。
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例⒊从9所中学选派12名教师组成代表团,每校至少1人参加,
问有多少种不同的选法? 解法一: 此题研究对象是教师,每校先定1人,剩下3个名额分3类:
⑴3人从同一学校选,共有 C91种选法; ⑵ 3人从两个学校选,共有 2C92 种选法; ⑶ 3人从3个学校选,共有 C93 种选法; 故,所求总数为 C91 2C92 C93 =165种。
A A4 4
3 4+
练习: ⒈把10本相同的笔记本分给6名学生,每人至少一本, 有多少种分法? ⒉甲、乙、丙、丁、戊5名学生进行某种劳动技术 比赛,决出了第一到第五名的名次,甲、乙两人去 询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都未 拿到冠军”,对乙说:“你当然不会最差的”。从 这个回答分析,五人的名次排列共可能有多少种?
解法二: 12个教师有11个空位,在这11个空位中选择8个位子 把它分成9组,每一组对应一个学校,所以所求的选 8 种 派方法为 C11
例⒋停车场有10个车位,今有8辆车需停放,要使两个 空位连在一起,有多少种不同的停放方法? 解:
此题把车位作为研究对象,把两个空位看成一个整体
这样就转化成全排列问题,所以所求的总数为 A 9 种 9
⒊从7人中选派5人到10个不同交通岗的5个中参加 交通协管工作,则不同的选派方法有 ⒋由0、1、2、3、4、5六个数字可以组成多少个无重复数 字且比324105大的数?
⒌有红、黄、蓝三种颜色的小球各五只,都分别标有 A、B、C、D、E,现每次取出五只,要求字母各不 相同且三色齐备,有多少种取法?
4个盒子里,每个盒子放一个小球,且球b不能放在2号盒子中, 则不同的方法总数为( )
(A)24
(B)42 (C)96
(D)120
解:将球b作为特殊元素,分成两类:
第一类,含有球b的排法数是 A
第二类,不含有球b的排法数是 由分类计数原理知共有A 所以选(C)
1 3
1 3
A
3 4
种,
A4 4
种, =96 种不同的排法。
二、确定研究对象后元素的先后排列顺序问题
例⒍10名男生,5名女生站成一排,使女生互不想邻, 其不同站法总数为多少? 解: 此题研究对象是学生,先排男生,共有种A 再让5个女生站到11个空位中,共有A
10 10站法
5 11 种站法
5 由分步计数原理知共有A 10 × 种不同的坐法。 10 A 11
例⒎⑴3个相同的小红球,2个不同的小白球排成一排,共有多少
⑴此题研究对象是人,由分类计数原理知,有8+5+10=23种
⑵同理由分步计数原理知,有8×5×10=400种 ⑶由题意可知共有8×5+5×10+8×10=170种
例⒉设A={a,b,c,d,e,f},B={x,y,z},从A到B共有多少
个不同的映射? 解: 对于A中的任意一个元素,都有3种对应方法,由分步计 数原理知,有3×3×3×3×3×3=36=729种
C
2 5
=10种
例⒏一名数学教师和四名获奖学生排成一排留影,若老师 不排在两端,则有多少种不同的排法? 解: 1 从特殊元素出发,优先排数学教师,共有A 3 种排法
4 A 然后排学生有 4 种排法 4 A 由分步计数原理知共有 A × 4 =72 种不同的排法。
1 3
例⒐从编号为a,b,c,d,e的5个小球中任取4个,放在编号为1,2,3,4的
种不同排法?
⑵3个相同的小红球,2个相同的小白球排成一排,共有多少 种不同排法? 解: ⑴先将2个不同的小白球放到五个位子中的两个上 不同的方法总数为 A 种 再将3个相同的小红球放到余下的3个位子中,只有1种方法 所以所求的总数为
2 5 2 5
A
=20种
⑵由于红球与白球的地位相同, 先放两个小白球的不同种数为 剩下位子再放小红球只有一种方法 所以所求的总数为
例⒌一排九个座位有六个人坐,若每个空位两边都坐有
人,共有多少种不同的坐法? 解:
此题把座位作为研究对象,先安排6个座位让6个人去坐, 有 A6 种不同的坐法, 6 再将3个空位插入到坐好的6个人之间
3 C 共有 5 种不同的插入方法, 6 3 A C 根据分步计数原理知共有 6 × 5 =7200 种不同的坐法。
钱建英
复习:
⒈ 分类计数原理和分步计数原理;
⒉排列组合应用题解题原则:
分类相加、分步相乘、有序排列、无序组合
直接法
⒊排列组合应用题解题方法:
间接法
特殊位置优先法 特殊元素优先法 插入法 捆绑法
一、确定研究对象
例⒈现有高一学生8人,高二学生5人,高三学生10人, 组成课外活动小组: ⑴选其中一个为总负责人,有多少种不同选法? ⑵每一个年级选一名组长,有多少种不同选法? ⑶在一次活动中,推选出其中两人作为中心发言人, 要求这两人来自不同的年级,有多少种不同选法? 解: