小学奥数~排列组合
小学奥数之排列组合问题
题目:将5个不同的小球放到4个不同的盒子里,要求每个盒子都不空,则不同的放法种数为 _______. 答案:60
掌握基础概念和公式
理解排列组合的原理和计算方法
理解排列组合的概念和公式
练习题:有5个不同的小球放到4个不同的盒子里,要求每个盒子都不空,则不同的放法种数为多少? 答案解析:根据题意,先选出5个小球,再将其分成4组,然后对4组进行排列,最后将排列后的4组对应到4个不同的盒子里。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{4} = 240$种不同的放法。答案解析:根据题意,先选出5个小球,再将其分成4组,然后对4组进行排列,最后将排列后的4组对应到4个不同的盒子里。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{4} = 240$种不同的放法。练习题:有7把椅子摆成一排,现有3人随机就座,那么任何两人不相邻的坐法种数为多少? 答案解析:先将没有人坐的4把椅子排好,再将有人坐的3把椅子插空,最后对3把有人坐的椅子进行全排列。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{3} = 60$种不同的坐法。答案解析:先将没有人坐的4把椅子排好,再将有人坐的3把椅子插空,最后对3把有人坐的椅子进行全排列。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{3} = 60$种不同的坐法。练习题:用数字0,1,2,3,4可以组成多少个无重复数字且大于2000的三位数? 答案解析:对于三位数的百位数字,不能为0,所以百位数字可以为1、2、3、4中的任意一个,共有4种选择。对于十位数字和个位数字,由于不能有重复数字,所以十位数字和个位数字各有4种选择。根据分步乘法计数原理,共有$4 \times 4 \times 3 = 48$个无重复数字且大于2000的三位数。答案解析:对于三位数的百位数字,不能为0,所以百位数字可以为1、2、3、4中的任意一个,共有4种选择。对于十位数字和个位数字,由于不能有重复数字,所以十位数字和个位数字各有4种选择。根据分步乘法计数原理,共有$4 \times 4 \times 3 = 48$个无重复数字且大于2000的三位数。练习题:有7把椅子摆成一排,现有3人随机就座,那么任何两人不相邻的坐法种数为多少? 答案解析:先将没有人坐的4把椅子排好,再将有人坐的3把椅子插空,最后对3把有人坐的椅子进行全排列。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{3} = 60$种不同的坐法。答案解析:先将没有人坐的4把椅子排好,再将有人坐的3把椅子插空,最后对3把有人坐的椅子进行全排列。根据分步乘法计数原理,共有$A_{5}^{3} = 60$种不同的坐法。
小学奥数专题--排列组合
✧排列问题题型分类:1.信号问题2.数字问题3.坐法问题4.照相问题5.排队问题✧组合问题题型分类:1.几何计数问题2.加乘算式问题3.比赛问题4.选法问题✧常用解题方法和技巧1.优先排列法2.总体淘汰法3.合理分类和准确分步4.相邻问题用捆绑法5.不相邻问题用插空法6.顺序问题用“除法”7.分排问题用直接法8.试验法9.探索法10.消序法11.住店法12.对应法13.去头去尾法14.树形图法15.类推法16.几何计数法17.标数法18.对称法分类相加,分步组合,有序排列,无序组合✧基础知识(数学概率方面的基本原理)一.加法原理:做一件事情,完成它有N类办法,在第一类办法中有M1中不同的方法,在第二类办法中有M2中不同的方法,……,在第N类办法中有Mn种不同的方法,那么完成这件事情共有M1+M2+……+Mn种不同的方法。
二.乘法原理:如果完成某项任务,可分为k个步骤,完成第一步有n1种不同的方法,完成第二步有n2种不同的方法,……完成第k步有nk种不同的方法,那么完成此项任务共有n1×n2×……×nk种不同的方法。
三.两个原理的区别⏹做一件事,完成它若有n类办法,是分类问题,每一类中的方法都是独立的,故用加法原理。
每一类中的每一种方法都可以独立完成此任务;两类不同办法中的具体方法,互不相同(即分类不重);完成此任务的任何一种方法,都属于某一类(即分类不漏)⏹做一件事,需要分n个步骤,步与步之间是连续的,只有将分成的若干个互相联系的步骤,依次相继完成,这件事才算完成,因此用乘法原理.任何一步的一种方法都不能完成此任务,必须且只须连续完成这n步才能完成此任务;各步计数相互独立;只要有一步中所采取的方法不同,则对应的完成此事的方法也不同⏹这样完成一件事的分“类”和“步”是有本质区别的,因此也将两个原理区分开来.四.排列及组合基本公式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 Pmn表示.Pmn =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Cmn表示.Cmn = Pmn /m!= n!(n-m)!×m!一般当遇到m比较大时(常常是m>0.5n时),可用Cmn = Cn-mn 来简化计算。
小学数学五年级奥数3--排列组合(一)
排列组合(一)例1:探究“排列”从1、2、3、4、5中挑两个数字组成一个两位数,共可组成多少个不同的两位数?乘法原理:排列原理:例2:探究“组合”从1、2、3、4、5中挑选两个数字,有多少种选法?乘法原理:组合原理:例3:排队问题有6个年龄互不相同的人,3人一排,站成两排。
(1)如果可以随便站,那么一共有多少种排法?(2)如果第一排的每一个人都比第二排的小,那么一共有多少种排法?例4:圆圈连线如图,在一个圆周上有9个点,以这些点为顶点或端点,一共可以画出()条线段;()个三角形;()个四边形。
练习1:从5、6、7、8、9这五个数字中选出四个数字(不能重复)组成四位数,共能组成多少个不同的四位数?练习2:甲、乙、丙、丁四个人站成一排照相,一共有多少种不同的排法?练习3:学生会召集各班正、副班长,学习委员开会。
五(2)班参加会议的班干部到会堂后,发现还有11个空座位,那么他们一共有多少种不同的坐法?练习4:从1、2、3、4、5中任意取三个数字,从6、7、8、9中任取两个数字,一共可以组成多少个没有重复数字的五位数?练习5:在一个圆周上有7个点,那么以这些点为顶点或者端点,一共可以画出多少条线段?多少个三角形?多少个四边形?练习6:一个圆周上有10个点,任意两点用线段连接,那么这些线段在圆内最多有多少个交点?练习7:学校举行四、五、六年级的足球比赛,其中四年级共有8个班,五年级共有7个班,六年级共有6个班。
比赛按年级分成3个小组,先各小组都进行单循环赛,然后再由各组的前两名共6个班进行单循环赛,决出冠亚军。
一共需要比赛多少场?练习8:学校体操队有18名同学,从中选出2名同学,(1)分别担任正副队长,有多少种不同的选法?(2)去参加全市的体操比赛,有多少种不同的选法?练习9:新学期的班会上,大家要从9名候选人中选出4名同学组成班委会,那么一共有多少种选法?如果贝贝一定要当选,有多少种不同的选法?练习10:7本不同的故事书,任选4本分给4名同学,每人一本,有多少种不同的分法?练习11:一本书有400页,数字1在这本书里出现了多少次?第十二届中环杯决赛题选如图,半圆连同直径上共有10个点,以这些点为顶点,可以构成()个三角形。
小学奥数排列组合
小学奥数排列组合 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一.计数专题:④排列组合一. 进门考1.有四张数字卡片, 用这四张数字卡片组成三位数,可以组成多少个?2.一个口袋内装有3个小球,另一个口袋内装有8个小球,所有这些小球颜色各不相同.问: ①从两个口袋内任取一个小球,有多少种不同的取法?②从两个口袋内各取一个小球,有多少种不同的取法?3.甲组有6人,乙组有8人,丙组有9人。
从三个组中各选一人参加会议,共有多少种不同选法?4.从1到500的所有自然数中,不含有数字4的自然数有多少个?5.学校的一块活动场地呈梯形,如图所示.(1)这块活动场地的面积是多少平方米?(2)学校计划给这块地铺上草皮,如果每平方米的草皮20元,学校一共要为这块活动场地花费多少元钱?5 87 66*.按1,2,3,4的顺序连线,有多少种不同的连法?二.授新课①奥数专题:乘法原理专题简析在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,就是排列问题.在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.日常生活中有很多“分组”问题.如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等.这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题.解决排列组合问题,离不开加法原理和乘法原理,合理分类、合理分组,求出组合数和排列数。
排列公式:由乘法原理,从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数是121n n n n m ⋅-⋅-⋅⋅-+()()(),即121m n P n n n n m =---+()()(),这里,m n ≤,且等号右边从n 开始,后面每个因数比前一个因数小1,共有m 个因数相乘.组合公式:从n 个不同元素中取出m 个元素(m n ≤)的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个不同元素的组合数.记作m nC .12)112321m m n n m m P n n n n m C m m m P ⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⨯⨯()(()()().例1:排列数:121m n P n n n n m =---+()()()1. 三个人排成一排照相,有多少种不同的排法?2. 有3名男生和2名女生排成一排照相,有多少种不同的排法如果要求两名女生必须相邻,有多少种排法3.有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个三位数?4.5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 多少?例2:组合数:12)112321mm n n m m P n n n n m C m m m P ⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⨯⨯()(()()()1. 从有3名男生和2名女生中选出2名同学参加数学竞赛,有多少种选法?2.在“星星杯”,“排球比赛中,共有10个小球队参加比赛。
小升初奥数—排列组合问题
小升初奥数—排列组合问题一、排列组合的应用【例 1】 小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法?(1)七个人排成一排;(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.(3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间. (4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边. (5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上. (6)七个人战成两排,前排三人,后排四人.(7)七个人战成两排,前排三人,后排四人. 小新、阿呆不在同一排。
【解析】 (1)775040P =(种)。
(2)只需排其余6个人站剩下的6个位置.66720P =(种).(3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的6个位置.2×66P =1440(种).(4)先排两边,再排剩下的5个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位置.552240P ⨯= (种). (5)先排两边,从除小新、阿呆之外的5个人中选2人,再排剩下的5个人,25552400P P ⨯=(种). (6)七个人排成一排时,7个位置就是各不相同的.现在排成两排,不管前后排各有几个人,7个位置还是各不相同的,所以本题实质就是7个元素的全排列.775040P =(种).(7)可以分为两类情况:“小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后”,两种情况是对等的,所以只要求出其中一种的排法数,再乘以2即可.4×3×55P ×2=2880(种).排队问题,一般先考虑特殊情况再去全排列。
【例 2】 某管理员忘记了自己小保险柜的密码数字,只记得是由四个非0数码组成,且四个数码之和是9,那么确保打开保险柜至少要试几次?【解析】 四个非0数码之和等于9的组合有1,1,1,6;1,1,2,5;1,1,3,4;1,2,2,4;1,2,3,3;2,2,2,3六种。
第一种中,可以组成多少个密码呢?只要考虑6的位置就可以了,6可以任意选择4个位置中的一个,其余位置放1,共有4种选择;第二种中,先考虑放2,有4种选择,再考虑5的位置,可以有3种选择,剩下的位置放1,共有4312⨯=(种)选择同样的方法,可以得出第三、四、五种都各有12种选择.最后一种,与第一种的情形相似,3的位置有4种选择,其余位置放2,共有4种选择.综上所述,由加法原理,一共可以组成412121212456+++++=(个)不同的四位数,即确保能打开保险柜至少要试56次.【例 3】 一种电子表在6时24分30秒时的显示为6:24:30,那么从8时到9时这段时间里,此表的5个数字都不相同的时刻一共有多少个?【解析】 设A :BC DE 是满足题意的时刻,有A 为8,B 、D 应从0,1,2,3,4,5这6个数字中选择两个不同的数字,所以有26P 种选法,而C 、E 应从剩下的7个数字中选择两个不同的数字,所以有27P 种选法,所以共有26P ×27P =1260种选法。
小学奥数排列组合教案
小学奥数-排列组合教案一、教学目标1. 让学生理解排列组合的概念,掌握排列组合的基本算法。
2. 培养学生的逻辑思维能力,提高学生解决实际问题的能力。
3. 激发学生的学习兴趣,培养学生的耐心和细心。
二、教学内容1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的综合应用三、教学重点与难点1. 教学重点:排列组合的概念,排列数和组合数的计算方法。
2. 教学难点:排列组合的综合应用,解决实际问题。
四、教学方法1. 采用直观演示法,让学生通过实际操作理解排列组合的概念。
2. 采用案例教学法,分析典型例题,引导学生运用排列组合知识解决实际问题。
3. 采用讨论法,鼓励学生提问、交流、探讨,提高学生的逻辑思维能力。
五、教学安排1. 课时:每课时约40分钟2. 教学步骤:引入新课讲解概念举例讲解练习巩固课堂小结3. 课后作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
教案一、引入新课1. 老师:同学们,你们平时喜欢做游戏吗?今天我们就来玩一个有趣的游戏,请大家观察这些数字(出示数字卡片),看看你能发现什么规律?2. 学生观察数字卡片,发现规律。
二、讲解概念1. 老师:同学们观察得很仔细,这些数字卡片其实就是我们今天要学习的内容——排列组合。
什么是排列呢?2. 学生回答:排列是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有可能的排列的个数。
3. 老师:很好,那什么是组合呢?4. 学生回答:组合是指从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有可能的组合的个数。
5. 老师:同学们掌握得很好,我们来学习排列数和组合数的计算方法。
三、举例讲解1. 老师:我们以n=5,m=3为例,来计算排列数和组合数。
2. 学生计算排列数:5×4×3=60,计算组合数:C(5,3)=10。
3. 老师:同学们计算得很好,这些排列和组合在实际生活中有哪些应用呢?四、排列组合在实际生活中的应用1. 老师:比如说,我们有一排5个位置,要从中选出3个位置来安排3个同学,就有60种排列方式,10种组合方式。
六年级奥数辅导第13讲-排列组合
六年级奥数辅导第十三讲排列、组合问题一、排列问题。
在实际生活中,我们常常遇到过这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少中排法,这就是排列问题。
在排列过程中,不仅与参加排列的失误有关,而且与各失误所在的先后顺序有关。
=(n-1) (n-2)……(n-m+1)排列公式:P mn【例题分析】例1、有9面颜色不同的信号旗,任意取出3面旗从上到下挂在旗杆上表示信号,共可以表示多少种不同的信号?例2、用0,1,2,3,4,5,6,7,8这九个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?例3、7个人并排站成一排,其中甲必须站在中间位置,共有多少种不同的站法?【巩固提高】1、某班有一个小图书馆,有不同的文艺书80本,不同的自然科学书120本。
如果最多从这两类书中各借1本,共有多少种借法?2、要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,如果任何两个舞蹈节目不得相邻,有多少种不同的排法?3、从1,3,5中任取两个数字,从0,2,4中任取两个数字,共可以组成多少个没有重复数字的四位数?其中偶数有多少个?二、组合问题。
知识导航:日常生活中有很多的“分组”问题,如把同学分两组进行篮球对抗赛,从全班同学中选几人参加数学竞赛等。
这种“分组”问题,就是我们要讨论的组合问题。
组合问题与所取的元素有关,而与元素之间的先后顺序无关。
组合公式C m n =p m n ÷p m m【例题分析】例1、六(1)班要在25名同学中选出4名同学去参加夏令营活动,共有多少种选法?例2、从6幅水墨画、3幅油画和4幅素描中选取两幅不同类型的画,布置画室。
共有多少种不同的选法?例3、圆上有12个点,以每3个点为顶点画一个三角形,一共可以画多少个三角形?若以每4个点为顶点画一个四边形,可以画多少个四边形?【巩固提高】1、要从9名男生和5名女生中选出6名学生参加数学竞赛,共有多少种选法?2、某种产品100件,其中2件次品,其余为合格品,从中抽3件产品来检验,至少有1件次品的情形有多少种?3、从16个小朋友中任选4个人合影留念,共需拍多少张照片?综合练习一、填空。
小学奥数-排列组合教案
小学奥数-排列组合教案一、教学目标:1. 让学生理解排列组合的概念,能够运用排列组合的知识解决实际问题。
2. 培养学生逻辑思维能力和创新思维能力。
3. 提高学生解决数学问题的兴趣和自信心。
二、教学内容:1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的应用三、教学重点与难点:1. 教学重点:排列组合的概念、排列数公式、组合数公式及其应用。
2. 教学难点:排列组合问题的解决方法和技巧。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究排列组合的知识。
2. 运用案例教学法,让学生通过实际案例理解排列组合的概念和应用。
3. 采用小组合作学习法,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
五、教学安排:1. 第一课时:排列的概念和排列数公式2. 第二课时:组合的概念和组合数公式3. 第三课时:排列组合的应用举例4. 第四课时:练习与讲解六、教学过程:1. 导入:通过生活中的实例,如抽签、排座位等,引出排列组合的概念。
2. 新课导入:介绍排列和组合的定义,讲解排列数公式和组合数公式。
3. 案例分析:分析实际问题,运用排列组合知识解决问题。
4. 练习与讲解:学生自主练习,教师讲解疑难问题。
七、课后作业:1. 复习本节课所学内容,掌握排列组合的概念和公式。
2. 完成课后练习题,巩固所学知识。
3. 搜集生活中的排列组合实例,下周分享。
八、教学评价:1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 课后作业:检查学生作业完成情况,评估学生对知识的掌握程度。
3. 生活实例分享:评价学生搜集的排列组合实例的创意性和实用性。
九、教学拓展:1. 深入了解排列组合在实际生活中的应用,如密码学、运筹学等。
2. 探索其他数学领域的知识,如数列、概率等,与排列组合知识相结合。
3. 鼓励学生参加奥数比赛和相关活动,提高数学素养。
十、教学反思:2. 针对学生的学习情况,调整教学策略,提高教学效果。
四年级奥数-排列组合(1)
排列组合排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,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,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 .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和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A 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,,100I A =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I 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。
四年级奥数-排列组合(1)
排列组合排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,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,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 . 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和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A 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,,100I A =ð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I A ð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。
小学奥数排列组合教案
小学奥数-排列组合教案一、教学目标1. 让学生理解排列组合的概念,掌握排列组合的基本算法。
2. 培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的逻辑思维能力。
3. 培养学生积极探索、合作交流的学习习惯,增强学生的自信心。
二、教学内容1. 排列的概念和排列数公式2. 组合的概念和组合数公式3. 排列组合的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:排列组合的概念,排列数和组合数公式的运用。
2. 教学难点:排列组合问题的理解和解决。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究、合作交流。
2. 运用实例分析,让学生直观理解排列组合的概念。
3. 练习法:通过适量练习,巩固所学知识。
五、教学准备1. 教学课件或黑板2. 练习题3. 学生分组合作学习所需材料教案内容:一、排列的概念和排列数公式1. 排列的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做一个排列。
2. 排列数公式:An = n! / (n-m)!,其中n!表示n的阶乘。
二、组合的概念和组合数公式1. 组合的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,但与排列不同的是,组合不考虑元素的顺序。
2. 组合数公式:Cn = n! / [m!(n-m)!],其中n!表示n的阶乘。
三、排列组合的应用1. 题目示例:有红、蓝、绿三色的珠子,从中选出2个珠子,要求红珠子必须选中,求选法的总数。
2. 解题思路:这是一个排列问题,因为红珠子必须选中,只需要从蓝、绿两种颜色中再选一个珠子,按照排列的定义和公式,计算出排列数。
3. 解题步骤:a. 确定n=3(三种颜色),m=2(选两个珠子)。
b. 计算排列数:A3 = 3! / (3-2)! = 3×2 = 6。
c. 得出选法的总数为6种。
四、课堂练习a. A4 = ?b. A5 = ?a. C3 = ?b. C4 = ?五、总结与反思1. 本节课学习了排列和组合的概念及公式。
2. 通过对实例的分析,理解了排列组合的应用。
小学奥数思维训练-排列组合(经典透析)(通用,含答案)
保密★启用前小学奥数思维训练排列组合(经典透析)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、解答题1.小明和小王从北京出发先到天津看海,然后再到上海东方明珠塔参观.从北京到天津可以坐火车或者坐公共汽车,坐火车有4种车次,坐公共汽车有3种车次;而从天津到上海可以坐火车,公共汽车,轮船或者飞机,火车有3种,汽车有5种,轮船有4种,飞机有2种.问小明和小王从北京到上海旅游一共有多少种走法?2.某公园有两个园门,一个东门,一个西门.若从东门入园,有两条道路通向龙凤亭,从龙凤亭有一条道路通向园中园,从园中园又有两条道路通向西门.另外,从东门有一条道路通向游乐场.从游乐场有两条道路通向水上世界,另有一条道路通向园中园.从水上世界有一条道路通向西门,另有一条道路通向小山亭,从小山亭有一条道路通向西门.问若从东门入园,从西门出园一共有多少种不同的走法(不走重复路线)?3.由数字0、1、2、3组成三位数,问:①可组成多少个不相等的三位数?①可组成多少个没有重复数字的三位数?4.如下图,A、B、C、D、E五个区域分别用红、黄、蓝、白、黑五种颜色中的某一种染色,要使相邻的区域染不同的颜色,共有多少种不同的染色方法?5.4名同学到照相馆照相。
他们要排成一排,问:共有多少种不同的排法?6.从分别写有1、3、5、7、8五张卡片中任取两张,作成一道两个一位数的乘法题,问:①有多少个不同的乘积?①有多少个不同的乘法算式?7.如下图,问:①下左图中,共有多少条线段?①下右图中,共有多少个角?8.从5幅国画,3幅油画,2幅水彩画中选取两幅不同类型的画布置教室,问有几种选法?9.国家举行足球赛,共15个队参加.比赛时,先分成两个组,第一组8个队,第二组7个队.各组都进行单循环赛(即每个队要同本组的其他各队比赛一场).然后再由各组的前两名共4个队进行单循环赛,决出冠亚军.问:①共需比赛多少场?①如果实行主客场制(即A、B两个队比赛时,既要在A队所在的城市比赛一场,也要在B队所在的城市比赛一场),共需比赛多少场?参考答案:1.98种【解析】【分析】首先看他们完成整个过程需要几个步骤,这是判断利用加法原理和乘法原理的依据.很明显整个过程要分两步完成,先从北京到天津,再从天津到上海,应该用乘法原理.我们再分开来看,先看从北京到天津,无论是坐火车还是汽车都是一步完成,所以要用加法原理,同样的道理,从天津到上海的走法计算也应该用加法原理.【详解】解:从北京到天津走法有:4+3=7种,从天津到上海走法有:3+5+4+2=14(种).从北京到上海的走法有:7×14=98(种).答:小明和小王从北京到上海旅游一共有98种走法.2.10种【解析】【详解】解法一:这个题的已知条件比较复杂.我们可将已知条件稍加“梳理”:1.从东门入园,从西门出园;2.从东门入园后,可以通向两个游览区,龙凤亭与游乐场;3.从龙凤亭经园中园可达到西门;4.从游乐场经水上世界可达到西门,或从游乐场经园中园可达到西门;5.从水上世界经小山亭可达到西门;根据以上五条可知,从东门入园经龙凤亭经园中园达到西门为一主干线.而东门到龙凤亭有两条不同路线;龙凤亭到园中园只有一条路线;园中园到西门又有两条不同的路线.由乘法原理,这条主干线共有2×1×2=4种不同的走法.再看从东门入园后到游乐场的路线.从东门到游乐场只有一条路,由游乐场分成两种路线,一是经园中园到西门,这条路线由乘法原理可知有1×1×2=2种不同走法;二是经水上世界到西门,从水上世界到西门共有两条路线(由水上世界直接到西门和经小山亭到西门),再由乘法原理可知这条路线有1×2×2=4种不同路线.最后由加法原理计算.从东门入园从西门出园且不走重复路线的走法共有2×1×2+1×1×2+1×2×2=10种.解法二:“枚举法”解题.如图,图中A 表示东门,B 表示西门,C 表示龙凤亭,D 表示园中园,E 表示游乐场,F 表示水上世界,G 表示小山亭,线表示道路.不同的走法有10种.1121111A C D BA C DB A E D BA E F G BA E F GB →→→→→→→→→→→→→→→→→ 1222222A C D BA C DB ACD B AEFG BA E F GB →→→→→→→→→→→→→→→→→答:不走重复路线,共有10种不同走法.【点睛】本题主要考察加法乘法原理.先分类利用加法原理,再对每一类进行分步利用乘法原理.建议可以利用加法与乘法原理的题型就没必要用枚举法,因为枚举法比较容易重复和遗漏.3.①48个①18个【解析】【分析】在确定由0、1、2、3组成的三位数的过程中,应该一位一位地去确定。
小学奥数之排列组合问题.
计 数 问 题教学目标1.使学生正确理解排列、组合的意义;正确区分排列、组合问题;2.了解排列、排列数和组合数的意义,能根据具体的问题,写出符合要求的排列或组合;3.掌握排列组合的计算公式以及组合数与排列数之间的关系;4.会、分析与数字有关的计数问题,以及与其他专题的综合运用,培养学生的抽象能力和逻辑思维能力; 通过本讲的学习,对排列组合的一些计数问题进行归纳总结,重点掌握排列与组合的联系和区别,并掌握一些排列组合技巧,如捆绑法、挡板法等。
5.根据不同题目灵活运用计数方法进行计数。
知识点拨:例题精讲:一、 排 列 组 合 的 应 用【例 1】 小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法(1)七个人排成一排;(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.(3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间. (4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边. (5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上. (6)七个人战成两排,前排三人,后排四人.(7)七个人战成两排,前排三人,后排四人. 小新、阿呆不在同一排。
【解析】 (1)775040P =(种)。
(2)只需排其余6个人站剩下的6个位置.66720P =(种).(3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的6个位置.2×66P =1440(种).(4)先排两边,再排剩下的5个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位置.552240P ⨯= (种). (5)先排两边,从除小新、阿呆之外的5个人中选2人,再排剩下的5个人,25552400P P ⨯=(种). (6)七个人排成一排时,7个位置就是各不相同的.现在排成两排,不管前后排各有几个人,7个位置还是各不相同的,所以本题实质就是7个元素的全排列.775040P =(种).(7)可以分为两类情况:“小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后”,两种情况是对等的,所以只要求出其中一种的排法数,再乘以2即可.4×3×55P ×2=2880(种).排队问题,一般先考虑特殊情况再去全排列。
四年级奥数-排列组合
排列组合排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,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,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 . 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和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A 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,,100I A =ð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I A ð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。
小学奥数 排列组合
一.计数专题:④排列组合一. 进门考1.有四张数字卡片, 用这四张数字卡片组成三位数,可以组成多少个?2.一个口袋内装有3个小球,另一个口袋内装有8个小球,所有这些小球颜色各不相同.问:①从两个口袋内任取一个小球,有多少种不同的取法?②从两个口袋内各取一个小球,有多少种不同的取法?3.甲组有6人,乙组有8人,丙组有9人。
从三个组中各选一人参加会议,共有多少种不同选法?4.从1到500的所有自然数中,不含有数字4的自然数有多少个?5.学校的一块活动场地呈梯形,如图所示.(1)这块活动场地的面积是多少平方米?(2)学校计划给这块地铺上草皮,如果每平方米的草皮20元,学校一共要为这块活动场地花费多少元钱?6*.按1,2,3,4的顺序连线,有多少种不同的连法?二.授新课5 87 6①奥数专题:乘法原理专题简析在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,就是排列问题.在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.日常生活中有很多“分组”问题.如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等.这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题.解决排列组合问题,离不开加法原理和乘法原理,合理分类、合理分组,求出组合数和排列数。
排列公式:由乘法原理,从个不同元素中取出个元素的排列数是,即,这里,,且等号右边从开始,后面每个因数比前一个因数小,共有个因数相乘.组合公式: 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不同元素的组合数.记作..例1:排列数:1. 三个人排成一排照相,有多少种不同的排法?2. 有3名男生和2名女生排成一排照相,有多少种不同的排法?如果要求两名女生必须相邻,有多少种排法?3.有从1到9共计9个号码球,请问,可以组成多少个三位数?n m 121n n n n m ⋅-⋅-⋅⋅-+()()()121m n P n n n n m =---+()()()m n ≤n 1m n m m n ≤n mm n C 12)112321m m n nm m P n n n n m C m m m P ⋅-⋅-⋅⋅-+==⋅-⋅-⋅⋅⨯⨯()(()()()121m n P n n n n m =---+()()()4.5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 多少?例2:组合数:1. 从有3名男生和2名女生中选出2名同学参加数学竞赛,有多少种选法?2.在“星星杯”,“排球比赛中,共有10个小球队参加比赛。
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奥数解排列组合应用题排列组合问题是必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,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,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 .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和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A 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,,100I A =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I 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。
例11.1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种解析: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)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: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.13.“至少”“至多”问题用间接排除法或分类法:抽取两类混合元素不能分步抽. 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种解析1:逆向思考,至少各一台的反面就是分别只取一种型号,不取另一种型号的电视机,故不同的取法共有33394570C C C --=种,选.C 解析2:至少要甲型和乙 型电视机各一台可分两种情况:甲型1台乙型2台;甲型2台乙型1台;故不同的取法有2112545470C C C C +=台,选C . 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?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. (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 中排法,故共有222542120C C A =种. 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种解析:正方体8个顶点从中每次取四点,理论上可构成48C 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,所以四面体实际共有481258C -=个. (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种解析:10个点中任取4个点共有410C 种,其中四点共面的有三种情况:①在四面体的四个面上,每面内四点共面的情况为46C ,四个面共有464C 个;②过空间四边形各边中点的平行四边形共3个;③过棱上三点与对棱中点的三角形共6个.所以四点不共面的情况的种数是44106436141C C ---=种. 16.圆排问题线排法: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线排,其它的1n -元素全排列.例16.5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1mn 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n m 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.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?解析:把此问题当作一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯35C 种方法,所以满足条件的关灯方案有10种.说明:一些不易理解的排列组合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型,排队模型,装盒模型可使问题容易解决.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号码与盒子号码相同,问有多少种不同的方法?解析:从5个球中取出2个与盒子对号有25C 种,还剩下3个球与3个盒子序号不能对应,利用枚举法分析,如果剩下3,4,5号球与3,4,5号盒子时,3号球不能装入3号盒子,当3号球装入4号盒子时,4,5号球只有1种装法,3号球装入5号盒子时,4,5号球也只有1种装法,所以剩下三球只有2种装法,因此总共装法数为25220C =种. 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?解析:先把30030分解成质因数的形式:30030=2×3×5×7×11×13;依题意偶因数2必取,3,5,7,11,13这5个因数中任取若干个组成成积,所有的偶因数为01234555555532C C C C C C +++++=个.(2)正方体8个顶点可连成多少队异面直线?解析:因为四面体中仅有3对异面直线,可将问题分解成正方体的8个顶点可构成多少个不同的四面体,从正方体8个顶点中任取四个顶点构成的四面体有481258C -=个,所以8个顶点可连成的异面直线有3×58=174对.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内的交点最多有多少个? 解析:因为圆的一个内接四边形的两条对角线相交于圆内一点,一个圆的内接四边形就对应着两条弦相交于圆内的一个交点,于是问题就转化为圆周上的10个点可以确定多少个不同的四边形,显然有410C 个,所以圆周上有10点,以这些点为端点的弦相交于圆内的交点有410C 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?解析:可将图中矩形的一边叫一小段,从A 到B 最短路线必须走7小段,其中:向东4段,向北3段;而且前一段的尾接后一段的首,所以只要确定向东走过4段的走法,便能确定路径,因此不同走法有47C 种.AB。