(完整版)解排列组合应用题的解法技巧
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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。
例2:同室四人各写了一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人的贺年卡,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:设四个人分别为甲、乙、丙、丁,各自写的贺年卡分别为a、b、c、d o
第一步,甲取其中一张,有3种等同的方式;
第二步,假设甲取b,则乙的取法可分两类:
(1)乙取a,则接下来丙、丁的取法都是唯一的,
(2)乙取c或d (2种方式),不管哪一种情况,接下来丙、丁的取法也都是唯一的。
根据加法原理和乘法原理,一共有 3 (1 2) 9种分配方式。
二.特殊元素(位置)优先----(优待法)
所谓“优待法”是指在解决排列组合问题时,对于有限制条件的元素(或位置)
要优先考虑•
例3: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P4个,个位不选0且万位不能选0,有C4C8 P83个,所以一共可以得
到F94C4C8P8313776 个偶数。
注0, 2, 4, 6, 8是特殊元素,元素0更为特殊,首位与末位是特殊的位置。
例4: 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P:种排法。再排乙,有P?种排法,再排其余的人,又有P6种排法,所以一共有P4 P51P6614400种排法。
【eg】在由数字0、1、2、3、4、5所组成的没有重复数字的四位数中,不能被
5整除的数共有()个.
(解法一)元素优先数字0、1、2、3、4、5中含有0元素,组成四位数时,
0不能放在首位•又所求四位数不能被5整除,因而可以根据是否含有0和5两个元素将所求四位数分成四类:第一类:含0不含5的四位数,共有匸爲:=48(个);第
I J
二类:含5不含0的四位数,共有' 宀=72(个);第三类:含0也含5的四位数,共有©©九=48(个);第四类:不合0也不含5的四位数,共有':=24(个)•所以, 符合条件的四位数共有48+72+48+24=192(个).
(解法二)位置优待根据所求四位数对首末两个位置的特殊要求可以分步解
答:第一步:排个位一一个位上的数字只能从1、2、3、4这四个数字中任选一个,共有'种选法;第二步;排首位首位上的数字只能从1、2、3、4这四个数字被个位选掉后剩余的三个数字及数字5中任选一个,共有5种选法;第三步:排中间两位,中间两柱可以从个位和首位排好后剩余的数字四个数字中任选两个,共有
种排法•所以符合条件的四位数共有匚厲打=4x4X4X 3=192(个).
〔注〕这道例题是典型的限制排列组合题. 解题时,若从元素入手(即元素优先),常要分类讨论,分类时要注意堵漏防重;若从位置入手(即位置优待1,常要分步解答,分步时要注意分步完整,各步相连.
三•捆绑法
在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先整体考虑,将相邻元素视作一个大元素进行排序,然后再考虑大元素内部各元素间顺序的解题策略就是捆绑法.
例5: 8人排成一排,甲、乙必须分别紧靠站在丙的两旁,有多少种排法?
解:把甲、乙、丙先排好,有P2种排法,把这三个人“捆绑”在一起看成是一个,与
其余5个人相当于6个人排成一排,有P66种排法,所以一共有P22P/=1440种排法。
〔注〕运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题.
四•插空法
不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开.解决此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法.
例6:排一张有8个节目的演出表,其中有3个小品,既不能排在第一个,也不能有两个小品排在一起,有几种排法?
解:先排5个不是小品的节目,有P55种排法,它们之间以及最后一个节目之后一共有
6个空隙,将3个小品插入进去,有P5种排法,所以一共有P5 P53=7200种排法。
注:捆绑法与插入法一般适用于有如上述限制条件的排列问题
【eg】用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1与2相邻,2与4相邻,5与6相邻,而7与8不相邻。这样的八位数共有()个.(用数字作答)
解:由于要求1与2相邻,2与4相邻,可将1、2、4这三个数字捆绑在一起形成一
个大元素,这个大元素的内部中间只能排2,两边排1和4,因此大元素内部共有八种排
法,再把5与6也捆绑成一个大元素,其内部也有*种排法,与数字3 共计三个元素,先
将这三个元素排好,共有A:种排法,再从前面排好的三个元素形成的间隙及两端共四个位置中任选两个,把要求不相邻的数字7和8插入即可,共
有嘉种插法,所以符合条件的八位数共有仏町“;=288(种).
〔注〕运用插空法解决不相邻问题时,要注意欲插入的位置是否包含两端位置. 五•正难则反一一排除法
对于含“至多”或“至少”的排列组合问题,若直接解答多需进行复杂讨论,可以考虑“总体去杂”,即将总体中不符合条件的排列或组合删除掉,从而计算出符合条件的排列组合数的方法.
例7;求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C;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C84 12 58个。
例& 100件产品中有3件是次品,其余都是正品。现在从中取出5件产品,其中含有
次品,有多少种取法?
解:从100件产品中取5件产品,有Cw0种取法,从不含次品的95件中取出5件产品
有C95种取法,所以符合题意的取法有C為C9517347001种。