排列组合问题常用方法(二十种)
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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1
3C 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1
4C 种组合;最后
排中间三个数,从剩余四个数中任选三个共有3
4A 种排列。由分步计数原理得113
344288C 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2
4A 种排列,再种其它葵花有5
5A 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2
5A 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5
5A 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4
6A 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 。
分析:将2个新节目插入原定5个节目排好后形成的6个空位中(包含首尾两个空位)共有2
6A 种排列, 由分步计数原理得2
630A =。
四、定序问题除序(去重复)、空位、插入法
例4、7人排队,其中甲、乙、丙3人顺序一定,共有多少种不同的排法?
分析:(除序法)除序法也就是倍缩法或缩倍法。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。共有不同排法种数为:
77
33
840A 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4
7A 种坐法;甲、乙、丙坐
其余的三个位置,共有1种坐法。总共有4
7840A =种排法。
思考:可以先让甲乙丙就坐吗?(可以)
(插入法)先选三个座位让甲、乙、丙三人坐下,共有3
7C 种选法;余下四个空座位让其余四人
就坐,共有4
4A 种坐法。总共有3474840C A =种排法。
变式4、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,共有多少种不同的
排法?
分析:10人身高各不相等且从左至右身高逐渐增加,说明顺序一定。若排成一排,则只有一种排法;
现排成前后两排,因此共有5
10252C =种排法。
五、平均分组问题倍除法(去重复法)
例5、6本不同的书平均分成3堆,每堆2本,有多少种不同的分法?
分析:分三步取书有222
642C C C 种分法,但存在重复计数。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 ,,,则在222642C C C 中还有()AB CD EF ,,、
()AB CD EF ,,、()AB CD EF ,,、()AB CD EF ,,、()AB CD EF ,,共33A 种分法 ,而这些分
法仅是()AB CD EF ,,一种分法。总共应有222
642
3
3
C C C A 种分法。平均分成的组,不管它们的顺序如何,都是一种情况,分组后一定要除以n
n A (n 为均分的组数),避免重复计数。
变式5①、将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队,有多少种不同的分法?
分析:分三步。第一步取5个队为一组,有513C 种分法;余下8个队平均分成两组,每组4个队,有44
84C C 种分法,但存在重复计数。记8个队为ABCDEFGH ,若第二步取ABCD ,第三步取EFGH ,该分法
记为()ABCD EFGH ,,则在44
84C C 中还有()EFGH ABCD ,共22
A 种分法,而这22A 种分法是同一种分法。总共应有44
584
13
2
2
C C C A ⋅种分法。 变式5②、10名学生分成3组,其中一组4人,另两组3人,正、副班长不能分在同一组,有多少种不
同的分组方法?
分析:㈠总的分组方法:分三步。第一步取4人为一组,有4
10C 种分法;余下6个人平均分成两组,
每组3个人,有3363C C 种分法,但存在重复计数。记6个人为ABCDEF ,若第二步取ABC ,第三步取DEF ,该分法记为()ABC DEF ,,则在3363C C 中还有()DEF ABC ,共22A 种分法,而这22A 种分法是同一种分法。总共应有33
4
63
10
2
2
2100C C C A ⋅=种分法。 ㈡正、副班长同分在4人一组:分三步。第一步在8人中取2人,加上正、副班长共4人为一
组,有28C 种分法;余下6个人平均分成两组,每组3个人,有33
63C C 种分法,但存在重复计数。记6个人
为ABCDEF ,若第二步取ABC ,第三步取DEF ,该分法记为()ABC DEF ,,则在33
63C C 中还有()DEF ABC ,共22A 种分法,而这22A 种分法是同一种分法。总共应有33
2638
22
280C C
C A ⋅=种分法。
㈢正、副班长同分在3人一组:分三步。第一步在8人中取4人,有4
8C 种分法;第二步在余下的4人中取3人,有3
4C 种分法;第三步余下1人加上正、副班长形成一组,只有一种分法。总共应有
43
84280C C =种分法。
㈠减㈡减㈢得:总共有3333
4
243
636310
88422
22
21002802801540C C C C C C C C A A ⋅-⋅-=--=种分法。 变式5③、某校高二年级共有6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,则不同的安排种数为 。
分析:分三步。前两步将转入的4名学生平均分成两组,每组2名学生,有22
42C C 种分法,但存在重
复计数。记4名学生为ABCD ,若第一步取AB ,第二步取CD ,该分法记为()AB CD ,,则在2
2
42C C 中
还有()CD AB ,共2
2A 种分法,而这2
2A 种分法是同一种分法。第三步将分成的两组分配到6个班级,有2
6
A 种分法。总共应有22
2
4262
2
90C C A A ⋅=种分法。 六、元素相同问题隔板法
例6、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?
分析:隔板法也就是档板法。分两步。第一步:每班分配1个名额,只有1种分法;第二步:将剩下的