小学奥数排列组合学生版

计数问题

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】 用

1、2、3、4、5、6可以组成多少个没有重复数字的个位是5的三位数？ 【解析】 个位数字已知，问题变成从从5个元素中取2个元素的排列问题，已知5n =，

2m =，根据排列数公式，一共可以组成2

55420P =⨯=(个)符合题意的三位数。

【巩固】 用1、2、3、4、5这五个数字可组成多少个比20000大且百位数字不是3的无重复数字的五位数？

【巩固】 用0到9十个数字组成没有重复数字的四位数；若将这些四位数按从小到

大的顺序排列，则5687是第几个数？

【例3】用1、2、3、4、5这五个数字，不许重复，位数不限，能写出多少个3的倍数？

【解析】按位数来分类考虑：

⑴一位数只有1个3；

⑵两位数：由1与2，1与5，2与4，4与5四组数字组成，每一组可以组成

2 2212

P=⨯=(个)不同的两位数，共可组成248

⨯=(个)不同的两位数；

⑶三位数：由1，2与3；1，3与5；2，3与4；3，4与5四组数字组成，每一

组可以组成3

33216

P=⨯⨯=(个)不同的三位数，共可组成6424

⨯=(个)不同的三位数；

⑷四位数：可由1，2，4，5这四个数字组成，有4

4432124

P=⨯⨯⨯=(个)不同的四位数；

⑸五位数：可由1，2，3，4，5组成，共有5

554321120

P=⨯⨯⨯⨯=(个)不同的五位数．

由加法原理，一共有182424120177

++++=(个)能被3整除的数，即3的倍数．【巩固】用1、2、3、4、5、6六张数字卡片，每次取三张卡片组成三位数，一共可以组成多少个不同的偶数？

【例4】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5】两对三胞胎喜相逢，他们围坐在桌子旁，要求每个人都不与自己的同胞兄妹相邻，(同一位置上坐不同的人算不同的坐法)，那么共有多少种不同的坐

法？

【解析】第一个位置在6个人中任选一个，有166

C=(种)选法，第二个位置在另一胞胎的3人中任选一个，有133

C=(种)选法．同理，第3，4，5，6个位置依次有2，2，1，1种选法．由乘法原理，不同的坐法有

111111 63221163221172

P P P P P P

⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=(种)。

【例 6】 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。

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1260个。

【例 7】 一个六位数能被11整除，它的各位数字非零且互不相同的．将这个六位数

的6个数字重新排列，最少还能排出多少个能被11整除的六位数?

【解析】 设这个六位数为abcdef ，则有()a c e ++、()b d f ++的差为0或11的倍数．且a 、

b 、

c 、

d 、

e 、

f 均不为0，任何一个数作为首位都是一个六位数。

先考虑a 、c 、e 偶数位内，b 、d 、f 奇数位内的组内交换，有33P ×33P =36种顺序；

再考虑形如badcfe 这种奇数位与偶数位的组间调换，也有33P ×33P =36种顺序。 所以，用均不为0的a 、b 、c 、d 、e 、f 最少可排出36+36=72个能被11整除的数(包含原来的abcdef )。

所以最少还能排出72-1=71个能被11整除的六位数。

【例 8】 已知在由甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行的手工制作比赛中，决出了第

一至第五名的名次．甲、乙两名参赛者去询问成绩，回答者对甲说：“很遗憾，你和乙都未拿到冠军．”对乙说：“你当然不会是最差的．”从这个回答分析，5人的名次排列共有多少种不同的情况？

【解析】 这道题乍一看不太像是排列问题，这就需要灵活地对问题进行转化．仔细审

题，已知‚甲和乙都未拿到冠军‛，而且‚乙不是最差的‛，也就等价于5人排成一排，甲、乙都不站在排头且乙不站在排尾的排法数，因为乙的限制最多，所以先排乙，有3种排法，再排甲，也有3种排法，剩下的人随意排，有

3

33216P =⨯⨯=(种)排法．由乘法原理，一共有

33654⨯⨯=(种)不同的排法。 【例 9】 4名男生，5名女生，全体排成一行，问下列情形各有多少种不同的排法：

⑴ 甲不在中间也不在两端；

⑵ 甲、乙两人必须排在两端； ⑶ 男、女生分别排在一起； ⑷ 男女相间．

【解析】 ⑴ 先排甲，9个位置除了中间和两端之外的6个位置都可以，有6种选择，剩

下的8个人随

意排，也就是8个元素全排列的问题，有888765432140320P =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=(种)选择．由乘法原理，共有640320241920⨯=(种)排法．

⑵ 甲、乙先排，有22212P =⨯=(种)排法；剩下的7个人随意排，有

7776543215040P =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=(种)排法．

由乘法原理，共有2504010080⨯=(种)排法．