中学数学第十一章 第2节 排列与组合

第2节 排列与组合

最新考纲 1.理解排列、组合的概念；2.能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式；3.能解决简单的实际问题

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知 识 梳 理

1.排列与组合的概念

2.排列数与组合数

(1)从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同排列的个数，叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数.

(2)从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同组合的个数，叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数.

3.排列数、组合数的公式及性质

[微点提醒]

1.解受条件限制的排列、组合题，通常有直接法(合理分类)和间接法(排除法).分类时标准应统一，避免出现重复或遗漏.

2.对于分配问题，一般先分组，再分配，注意平均分组与不平均分组的区别，避

免重复或遗漏.

基础自测

1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)

(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.()

(2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.()

(3)若组合式C x n＝C m n，则x＝m成立.()

(4)(n＋1)！－n！＝n·n！.()

(5)k C k n＝n C k－1

.()

n－1

解析(1)元素相同但顺序不同的排列是不同的排列，故(1)错；(2)一个组合中取出的元素不讲究顺序，元素相同即为同一组合，故(2)错；(3)若C x n＝C m n，则x＝m或n－m，故(3)错.

答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√

2.(选修2－3P18例3改编)从4本不同的课外读物中，买3本送给3名同学，每人各1本，则不同的送法种数是()

A.12

B.24

C.64

D.81

解析4本不同的课外读物选3本分给3位同学，每人一本，则不同的分配方法种数为A34＝24.

答案 B

3.(选修2－3P26知识改编)计算C37＋C47＋C58＋C69的值为________(用数字作答).

解析原式＝C48＋C58＋C69＝C59＋C69＝C610＝C410＝210.

答案210

4.(2019·福州调研)6把椅子摆成一排，3人随机就座，任何两人不相邻的坐法种数为()

A.144

B.120

C.72

D.24

解析“插空法”，先排3个空位，形成4个空隙供3人选择就座，因此任何两人不相邻的坐法种数为A34＝4×3×2＝24.

答案 D

5.(一题多解)(2018·全国Ⅰ卷)从2位女生、4位男生中选3人参加科技比赛，且至少有1位女生入选，则不同的选法共有________种(用数字作答).

解析法一可分两种情况：第一种情况，只有1位女生入选，不同的选法有C12 C24＝12种；第二种情况，有2位女生入选，不同的选法有C22C14＝4种.根据分类加法计数原理知，至少有1位女生入选的不同的选法有12＋4＝16种.

法二从6人中任选3人，不同的选法有C36＝20种，从6人中任选3人都是男生，不同的选法有C34＝4种，所以至少有1位女生入选的不同的选法有20－4＝16种.

答案16

6.(2018·浙江卷)从1，3，5，7，9中任取2个数字，从0，2，4，6中任取2个数字，一共可以组成________个没有重复数字的四位数(用数字作答).

解析若取的4个数字不包括0，则可以组成的四位数的个数为C25C23A44；若取的4个数字包括0，则可以组成的四位数的个数为C25C13C13A33.综上，一共可以组成的没有重复数字的四位数的个数为C25C23A44＋C25C13C13A33＝720＋540＝1 260.

答案 1 260

考点一排列问题

【例1】有3名男生、4名女生，在下列不同条件下，求不同的排列方法总数.

(1)选5人排成一排；

(2)排成前后两排，前排3人，后排4人；

(3)全体排成一排，女生必须站在一起；

(4)全体排成一排，男生互不相邻；

(5)(一题多解)全体排成一排，其中甲不站最左边，也不站最右边；

(6)(一题多解)全体排成一排，其中甲不站最左边，乙不站最右边.

解(1)从7人中选5人排列，有A57＝7×6×5×4×3＝2 520(种).

(2)分两步完成，先选3人站前排，有A37种方法，余下4人站后排，有A44种方法，共有A37·A44＝5 040(种).

(3)(捆绑法)将女生看作一个整体与3名男生一起全排列，有A44种方法，再将女生

全排列，有A44种方法，共有A44·A44＝576(种).

(4)(插空法)先排女生，有A44种方法，再在女生之间及首尾5个空位中任选3个空位安排男生，有A35种方法，共有A44·A35＝1 440(种).

(5)法一(特殊元素优先法)先排甲，有5种方法，其余6人有A66种排列方法，共有5×A66＝3 600(种).

法二(特殊位置优先法)左右两边位置可安排另6人中的两人，有A26种排法，其他有A55种排法，共有A26A55＝3 600(种).

(6)法一(特殊元素优先法)甲在最右边时，其他的可全排，有A66种方法；甲不在最右边时，可从余下的5个位置任选一个，有A15种，而乙可排在除去最右边的位置后剩下的5个中任选一个有A15种，其余人全排列，只有A55种不同排法，共有A66＋A15A15A55＝3 720.

法二(间接法)7名学生全排列，只有A77种方法，其中甲在最左边时，有A66种方法，乙在最右边时，有A66种方法，其中都包含了甲在最左边且乙在最右边的情形，有A55种方法，故共有A77－2A66＋A55＝3 720(种).

规律方法排列应用问题的分类与解法

(1)对于有限制条件的排列问题，分析问题时有位置分析法、元素分析法，在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则，即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置，对于分类过多的问题可以采用间接法.

(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法.

【训练1】(2019·新余二模)7人站成两排队列，前排3人，后排4人，现将甲、乙、丙三人加入队列，前排加一人，后排加两人，其他人保持相对位置不变，则不同的加入方法种数为()

A.120

B.240

C.360

D.480

解析第一步，从甲、乙、丙三人选一个加到前排，有3种，第二步，前排3人形成了4个空，任选一个空加一人，有4种，第三步，后排4人形成了5个空，任选一个空加一人有5种，此时形成6个空，任选一个空加一人，有6种，根据分步乘法计数原理有3×4×5×6＝360种方法.

答案 C