完整版高中数学搞定排列组合方法各种问题大全doc.docx
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高考数学定排列组合方法问题大全
排队问题大全
三男四女排队30问小结
[典例]:
有3
名男生和
4名女生,若分别满足下列条件,
则各有多少种不同的排法:
1.全体排一排:
A77
5040
2、选5人排一排:
C75A55
A75
2520
3.甲站在正中间:
6!
=720____________
4.甲只能站在正中间或两头:
5.甲既不在排头也不在排尾:
6.甲、乙必须在两头:
______________
7.甲、乙不站排头和排尾:
____________
8.甲不在排头、乙不在排尾:
9.甲在乙的右边:
________________
10.甲、乙必须相邻:
_____________
11.甲、乙不能相邻:
12.甲、乙、丙三人都相邻:
13.甲、乙、丙三人都不相邻:
14.7人排成一排,其中甲、乙、丙三人中,有两人相邻,但这三人不同时相邻:
15.男女生各站在一起:
16.男生必排在一起:
__(或女生必排在一起:
______________)
17.男女各不相邻
(即男女相间、
4女互不相邻):
18.男生不排在一起:
19.任何两男生彼此不相邻:
20.甲、乙两人之间须相隔1人:
21.甲、乙两人中间恰有
3人:
22.甲、乙、丙
3
人自左至右顺序不变(即男生顺序一定,只排女生):
23.从左到右,
4名女生按甲、乙、丙、丁的顺序不变
(即只排男生):
24.甲、乙两人相邻,但都不与丙相邻:
25.甲、乙相邻且丙不站排头和排尾:
26.排成前后两排,前
3人后4人:
27.前3后4人且甲、乙在前排,丙排后排:
28.三名男生身高互不相同,且从左到右按从高到矮顺序排:
29.若两端都不能排女生:
一.特殊元素和特殊位置优先策略
例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.
解:
由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置.
先排末位共有C31然后排首位共有C41
最后排其它位置共有A43
C41
A43
C31
由分步计数原理得C41C31A43
288
位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法,若以元素分析为主,需先安排特殊元素,再处理其它元素.若以位置分析为主,需先满足特殊位置的要求,再处理其它位置。
若有多个约束条件,往往是考虑一个约束条件的同时还要兼顾其它条件
练习题:
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?
二.相邻元素捆绑策略
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.解:
可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一
个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
由分步计数原理可得共有A55A22A22480种不同的排法
甲乙丙丁
要求某几个元素必须排在一起的问题为一个元素,再与其它元素一起作排列
可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并
同时要注意合并元素内部也必须排列.
练习题:
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20
三.不相邻问题插空策略
例3.一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种?
解:
分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有A55种,第二步将4舞蹈插入第一步排好的6个元素中间包含首尾两个空位共有种A64不同的方法,
由分步计数原理,节目的不同顺序共有A55A64种
元素相离问题可先把没有位置要求的元素进行排队再把不相邻元素插入中间和两
练习题:
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,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为30
四.定序问题倍缩空位插入策略
例4.7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法
解:
(倍缩法)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,则共有不同排法种数是:
A77/A33
(空位法)设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有A47种方法,其
余的三个位置甲乙丙共有1种坐法,则共有A47种方法。
思考:
可以先让甲乙丙就坐吗?
(插入法)先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余4四人依次插入共
有方法
定序问题可以用倍缩法,还可转化为占位插
练习题:
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,共有多少排法?
C5
10
例5.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法
解:
完成此事共分六步:
把第一名实习生分配到车间有7种分法.把第二名实习生分配到车间也有7种分依此类推,由分步计数原理共有76种不同的排法
允许重复的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,可以逐一安排各个元素
的位置,一般地n不同的元素没有限制地安排在m个位置上的排列数为mn种
练习题:
1.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.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为42
2.某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法78
六.环排问题线排策略
例6.8人围桌而坐,共有多少种坐法?
解:
围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定
一人A44并从此位置把圆形展成直线其余7人共有(8-1)!
种排法即7!
C
DB
EA
ABCDEFGHA
FH
G
一般地,n个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!
种排法.如果从n个不同元素中取出m个元素作圆
1m
形排列共有An
练习题:
6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈120七.多排问题直排策略
例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法
解:
8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.个特殊元素有A24种,再排后4个位置上的特殊元素丙有A14种,其余的5人在5
个位置上任意排列有A55种,则共有A24A14A55种
前排
后排
一般地,元素分成多排的排列问题
可归结为一排考虑,再分段研
八留空排列问题
例8、一排10个坐位,3人去坐,每两人之间都要留空位,共有
种坐法。
练习题:
有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是346
八.排列组合混合问题先选后排策略
例8.有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法.
解:
第一步从5个球中选出2个组成复合元共有C52
种方法.再把4个元素
(包含一个复合元素)装入4个不同的盒内有A44
种方法,根据分步计数
原理装球的方法共有C52A44
解决排列组合混合问题,先选后排是最基本的指导思想.此法与相邻元素捆绑策略相似吗?
练习题:
一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有192种
九.
例
小集团问题先整体后局部策略
9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在
两个奇数之间,这样的五位数有多少个?
解:
把1,5,2,4当作一个小集团与3排队共有A22种排法,再排小集团
内部共有
A22A22种排法,由分步计数原理共有
A22A22A22种排法.
1524
小集团排列问题中,先整体后局部,再结合其它策略进行处理。
练习题:
1.计划展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画,排成一
行陈列,要求同一品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,
那么共有陈列方式的种数为A22A55A44
2.5男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有A22A55A55种
十.元素相同问题隔板策略
例10.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?
解:
因为10个名额没有差别,把它们排成一排。
相邻名额之间形成9个
空隙。
在9个空档中选6个位置插个隔板,可把名额分成7份,对
应地分给7个班级,每一种插板方法对应一种分法共有C96种分法。
一
班
二
班
三
班
四
班
五
班
六
班
七
班
将n个相同的元素分成
m份(n,m为正整数)
每份至少一个元素
可以用
m-1
块隔板,
插入
n个元素排成一排的
n-1个空隙中,所有分法数为
Cnm11
练习题:
1,10个相同的球装编号1,2,3的3个盒中,每盒不少于编号有多少装法?
2.xyzw100求这个方程组的自然数解的组数C3103
例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于
10的偶数,不同的
取法有多少种?
解:
这问题中如果直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法。
这十个数字中有5个偶数5个奇数,所取的三个数含有3个偶数的取法有C53,
只含有1个偶数的取法有C51C52,和为偶数的取法共有
C51C52
C53。
再淘汰和
小于10的偶数共9种,符合条件的取法共有C51C52
C53
9
有些排列组合问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷
可以先求出
它的反面,再从整体中淘汰.
练习题:
我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的
抽法有多少种?
十二.平均分组问题除法策略
例12.6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
解:
分三步取书得C62C42C22种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记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
C62C42C22
中
还
有
(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB)(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共有
A33
种取法,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有C62C42C22/A33
种
分法。
平均分成的组,不管它们的顺序如何
都是一种情况,所以分组后要一定要除以
Ann(n为均分的
组数)避免重复计数。
练习题:
1将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队,有多少分法?
(C135C84C44/A22)
2.10名学生分成3组,其中一组4人,另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少种不同的
分组方法(1540)
3.某校高二年级共有六个班级,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,则不同的安排方案种数为______(C42C22A62/A22
90)
十三.多面手问题
例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法
解:
10演员中有5人只会唱歌,2人只会跳舞3人为全能演员。
选上唱歌人员为标准进行研究
只会唱的5人中没有人选上唱歌人员共有C32C32种,只会唱的5人中只有1人选上唱歌人员C51C31C42种,只会唱的5人中只有2人选上唱歌人员有C52C52种,由分类计数原理共有
C32C32C51C31C42C52C52种。
本题还有如下分类标准:
*以3个全能演员是否选上唱歌人员为标准
*以3个全能演员是否选上跳舞人员为标准
*以只会跳舞的2人是否选上跳舞人员为标准
例.有12名划船运动员,其中3人只会划左舷,4人只会划右舷,其它5人既会划左舷,又会划右舷,现要从这12名运动员中选出6人平均分
在左右舷参加划船比赛,有多少种不同的选法?
十四.构造模型策略
例14.马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3
盏,但不能关掉相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种?
解:
把此问题当作一个排队模型在
6
盏亮灯的5个空隙中插入3个不亮的灯
有C53种
一些不易理解的排列组合题如果能转化为非常熟悉的模型,
如占位填空模型,排队模型,装盒
模型等,可使问题直观解决
练习题:
某排共有10个座位,若4
人就坐,每人左右两边都有空位,那么
不同的坐法有多少种?
(120)
十五.分球入盒问题
例32:
将5个小球放到3个盒子中,在下列条件下,各有多少种投放方法?
①小球不同,盒子不同,盒子不空
解:
将小球分成3份,每份1,1,3或1,2,2。
再放在3个不同的盒子中,即先分堆,后分配。
有(C53C21
+C52C32)?
A33
A22
A22
②小球不同,盒子不同,盒子可空
解:
35种
③小球不同,盒子相同,盒子不空
解:
只要将
5个不同小球分成3份,分法为:
1,1,3;1,2,2。
共有C53C21
C52C
32
=25种
A22
+
A22
④小球不同,盒子相同,盒子可空
本题即是将
5个不同小球分成
1份,2份,3份的问题。
共有
5
4
3
)(
C
53C21
C52C32
C5
(C5
C5
A
2+
2)41
2
A2
种
⑤小球相同,盒子不同,盒子不空
解:
(隔板法)。
0\00\00
,有C42
种方法
⑥小球相同,盒子不同,盒子可空
解一:
把5个小球及插入的2个隔板都设为小球(7个球)。
7个球中任选两个变为隔板(可以相
邻)。
那么2块隔板分成3份的小球数对应于
相应的3个不同盒子。
故有C72=21
解:
分步插板法。
⑦小球相同,盒子相同,盒子不空
解:
5个相同的小球分成3份即可,有3,1,1;2,2,1。
共2
种
⑧小球相同,盒子相同,盒子可空
解:
只要将将5个相同小球分成
1份,2份,3份即可。
分法如下:
5,0,0;4,1,0;3,2,
0;
3,1,1;2,2,1。
例33、有4个不同的小球,放入4个不同的盒子内,球全部放入盒子内
(1)共有几种放法?
(答:
44)
(2)恰有1个空盒,有几种放法?
(答:
C42A43
144)
(3)恰有1
个盒子内有2个球,有几种放法?
(答:
同上C42
A43
144)
(4)恰有2
个盒子不放球,有几种放法?
(答:
C43A42
C42C42
84)
例15.设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号
1,2,3,4,5的五个盒子,现将5
个球投入这五个盒子内,要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的编
号与盒子的编号相同,有多少投法
解:
从5个球中取出2个与盒子对号有C52种还剩下
3球3盒序号不能对应,
利用实际操作法,如果剩下3,4,5号球,3,4,5
号盒3号球装4号盒
时,则4,5号球有只有1种装法,同理3号球装5号盒时,4,5号球
有也只有1种装法,由分步计数原理有
2C52种
534
3号盒4号盒5号盒
对于条件比较复杂的排列组合问题,不易用公式进行运算,往往利用穷举法或画出树状图会收到意想不到的结果
十六.分解与合成策略
例16.30030能被多少个不同的偶数整除
分析:
先把30030分解成质因数的乘积形式30030=2×3×5×7×
11×13
依题意可知偶因数必先取2,再从其余5个因数中任取若干个
组成乘积,
所有的偶因数为:
C51C52C53C54C55
练习:
正方体的8个顶点可连成多少对异面直线
解:
我们先从8个顶点中任取4个顶点构成四体共有体共C841258,
每个四面体有
3对异面直线,正方体中的8个顶点可连成358174对异面直线
分解与合成策略是排列组合问题的一种最基本的解题策略,把一个复杂问题分解成几个小问题逐一解决,然后依据问题分解后的结构,用分类计数原理和分步计数原理将问题合成,从而得到问题的答案,每个比较复杂的问题都要用到这种解题策略
十七.化归策略
例17.25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的选法有多少种?
解:
将这个问题退化成9人排成3×3方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,有多少选法.这样每行必有1人从其中的一
行中选取1人后,把这人所在的行列都划掉,如此继续下去.从3×3方队中选3人的方法有C13C21C11种。
再从5×5方阵选出3×3方阵便
可解决问题.从5×5方队中选取
3行3列有C53C53选法所以从×
5
5
方阵选不在同一行也不在同一列的
3人有C53C53C31C21C11选法。
处理复杂的排列组合问题时可以把一个问题退化成一个简
要的问题,通过解决这个简要的问题的解决找到解题方法,
从而进下一步解决原来的问题
练习题:
某城市的街区由12个全等的矩形区组成其中实线表示马路,从A走到B的最短路径有多少种?
(C7335)
B
A
十八.数字排序问题查字典策略
例18.由0,1,2,3,4,5六个数字可以组成多少个没有重复的比324105大的数?
解:
N2A55
2A44
A33
A22
A11
297
数字排序问题可用查字典法,查字典的法
应从高位向低位查,依次求出其符合要求
的个数,根据分类计数原理求出其总数。
练习:
用0,1,2,3,4,5这六个数字组成没有重复的四位偶数,将这些数字从小到大排列起来,第71个数是3140
十九.树图策略
例19.3人相互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过5次传求后,球仍回到甲的手中,则不同的传球方式有______N10
对于条件比较复杂的排列组合问题,不易用
公式进行运算,树图会收到意想不到的结果
练习:
分别编有1,2,3,4,5号码的人与椅,其中i号人不坐i号椅(i1,2,3,4,5)的不同坐法有多少种?
N44
二十.复杂分类问题表格策略
例20.有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A、B、C、D、E五个字母,现从中取5只,要求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法
解:
红
1
1
1
2
2
3
黄
1
2
3
1
2
1
兰
3
2
1
2
1
1
取法
C51C41
C51C42
C51C43
C52C31
C52C32
C53C21
一些复杂的分类选取题,要满足的条件比较多,无从入手,经常出现重复遗漏的情况,用表格法,则分类明确,能保证题中须满足的条件,能达到好的效
二十一:
住店法策略
解决“允许重复排列问题”要注意区分两类元素:
一类元素可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,再利用乘法原理直接求解.
例21.七名学生争夺五项冠军,每项冠军只能由一人获得,获得冠
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