排列组合课时作业1(含答案) (1)
2016-2017学年高中数学2-3课时训练1.2 排列与组合1(一) 含答案

1.2排列与组合1.2。
1 排列(一)[学习目标]1.理解并掌握排列的概念.2.理解并掌握排列数公式,能应用排列知识解决简单的实际问题.[知识链接]1.同一个排列中,同一个元素能重复出现吗?答由排列的定义知,在同一个排列中不能重复出现同一个元素.2.排列与排列数的区别是什么?答“排列"和“排列数"是两个不同的概念,一个排列是指完成的具体的一件事,其过程要先取后排,它不是一个数;而排列数是指完成具体的一件事的所有方法的种数,即所有排列的个数,它是一个数.[预习导引]1.排列的定义一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.2.排列数的定义从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,用符号A错误!表示.3.排列数公式A错误!=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)(n,m∈N*,m ≤n)=错误!。
要点一排列的概念例1 判断下列问题是否是排列问题(1)从1到10十个自然数中任取两个数组成直角坐标平面内的点的坐标,可得多少个不同的点的坐标?(2)从10名同学中任抽两名同学去学校开座谈会,有多少种不同的抽取方法?(3)某商场有四个大门,若从一个门进去,购买物品后再从另一个门出来,不同的出入方式共有多少种?解(1)由于取出的两数组成点的坐标与哪一数作横坐标,哪一数作纵坐标的顺序有关,所以这是一个排列问题.(2)因为任何一种从10名同学抽取两人去学校开座谈会的方式不用考虑两人的顺序,所以这不是排列问题.(3)因为从一门进,从另一门出是有顺序的,所以是排列问题.∴(1)(3)是排列问题,(2)不是排列问题.规律方法确认一个具体问题是否为排列问题,一般从两个方面确认.(1)首先要保证元素的无重复性,否则不是排列问题.(2)其次要保证选出的元素被安排的有序性,否则不是排列问题,而检验它是否有顺序的标准是变换某一结果中两元素的位置,看结果是否变化,有变化就是有顺序,无变化就是无顺序.跟踪演练1 下列问题是排列问题吗?并说明理由.(1)会场有50个座位,要求选出3个座位有多少种方法?若选出3个座位安排三位客人,又有多少种方法?(2)从集合M={1,2,…,9}中,任取两个元素作为a,b,可以得到多少个焦点在x轴上的椭圆方程错误!+错误!=1?可以得到多少个焦点在x轴上的双曲线方程x2 a2-错误!=1?解(1)第一问不是排列问题,第二问是排列问题.“入座”问题同“排队”问题,与顺序有关,故选3个座位安排三位客人是排列问题.(2)第一问不是排列问题,第二问是排列问题.若方程错误!+错误!=1表示焦点在x轴上的椭圆,则必有a>b,a,b的大小关系一定;在双曲线错误!-错误!=1中,不管a>b还是a<b,方程错误!-错误!=1均表示焦点在x轴上的双曲线,且是不同的双曲线,故是排列问题.要点二列举法解决排列问题例2 (1)从1,2,3,4四个数字中任取两个数字组成两位数,共有多少个不同的两位数?(2)写出从4个元素a,b,c,d中任取3个元素的所有排列.解(1)由题意作树形图,如图.故所有两位数为12,13,14,21,23,24,31,32,34,41,42,43,共有12个.(2)由题意作树形图,如图.故所有的排列为:abc,abd,acb,acd,adb,adc,bac,bad,bca,bcd,bda,bdc,cab,cad,cba,cbd,cda,cdb,dab,dac,dba,dbc,dca,dcb,共有24个.规律方法“树形图”在解决排列问题个数不多的情况时,是一种比较有效的表示方式.在操作中先将元素按一定顺序排出,然后以先安排哪个元素为分类标准,进行分类,在每一类中再按余下的元素在前面元素不变的情况下确定第二位元素,再按此元素分类,依次进行,直到完成一个排列,这样能做到不重不漏,然后再按树形图写出排列.跟踪演练2 将A,B,C,D四名同学按一定顺序排成一行,要求自左向右,且A不排在第一,B不排在第二,C 不排在第三,D不排在第四,试用树形图列出所有可能的排法.解树形图为(如图):由树形图知,所有排法为BADC,BCDA,BDAC,CADB,CDAB,CDBA,DABC,DCAB,DCBA,共有9种排法.要点三排列数公式的应用例3 求解下列问题:(1)用排列数表示(55-n)(56-n)…(69-n)(n∈N*且n〈55);(2)计算错误!;(3)解方程:A42x+1=140A错误!。
排列与组合一(带答案)

排列与组合(一)一、排列:一般地说,从 n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,这就叫做从几个不同元素中取m个元素的一个排列。
排列数:____________________________________;阶乘:_______________________________________;二、组合:一般地说,从 n个不同元素中,任取m(m ≤ n)个元素出来拼成一组,就叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。
组合数:_____________________________________;性质:________________________________________;排列题型一、含有特殊元素、特殊位置的题——采用特殊优先安排的策略例1:用0,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,共有()A.24个 B.30个 C.48个 D.60个若含有两个或两个以上的特殊位置或特殊元素,则应使用集合的思想来考虑.这里仅举以下几例.(1)无关型(两个特殊位置上分别可取的元素所组成的集合的交是空集)例2:用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被10整除且数字不同的六位数?解:由题意可知,两个特殊位置在首位和末位,特殊元素是“0,首位可取元素的集合A={1,2,3,4,5},末位可取元素的集合B={0},A∩B=.如图1所示.末位上有种排法,首位上有种不同排法,其余位置有种不同排法.所以,组成的符合题意的六位数是=120(个).说明:这个类型的题目,两个特殊位置上所取的元素是无关的.先分别求出两个特殊位置上的排列数(不需考虑顺序),再求出其余位置上的排列数,最后利用乘法原理,问题即可得到解决.(2)包合型(两个特殊位置上分别可取的元素所组成集合具有包合关系)例3:用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被5整除且数字不同的六位奇数?解:由题意可知,首位、末位是两个特殊位置,“0”是特殊元素,首位可取元素的集合A={1,2,3,4,5},末位可取元素的集合B={5},B A,用图2表示。
排列组合典型例题(带详细答案)

例1 用0到9这10 个数字.可组成多少个没有重复数字的四位偶数例2三个女生和五个男生排成一排(1)如果女生必须全排在一起,可有多少种不同的排法(2)如果女生必须全分开,可有多少种不同的排法(3)如果两端都不能排女生,可有多少种不同的排法(4)如果两端不能都排女生,可有多少种不同的排法例3 排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单。
(1)任何两个舞蹈节目不相邻的排法有多少种(2)歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的方法有多少种例4某一天的课程表要排入政治、语文、数学、物理、体育、美术共六节课,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,那么共有多少种不同的排课程表的方法.例 5 现有3辆公交车、3位司机和3位售票员,每辆车上需配1位司机和1位售票员.问车辆、司机、售票员搭配方案一共有多少种例6下是表是高考第一批录取的一份志愿表.如果有4所重点院校,每所院校有3个专业是你较为满意的选择.若表格填满且规定学校没有重复,同一学校的专业也没有重复的话,你将有多少种不同的填表方法例7 7名同学排队照相.(1)若分成两排照,前排3人,后排4人,有多少种不同的排法(2)若排成两排照,前排3人,后排4人,但其中甲必须在前排,乙必须在后排,有多少种不同的排法(3)若排成一排照,甲、乙、丙三人必须相邻,有多少种不同的排法 (4)若排成一排照,7人中有4名男生,3名女生,女生不能相邻,有多少种不面的排法例8计算下列各题:(1) 215A ; (2) 66A ; (3) 1111------⋅n n m n mn m n A A A ;例9 f e d c b a ,,,,,六人排一列纵队,限定a 要排在b 的前面(a 与b 可以相邻,也可以不相邻),求共有几种排法.例10 八个人分两排坐,每排四人,限定甲必须坐在前排,乙、丙必须坐在同一排,共有多少种安排办法例11 计划在某画廊展出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,要求同一品种的画必须连在一起,并且不彩画不放在两端,那么不同陈列方式有例12 由数字5,4,3,2,1,0组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数的个数共有( ).例13 用5,4,3,2,1,这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( ).例14 用543210、、、、、共六个数字,组成无重复数字的自然数,(1)可以组成多少个无重复数字的3位偶数(2)可以组成多少个无重复数字且被3整除的三位数1、解法1:当个位数上排“0”时,千位,百位,十位上可以从余下的九个数字中任选3个来排列,故有39A 个;当个位上在“2、4、6、8”中任选一个来排,则千位上从余下的八个非零数字中任选一个,百位,十位上再从余下的八个数字中任选两个来排,按乘法原理有281814A A A ⋅⋅(个).∴ 没有重复数字的四位偶数有2296179250428181439=+=⋅⋅+A A A A2、解:(1)(捆绑法)因为三个女生必须排在一起,所以可以先把她们看成一个整体,这样同五个男生合一起共有六个元素,然成一排有66A 种不同排法.对于其中的每一种排法,三个女生之间又都有33A 对种不同的排法,因此共有43203366=⋅A A 种不同的排法.(2)(插空法)要保证女生全分开,可先把五个男生排好,每两个相邻的男生之间留出一个空档.这样共有4个空档,加上两边两个男生外侧的两个位置,共有六个位置,再把三个女生插入这六个位置中,只要保证每个位置至多插入一个女生,就能保证任意两个女生都不相邻.由于五个男生排成一排有55A 种不同排法,对于其中任意一种排法,从上述六个位置中选出三个来让三个女生插入都有36A 种方法,因此共有144003655=⋅A A 种不同的排法.(3)解法1:(位置分析法)因为两端不能排女生,所以两端只能挑选5个男生中的2个,有25A 种不同的排法,对于其中的任意一种排法,其余六位都有66A 种排法,所以共有144006625=⋅A A 种不同的排法. (4)3个女生和5个男生排成一排有88A 种排法,从中扣去两端都是女生排法6623A A ⋅种,就能得到两端不都是女生的排法种数.因此共有36000662388=⋅-A A A 种不同的排法.3、解:(1)先排歌唱节目有55A 种,歌唱节目之间以及两端共有6个位子,从中选4个放入舞蹈节目,共有46A 中方法,所以任两个舞蹈节目不相邻排法有:55A 46A =43200.(2)先排舞蹈节目有44A 中方法,在舞蹈节目之间以及两端共有5个空位,恰好供5个歌唱节目放入。
高中数学1.2.1.1排列与排列数公式课时作业(含解析)新人教A版选修23

高中数学1.2.1.1排列与排列数公式课时作业(含解析)新人教A版选修23知识点一排列的概念1.下列问题是排列问题吗?(1)从1,3,5,7四个数字中,任选两个做乘法,其结果有多少种不同的可能?(2)从1,2,3,4四个数字中,任选两个做除法有多少种不同的可能?(3)会场有50个座位,要求选出3个座位有多少种方法?若选出3个座位安排3位客人入座,又有多少种方法?解(1)从1,3,5,7四个数字中,任选两个做乘法,其结果与顺序无关,不是排列问题.(2)从1,2,3,4四个数字中,任选两个做除法,其结果与顺序有关,是排列问题.(3)会场有50个座位,选出3个座位不是排列问题,而选出3个座位安排3位客人入座,是排列问题.知识点二排列的列举问题2.写出下列问题的所有排列:(1)北京、广州、南京、天津4个城市相互通航,应该有多少种机票?(2)A、B、C、D四名同学排成一排照相,要求自左向右,A不排第一,B不排第四,共有多少种不同的排列方法?解(1)列出每一个起点和终点情况,如图所示.故符合题意的机票种类有:北京广州,北京南京,北京天津,广州南京,广州天津,广州北京,南京天津,南京北京,南京广州,天津北京,天津广州,天津南京,共12种.(2)因为A不排第一,排第一位的情况有3类(可从B、C、D中任选一人排),而此时兼顾分析B的排法,列树形图如图.所以符合题意的所有排列是: BADC ,BACD ,BCAD ,BCDA ,BDAC ,BDCA ,CABD ,CBAD ,CBDA ,CDBA ,DABC ,DBAC ,DBCA ,DCBA 共14种.知识点三 排列数的计算3.A 67-A 56A 45=( ) A .12 B .24 C .30 D .36答案 D解析 A 67=7×6×A 45,A 56=6×A 45,所以原式=36A 45A 45=36. 4.已知A 2n =7A 2n -4,则n =________.答案 7 解析 原方程可化为n (n -1)=7(n -4)(n -5).解得n =7⎝ ⎛⎭⎪⎫n =103舍去. 5.若3A 3n =2A 2n +1+6A 2n ,求n .解 由3A 3n =2A 2n +1+6A 2n ,得3n (n -1)(n -2)=2(n +1)n +6n (n -1).因为n ≥3且n ∈N *,所以3n 2-17n +10=0.解得n =5或n =23(舍去). 所以n =5.6.求证:A m n -1+m A m -1n -1=A m n .证明 A m n -1+m A m -1n -1=n -1!n -1-m !+m ·n -1!n -m ! =n -1!n -m +m n -m !=n !n -m !=A m n .一、选择题1.下列问题中:(1)10本不同的书分给10名同学,每人一本;(2)10位同学去做春季运动会志愿者;(3)10位同学参加不同项目的运动会比赛;(4)10个没有任何三点共线的点构成的线段.属于排列的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个答案 B解析由排列与顺序是否有关决定,可知(1)(3)是排列,(2)(4)不是排列,故选B.2.20×19×18×…×9=( )A.A1220 B.A1120 C.A1020 D.A920答案 A解析∵20×19×18×…×9是从20开始,表示12个数字的乘积,∴20×19×18×…×9=A1220.3.已知A2n=132,则n等于( )A.11 B.12 C.13 D.14答案 B解析A2n=n(n-1)=132,即n2-n-132=0,解得n=12或n=-11(舍去).4.若M=A11+A22+A33+…+A20142014,则M的个位数字是( )A.3 B.8 C.0 D.5答案 A解析∵当n≥5时,A n n=1×2×3×4×5×…×n=120×6×…×n,∴当n≥5时A n n的个位数字为0,又∵A11+A22+A33+A44=1+2+6+24=33,∴M的个位数字为3.5.从a,b,c,d,e 5个人中选出1名组长和1名副组长,但a不能当副组长,则不同的选法种数是( )A.20 B.16 C.10 D.6答案 B解析不考虑限制条件有A25种选法,若a当副组长,有A14种选法,故a不当副组长,有A25-A14=16种不同的选法.二、填空题6.A66-6A55+5A44=________.答案120解析原式=A66-A66+A55=A55=5×4×3×2×1=120.7.乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,要派5名队员参加比赛,其中3名主力队员安排在第一、三、五位置,其余7名队员选2名安排在第二、四位置,那么不同的出场安排共有________种.答案 252解析 三名主力队员排在第一、三、五位置有A 33种排法,其余7名队员选2名排在第二、四位置有A 27种排法,故共有A 33·A 27=252种出场安排.8.两个家庭的4个大人与2个小孩一起到动物园游玩,购票后排队依次入园.为安全起见,首尾一定要排2个爸爸,另外,2个小孩一定要排在一起,则这6人入园顺序的排法种数为________.答案 24解析 第一步:将2个爸爸排在两端,有2种排法;第二步:将2个小孩视为一人与2个妈妈任意排在中间的三个位置上,有A 33种排法;第三步:将2个小孩排序有2种排法.故总的排法有2×2×A 33=24种.三、解答题9.解下列各式中的n 值.(1)90A 2n =A 4n ;(2)A 4n ·A n -4n -4=42A n -2n -2.解 (1)∵90A 2n =A 4n ,∴90n (n -1)=n ·(n -1)(n -2)(n -3),∴n 2-5n +6=90, n 2-5n -84=0即(n -12)(n +7)=0,n =12或n =-7.由排列数定义知n ≥4,n ∈N *,∴n =12.(2)∵A 4n ·A n -4n -4=42A n -2n -2,∴n !n -4!·(n -4)!=42(n -2)!, ∴n (n -1)=42, 即n 2-n -42=0解得n =7或n =-6.由排列数定义知n ≥4,n ∈N *.∴n =7.10.从1到9这9个数字中取出不同的5个数进行排列.问:(1)奇数的位置上是奇数的有多少种排法?(2)取出的奇数必须排在奇数位置上有多少种排法?解 (1)奇数共5个,奇数位置共有3个;偶数共有4个,偶数位置有2个.第一步先在奇数位置上排上奇数共有A 35种排法;第二步再排偶数位置,4个偶数和余下的2个奇数可以排,排法为A 26种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A 35·A 26=1800.(2)因为偶数位置上不能排奇数,故先排偶数位,排法为A 24种,余下的2个偶数与5个奇数全可排在奇数位置上,排法为A 37种,由分步乘法计数原理知,排法种数为A 24·A 37=2520种.。
(完整版)排列组合练习题与答案

(完整版)排列组合练习题与答案排列组合习题精选⼀、纯排列与组合问题:1.从9⼈中选派2⼈参加某⼀活动,有多少种不同选法?2.从9⼈中选派2⼈参加⽂艺活动,1⼈下乡演出,1⼈在本地演出,有多少种不同选派⽅法?3. 现从男、⼥8名学⽣⼲部中选出2名男同学和1名⼥同学分别参加全校“资源”、“⽣态”和“环保”三个夏令营活动,已知共有90种不同的⽅案,那么男、⼥同学的⼈数是()A.男同学2⼈,⼥同学6⼈B.男同学3⼈,⼥同学5⼈C. 男同学5⼈,⼥同学3⼈D. 男同学6⼈,⼥同学2⼈4.⼀条铁路原有m 个车站,为了适应客运需要新增加n 个车站(n>1),则客运车票增加了58种(从甲站到⼄站与⼄站到甲站需要两种不同车票),那么原有的车站有()A.12个B.13个C.14个D.15个答案:1、2936C = 2、2972A = 3、选 B. 设男⽣n ⼈,则有2138390n n C C A -=。
4、2258m nm A A +-= 选C.⼆、相邻问题:1. A 、B 、C 、D 、E 五个⼈并排站成⼀列,若A 、B 必相邻,则有多少种不同排法?2. 有8本不同的书,其中3本不同的科技书,2本不同的⽂艺书,3本不同的体育书,将这些书竖排在书架上,则科技书连在⼀起,⽂艺书也连在⼀起的不同排法种数为( )A.720B.1440C.2880D.3600答案:1.242448A A=(2) 选B 3253251440A A A=三、不相邻问题:1.要排⼀个有4个歌唱节⽬和3个舞蹈节⽬的演出节⽬单,任何两个舞蹈节⽬都不相邻,有多少种不同排法?2、1到7七个⾃然数组成⼀个没有重复数字的七位数,其中奇数不相邻的有多少个?3.4名男⽣和4名⼥⽣站成⼀排,若要求男⼥相间,则不同的排法数有()A.2880B.1152C.48D.1444.排成⼀排的8个空位上,坐3⼈,使每⼈两边都有空位,有多少种不同坐法?5.8张椅⼦放成⼀排,4⼈就坐,恰有连续三个空位的坐法有多少种?6. 排成⼀排的9个空位上,坐3⼈,使三处有连续⼆个空位,有多少种不同坐法?7. 排成⼀排的9个空位上,坐3⼈,使三处空位中有⼀处⼀个空位、有⼀处连续⼆个空位、有⼀处连续三个空位,有多少种不同坐法?8. 在⼀次⽂艺演出中,需给舞台上⽅安装⼀排彩灯共15只,以不同的点灯⽅式增加舞台效果,要求设计者按照每次点亮时,必须有6只灯是熄灭的,且相邻的灯不能同时熄灭,两端的灯必须点亮的要求进⾏设计,那么不同的点亮⽅式是()A.28种B.84种C.180种D.360种答案:1.43451440A A = (2)3434144A A = (3)选B 444421152A A = (4)3424A = (5)4245480A A =(6)333424AC = (7)3334144A A = (8)选A 6828C =四、定序问题:1. 有4名男⽣,3名⼥⽣。
小学数学《排列组合的综合应用》练习题(含答案)

小学数学《排列组合的综合应用》练习题(含答案)例1 从5幅国画,3幅油画,2幅水彩画中选取两幅不同类型的画布置教室,问有几种选法?分析首先考虑从国画、油画、水彩画这三种画中选取两幅不同类型的画有三种情况,即可分三类,自然考虑到加法原理.当从国画、油画各选一幅有多少种选法时,利用的乘法原理.由此可知这是一道利用两个原理的综合题.关键是正确把握原理.解:符合要求的选法可分三类:不妨设第一类为:国画、油画各一幅,可以想像成,第一步先在5张国画中选1张,第二步再在3张油画中选1张.由乘法原理有 5×3=15种选法.第二类为国画、水彩画各一幅,由乘法原理有 5×2=10种选法.第三类油画、水彩各一幅,由乘法原理有3×2=6种选法.这三类是各自独立发生互不相干进行的.因此,依加法原理,选取两幅不同类型的画布置教室的选法有 15+10+ 6=31种.注运用两个基本原理时要注意:①抓住两个基本原理的区别,千万不能混.不同类的方法(其中每一个方法都能各自独立地把事情从头到尾做完)数之间做加法,可求得完成事情的不同方法总数.不同步的方法(全程分成几个阶段(步),其中每一个方法都只能完成这件事的一个阶段)数之间做乘法,可求得完成整个事情的不同方法总数.②在研究完成一件工作的不同方法数时,要遵循“不重不漏”的原则.请看一些例:从若干件产品中抽出几件产品来检验,如果把抽出的产品中至多有2件次品的抽法仅仅分为两类:第一类抽出的产品中有2件次品,第二类抽出的产品中有1件次品,那么这样的分类显然漏掉了抽出的产品中无次品的情况.又如:把能被2、被3、或被6整除的数分为三类:第一类为能被2整除的数,第二类为能被3整除的数,第三类为能被6整除的数.这三类数互有重复部分.③在运用乘法原理时,要注意当每个步骤都做完时,这件事也必须完成,而且前面一个步骤中的每一种方法,对于下个步骤不同的方法来说是一样的.例2 一学生把一个一元硬币连续掷三次,试列出各种可能的排列.分析要不重不漏地写出所有排列,利用树形图是一种直观方法.为了方便,树形图常画成倒挂形式.解:由此可知,排列共有如下八种:正正正、正正反、正反正、正反反、反正正、反正反、反反正、反反反.例3 用0~9这十个数字可组成多少个无重复数字的四位数.分析此题属于有条件限制的排列问题,首先弄清楚限制条件表现为:①某位置上不能排某元素.②某元素只能排在某位置上.分析无重复数字的四位数的千位、百位、十位、个位的限制条件:千位上不能排0,或说千位上只能排1~9这九个数字中的一个.而且其他位置上数码都不相同,下面分别介绍三种解法.解法1:分析某位置上不能排某元素.分步完成:第一步选元素占据特殊位置,第二步选元素占据其余位置.解:分两步完成:第一步:从1~9这九个数中任选一个占据千位,有9种方法.第二步:从余下的9个数(包括数字0)中任选3个占据百位、十位、个位,百位有9种.十位有8种,个位有7种方法.由乘法原理,共有满足条件的四位数9×9×8×7=4536个.答:可组成4536个无重复数字的四位数.解法2:分析对于某元素只能占据某位置的排列可分步完成:第一步让特殊元素先占位,第二步让其余元素占位.在所给元素中0是有位置限制的特殊元素,在组成的四位数中,有一类根本无0元素,另一类含有0元素,而此时0元素只能占据百、十、个三个位置之一.解:组成的四位数分为两类:第一类:不含0的四位数有9×8×7×6=3024个.第二类:含0的四位数的组成分为两步:第一步让0占一个位有3种占法,(让0占位只能在百、十、个位上,所以有3种)第二步让其余9个数占位有9×8×7种占法.所以含0的四位数有3×9×8×7=1512个.∴由加法原理,共有满足条件的四位数3024+1512=4536个.解法3:从无条件限制的排列总数中减去不合要求的排列数(称为排除法).此题中不合要求的排列即为0占据千位的排列.解:从0~9十个数中任取4个数的排列总数为10×9×8×7,其中0在千位的排列数有9×8×7个(0确定在千位,百、十、个只能从9个数中取不同的3个)∴共有满足条件的四位数10×9×8×7-9×8×7=9×8×7×(10-1)=4536个.注用解法3时要特别注意不合要求的排列有哪几种?要做到不重不漏.例4 从右图中11个交点中任取3个点,可画出多少个三角形?分析首先,构成三角形与三个点的顺序无关因此是组合问题,另外考虑特殊点的情况:如三点在一条直线上,则此三点不能构成三角形,四点在一条直线上,则其中任意三点也不能构成三角形.此题采用排除法较方便.解:组合总数为C311,其中三点共线不能构成的三角形有7C33,四点共线不能构成的三角形有2C34,∴C311-(7C33+2C34)=165-(7+8)=150个.例5 7个相同的球,放入4个不同的盒子里,每个盒子至少放一个,不同的放法有多少种?(请注意,球无区别,盒是有区别的,且不允许空盒)分析首先研究把7分成4个自然数之和的形式,容易得到以下三种情况:①7=1+1+1+4②7=1+2+2+2③7=1+1+2+3其次,将三种情况视为三类计算不同的放法.第一类:有一个盒子里放了4个球,而其余盒子里各放1个球,由于4个球可任意放入不同的四个盒子之一,有4种放法,而其他盒子只放一个球,而球是相同的,任意调换都是相同的放法,所以第一类只有4种放法.第二类:有一个盒子里放1个球,有4种放法,其余盒子里都放2个球,与第一类相同,任意调换都是相同的放法,所以第二类也只有4种放法.第三类:有两个盒子里各放一个球,另外两个盒子里分别放2个及3个球,这时分两步来考虑:第一步,从4个盒子中任取两个各放一个球,这种取法有C24种.第二步,把余下的两个盒子里分别放入2个球及3个球,这种放法有P22种.由乘法原理有C24×P22=12种放法.∴由加法原理,可得符合题目要求的不同放法有4+4+12=20(种)答:共有20种不同的放法.注本题也可以看成每盒中先放了一个球垫底,使盒不空,剩下3个球,放入4个有区别盒的放置方式数.例6 用红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色中的一种,或两种,或三种,或四种,分别涂在正四面体各个面上,一个面不能用两色,也无一个面不涂色的,问共有几种不同涂色方式?分析首先介绍正四面体(模型).正四面体四个面的相关位置,当底面确定后,(从上面俯视)三个侧面的顺序有顺时针和逆时针两种(当三个侧面的颜色只有一种或两种时,顺时针和逆时针的颜色分布是相同的).先看简单情况,如取定四种颜色涂于四个面上,有两种方法;如取定一种颜色涂于四个面上,只有一种方法.但取定三种颜色如红、橙、黄三色,涂于四个面上有六种方法,如下图①②③(图中用数字1,2,3分别表示红、橙、黄三色)如果取定两种颜色如红、橙二色,涂于四个面上有三种方法.如下图④⑤⑥但是从七种颜色里,每次取出四种颜色,有C47种取法,每次取出三种颜色有C37种取法,每次取出两种颜色有C27种取法,每次取出一种颜色有C17种取法.因此着色法共有2C47+6C37+3C27+C17=350种.习题六1.有3封不同的信,投入4个邮筒,一共有多少种不同的投法?2.甲、乙两人打乒乓球,谁先连胜头两局,则谁赢.如果没有人连胜头两局,则谁先胜三局谁赢,打到决出输赢为止,问有多少种可能情况?3.在6名女同学,5名男同学中,选4名女同学,3名男同学,男女相间站成一排,问共有多少种排法?4.用0、1、2、3、4、5、6这七个数字可组成多少个比300000大的无重复数字的六位偶数?5.如右图:在摆成棋盘眼形的20个点中,选不在同一直线上的三点作出以它们为顶点的三角形,问总共能作多少个三角形?6.有十张币值分别为1分、2分、5分、1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元的人民币,能组成多少种不同的币值?并请研究是否可组成最小币值1分与最大币值(总和)之间的所有可能的币值.习题六解答1.若投一封信看作一个步骤,则完成投信的任务可分三步,每封信4个邮筒都可投,即每个步骤都有4种方法.故由乘法原理:共有不同的投法4×4×4=64种.2.甲(或乙)胜就写一个甲(或乙)字,画树形图:由图可见共有14种可能.甲甲、甲乙甲甲、甲乙甲乙甲、甲乙甲乙乙、甲乙乙甲甲、甲乙乙甲乙、甲乙乙乙、乙甲甲甲、乙甲甲乙甲、乙甲甲乙乙、乙甲乙甲甲、乙甲乙甲乙、乙甲乙乙、乙乙.3.现有4名女同学,3名男同学,男女相间站成一排,则站在两端的都是女同学.将位置从右到左编号,第1、3、5、7号位是女同学,第2、4、6号位是男同学.于是完成适合题意的排列可分两步:第一步:从6名女同学中任选4名排在第1、3、5、7号位.有P46种排法.第二步:从5名男同学中任选3名排在第2、4、6号位,有P35种排法.因此,由乘法原理排出不同队形数为P46·P35=6×5×4×3×5×4×3=21600.4.图示:分两类:第一类:十万位上是3或5之一的六位偶数有P12·P14·P45个.第二类:十万位上是4或6之一的六位偶数有P12·P13·P45个.∴P12P14P45+P12P13P45=1680.5.五点共线有4组,四点共线的有9组,三点共线的有8组,利用排除法:C320-4C35-9C34-8C33=1140-4×10-9×4-8=1056.6.因为任一张人民币的币值都大于所有币值比它小的人民币的币值的和,例如1角的大于1分、2分、5分的和,因此不论取多少张,它们组成的币值都不重复,所以组成的币值与组合总数一致,有C110+C210+……+C1010=210-1=1023种.因为由这些人民币能组成的最小的币值是1分,最大的币值是十张币值的和,即1888分,而1023<1888,可见从1分到1888分中间有一些币值不能组成.。
小学数学《排列组合》练习题(含答案)

小学数学《排列组合》练习题(含答案)小学数学《排列组合》练习题(含答案)加乘原理,排列组合是四年级一个重要的学习内容,在之前的学习中,我们已经对它们有所了解,对于加乘原理我们只需要记住:加法分类,类类独立;乘法分步,步步相关!排列组合的应用具有一定难度.突破难点的关键:首先必须准确、透彻的理解加法原理、乘法原理;即排列组合的基石.其次注意两点:①对问题的分析、考虑是否能归纳为排列、组合问题?若能,再判断是属于排列问题还是组合问题?②对题目所给的条件限制要作仔细推敲认真分析.可利用图示法,可使问题简化便于正确理解与把握.本讲主要巩固加强此部分知识,注重排列组合的综合应用.排列在实际生活中常遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法.就是排列问题.在排的过程中,不仅与参加排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关.一般地,从n个不同的元素中任取出m个(m≤n)元素,按照一定的顺序排成一列.叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.由排列的定义可以看出,两个排列相同,不仅要求这两个排列中的元素完全相同,而且各元素的先后顺序也一样.如果两个排列的元素不完全相同.或者各元素的排列顺序不完全一样,则这就是两个不同的排列.从n个不同元素中取出m个(m≤n)元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,我们把它记做mnp(m≤n),m(1)(2) (1)mnp n n n n m=---+共个数.其中!(1) (1)nnP n n n==?-??.【例1】4名男生和2名女生去照相,要求两各女生必须紧挨着站在正中间,有几种排法?分析:分两步进行,先安排两个女生有22P 种方法,4个男生站的位置有44P 种方法,共有2424P P ?=2×1×4×3×2×1=48(种),故有48种排法.【巩固】停车站划出一排12个停车位置,今有8辆不同的车需要停放,若要求剩余的4个空车位连在一起,一共有多少种不同的停车方案? 分析:把4个空车位看成一个整体,(4个空车位看成一样的)与8辆车一块儿进行排列.99362880P =.【前铺】讲解此部分例题之前,请根据本班情况,将排列公式的计算练习一下!计算:(1)321414P P - ;(2)53633P P - 分析:(1)321414P P -=14×13×12-14×13=2002 ;(2)53633P P -=3×(6×5×4×3×2)-3×2×1=2154 .【例2】书架上有4本不同的漫画书,5本不同的童话书,3本不同的故事书,全部竖起排成一排,如果同类型的书不要分开,一共有多少种排法?如果同类书可以分开,一共有多少种排法?(只写出表达式,不用计算)分析:每种书内部任意排序,分别有44P ,55P ,33P 种排法,然后再排三种类型的顺序,有33P 种排法,整个过程分4步完成.44P ×55P ×33P ×33P =103680(种).如果同类书可以分开,就相当于4+5+3=12本书随意排,有1212P 种排法.【例3】用0,1,2,3,4可以组成多少个没重复数字的三位数?分析:(法1)在本题中要注意的是0不能为首位数字,因此,百位上的数字只能从1,2,3,4这四个数字中选择1个,有4种方法;十位和个位上的数字可以从余下的4个数字中任选两个进行排列,有2 4P 种方法.由分步计数原理得,三位数的个数是:4×24P =48(个).(法2):从0,1,2,3,4中任选三个数字进行排列,再减去其中不合要求的,即首位是0.从0,1,2,3,4这五个数字中任选三个数字的排列数为35P ,其中首位是0的三位数有24P 个.三位数的个数是:35P -24P =5×4×3-4×3=60-12=48(个).不是简单的全排列,有一些其它的限制,这样要么全排列再剔出不合题意的情况,要么直接在排列的时候考虑这些限制因素.【前铺】(1)用1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的三位数? (2)用1,2,3,4,5可以组成多少个三位数?分析:(1)要组成三位数,自然与三个数字的排列顺序有关,所以这是一个从五个元素中取出三个进行排列的问题,可以组成35P =5×4×3=60种没有重复数字的三位数.(2)没有要求数字不能重复,所以不能直接用35P 来计算,分步考虑,用乘法原理可得:5×5×5=125(个).注意“重复”和“没有重复”的区别!【巩固】用数码0,1,2,3,4可以组成多少个小于1000的没有重复数字的自然数? 分析:小于1000的自然数包括一位数、两位数、三位数,可以分类计算.注意“0”是自然数,且不能作两位数、三位数的首项.11124444569P P P P +?+?=(个).很自然的知道需要根据位数分类考虑,而且首位非零的限制也需要考虑.【例4】由4个不同的独唱节目和3个不同的合唱节目组成一台晚会,要求任意两个合唱节目不相邻,开始和最后一个节目必须是合唱,则这台晚会节目的编排方法共有多少种?分析:先排独唱节目,四个节目随意排,有44P =24种排法;其次在独唱节目的首尾排合唱节目,有三个节目,两个位置,对应23P =6种排法;再在独唱节目之问的3个位置中排一个合唱节目,有3种排法,由乘法原理,一共有24×6×3=432种不同的编排方法.【例5】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.分析:(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6】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.为确保打开保险柜,至少要试多少次?分析:四个数字之和为9的情况有:l+1+1+6=9;1+1+2+5=9;1+1+3+4=9;1+2+2+4=9;1+2+3+3=9;2+2+2+3=9,分别计算这6种情况.对于“l+1+1+6”这种情况,我们只需考虑6,其它1放那都一样;对于“1+1+2+5”这种情况,只需考虑2和5,其它同理,可得答案:12222144444456()P P P P P P +++++=次【巩固】有3所学校共订300份中国少年报,每所学校订了至少98份,至多102份.问:一共有多少种不同的订法?分析:可以分三种情况来考虑:(1)3所学校订的报纸数量互不相同,有98,100,102;99,100,101两种组合,每种组各有33P =6种不同的排列,此时有6×2=12种订法.(2)3所学校订的报纸数量有2所相同,有98,101,101;99,99,102两种组合,每种组各有3种不同的排列,此时有3×2=6种订法.(3)3所学校订的报纸数量都相同,只有100,100,100一种订法.由加法原理,不同的订法一共有12+6+l=19种.组合一般地,从n 个不同元素中取出m 个(m≤n )元素组成一组不计较组内各元素的次序,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.由组合的定义可以看出,两个组合是否相同,只与这两个组合中的元素有关,而与取到这些元素的先后顺序无关.只有当两个组合中的元素不完全相同时,它们才是不同的组合.从n 个不同元素中取出m 个元素(m ≤n )的所有组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个不同元素的组合数.记作(1) (1)!m mn n n n m C m ?-??-+=个数这就是组合数公式.【例7】以右图中的8个点中的3个为顶点,共可以画出多少个不同的三角形?分析:从8个点中选3个点,一共有56种不同的选法.但是因为在一条直线上的3个点不能组成三角形,所以应去掉两条直线上不合要求的选法.5个点选3个的选法有10种.4个点选3个的选法有4种.所以一共可以画出56-(10+4)=42不同的三角形.【前铺】右图共有11条射线,那么图中有多少个锐角?分析:如图,最大的为锐角,它内部的各个角一定也是锐角,图中共有11条射线,任取两条作为角的两边便可确定一个锐角.因为角的两边不存在顺序关系,所以应该用组合.211C =55.几何题中的数个数问题往往可以采用这样的组合方法来解题.【前铺】讲解例题之前请根据本班情况先将组合公式计算练习一下!计算:(1)241655,,C C C ,(2)352777,,C C C分析:(1)26651521C ?==?,45543254321C ==,15551C == ;(2)3776535321C ??==?? ,57765432154321C == ,57765432154321C ==注意:从上发现规律m n mn n C C -=.【巩固】从3、5、7、11这四个质数中任取两个相乘,可以得到多少个不同的乘积?分析:由于3,5,7,11都是质数,因此所得乘积各不相同,因此只要求出不同的质数对的个数就可以了.24C =6.【巩固】一个口袋中有4个球,另一个口袋中有6个球,这些球颜色各不相同.从两个口袋中各取2个球,共有多少种不同结果?分析:分步考虑,224661590C C ?=?=(种).【例8】有13个队参加篮球比赛,比赛分两个组,第一组七个队,第二组六个队,各组先进行单循环赛(即每队都要与其它各队比赛一场),然后由各组的前两名共四个队再进行单循环赛决定冠亚军.问:共需比赛多少场?分析:分三部分考虑,第一组预赛、第二组顶赛和最后的决赛.第一组要赛:27C =21(场),第二组要赛:26C =15(场),决赛阶段要赛:24C =6(场),总场数:21+15+6=42(场).【拓展】一个盒子装有10个编号依次为1,2,3,…,10的球,从中摸出6个球,使它们的编号之和为奇数,则不同的摸法种数是多少?分析:10个编号中5奇5偶,要使6个球的编号之和为奇数,有以下三种情形:(1)5奇1偶,对奇数只有1种选择,对偶数有5种选择.由乘法原理,有1×5=5种选择; (2)3奇3偶,对奇数有35C =10种选择,对偶数也有35C =10种选择.由乘法原理,有10×10=100种选择;(3)1奇5偶,对奇数有5种选择,对偶数只有1种选择.由乘法原理,有5×1=5种选择.由加法原理,不同的摸法有:5+100+5=110种.【例9】某年级6个班的数学课,分配给甲、乙、丙三名数学老师任教,每人教两个班,分派的方法有多少种?分析:分三步进行:第一步,取两个班分配给甲,与先后顺序无关,是组合问题,有15种选法;第二步,从余下的4个班中选取两个班给6种选法;第三步,剩余的两个班给丙,有1种选法.根据乘法原理,一共有15×6×l=90种不同的分配方法.【拓展】从8名候选人中选出正、副班长各1人,再选出3名班委会成员.一共有多少种不同的选法?分析:先选正、副班长,分别有8种和7种选法.再从剩下的6人中选出3人,有36C =20种选法.由乘法原理,共有8×7×20=1120种不同的选法.【例10】工厂从100件产中任意抽出三件进行检查,问: (1)一共有多少种不同的抽法?(2)如果100件产品有2件次品,抽出的3件中恰好有一件是次品的抽法有多少种?(3)如果100件产品中有2件次品,抽出的3件中至少有一件是次品的抽法有多少种? 、分析:从100件产品中抽出3件检查,与抽出3件产品的顺序无关,是一个组合问题. (1)不同的抽法数就是从100个元素中取3个元素的组合数.3100C =161700(种). (2)可分两步考虑,第一步:从2件次品中抽出一件次品的抽法有12C 种;第二步:从98件合格品中抽出2件合格品的抽法有298C 种.再用分步计数原理求出总的抽法数,122989506C C ?=.(3)可以从反面考虑,从抽法总数3100C 中减去抽出的三件都是合格品的情况,便得到抽出的三件产品中至少有一件是次品的抽法总数.33100981617001520969604C C -=-=.【例11】从10名男生,8名女生中选出8人参加游泳比赛.在下列条件下,分别有多少种选法?(1)恰有3名女生入选;(2)至少有两名女生入选;(3)某两名女生,某两名男生必须入选;(4)某两名女生,某两名男生不能同时入选;(5)某两名女生,某两名男生最多入选两人.分析:(1)恰有3名女生入选,说明男生有5人入选,应为:35 81014112C C ?=;(2)要求至少两名女生人选,那么“只有一名女生入选”和“没有女生入选”都不符合要求.运用包含与排除的方法,从所有可能的选法中减去不符合要求的情况:8871181010842753C C C C --?=.(3)4人必须入选,则从剩下的14人中再选出另外4人. 4141001C =.(4)从所有的选法818C 中减去这4个人同时入选的414C 种可能:818C -414C =42757.(5)分三类情况:4人无人入选,4人仅有1人入选,4人中有2人入选,共:8172614414414C C C C C +?+?=34749.【例12】用2个1,2个2,2个3可以组成多少个互不相同的六位数?用2个0,2个1,2个2可以组成多少个互不相同的六位数?分析:先考虑在6个数位上选2个数位放1,这两个1的顺序无所谓,故是组合问题有26C =15种选法;再从剩下的4个数位上选2个放2,有24C =6种选法;剩下的2个数位放3,只有1种选法.由乘法原理,这样的六位数有15×6×l=90个.在前一问的情况下组成的90个六位数中,首位是1、2、3的各30个.如果将3全部换成0,这30个首位是0的数将不是六位数,所以可以组成互不相同的六位数90—30=60个.【例13】从1,3,5,7,9中任取三个数字,从2,4,6,8中任取两个数字,组成没有重复数字的五位数,一共可以组成多少个数?分析:整个过程可以分三步完成:第一步,从1,3,5,7,9中任取三个数字,这是一个组合问题,有35C 种方法;第二步,从2,4,6,8中任取两个数字,也是一个组合问题,有24C 种方法;第三步,用取出的5个数字组成没有重复数字的五位数,有55P 种方法.再由分步计数原理求总的个数:35C ×24C ×55P =7200(个).附加题目【附1】小明的书架上原来有6本书,不重新排列,再放上3本书,可以有多少种不同的放法?分析:放第一本书时,有原来的6本书之间和两端的书的外侧共7个位置可以选择;放第二本书时,有已有的7本书之间和两端的书的外侧共8个位置可以选择.同样道理,放第三本书时,有9个位置可以选择.由乘法原理,一共可以有7×8×9=504种不同的放法.【附2】一栋12层楼房备有电梯,第二层至第六层电梯不停.在一楼有3人进了电梯,其中至少有一个要上12楼,则他们到各层的可能情况共有多少种?分析:每个人都可以在第7层至第12层中任何一层下,有6种情况,那么三个人一共有6×6×6=216种情况,其中,都不到12楼的情况有5×5×5=125种.因此,至少有一人要上12楼的情况有216-125=91种.【附3】某校组织进行的一次知识竞赛共有三道题,每道题满分为7分,给分时只能给出自然数l,2,3,…,7分.已知参加竞赛者每人三道题的得分的乘积都是36,而且任意二人各题得分不完全相同,那么请问参加竞赛的最多有多少人?分析:将36分解为不大于7的三个数的乘积,有1×6×6;3×3×4;2×3×6三种情况.考虑到因数的先后顺序,第一种情况,考虑1有三个位置可选择,其余位置放6,有3种顺序;第二种情况与第一种情况相似,有3种顺序;最后一种情况,有3×2×l=6种顺序.由加法原理,一共有12种顺序,所以参赛的最多有12人.【附4】某市的电视台有八个节目准备分两天播出,每天播出四个,其中某动画片和某新闻播报必须在第一天播出一场,体育比赛必须在第二天播出,那么一共有多少种不同的播放节目方案?分析:某动画片和某新闻播报在第一天播放,对于动画片而言,可以选择当天四个节目时段的任何一个时段,一共有4种选择,对于新闻播报可以选择动画片之外的三个时段中的任何一个时段,一共有3种选择,体育比赛可以在第二天的四个节目时段中任选一个,一共有4种选择.剩下的5个节目随意安排顺序,有55P=120种选择.由乘法原理,一共有4×3×4×120=5760种不同的播放节目方案.【附5】某旅社有导游9人,其中3人只会英语,2人只会日语,其余4个既会英语又会日语.现要从中选6人,其中3人做英语导游,另外3人做日语导游.则不同的选择方法有多少种?分析:此题若从“多面手”出发来做,不太简便,由于只会日语的人较少,所以针对只会日语的人讨论,分三类:(1)只会日语的2人都出场,则还需1个多面手做日语导游,有4种选择.从剩下的只会英语的人和多面手共6人中选3人做英语导游,有36C=20种,由乘法原理,有4×20=80种选择.(2)只会日语的2人中有1人出场,有2种选择.还需从多面手中选2人做日语导游,有24C=6种选择.剩下的只会英语的人和多面手共5人中选3人做英语导游,有3 5C=10种选择.由乘法原理,有2×6×10=120种选择.(3)只会日语的人不出场,需从多面手中选3人做日语导游,有34C=4种选择.剩下的只会英语的人和多面手共4人中选3人做英语导游,有34C=4种选择.由乘法原理,有4×4=16种选择.根据加法原理,不同的选择方法一共有80+120+16=216种.【附6】五个瓶子都贴了标签,其中恰好贴错了三个,贴错的可能情况共有多少个?分析:首先考虑哪三个瓶子贴错了,有35C 种可能,3个瓶子贴错后互相贴错标签又分成两种不同情况.所以共有35C ×2=20(种).此题容易出错的是三个出错的瓶子确定后,他们之间错误的可能情况数目,有的同学很容易忽略这一环节,而有的会不假思索的把它当作一个全排列,这都是不正确的.【附7】马路上有编号为1,2,3,…,l0的十只路灯,为节约用电又能看清路面,可以把其中的三只灯关掉,但又不能同时关掉相邻的两只或三只,在两端的灯也不能关掉的情况下,求满足条件的关灯方法有多少种?分析:l0只灯关掉3只,实际上还亮7只灯,而又要求不关掉两端的灯和相邻的灯,此题可以转化为在7只亮着的路灯之问的六个空档中插入三只熄灭的灯,有36C =20种插法.练习十二1.给出1,2,3,4四个数字,试求:(1)可组成多少个数字不重复的四位数? (2)可组成多少个数字不重复的自然数? (3)可组成多少个不超过四位的自然数?分析:(1)44P =4×3×2×1=24个数字不重复的四位数.(2)利用1,2,3,4可组成数字不重复的一位、两位、三位、四位自然数,分类考虑:12344444P P P P +++=64个.(3)此题数位上的数字允许重复,利用1,2,3,4可组成一位、两位、三位、四位自然数.进一步考虑,一位数有4个,两位数有4×4=16个,三位数有4×4×4=64个,四位数有4×4×4×4=256个.故共有4+16+64+256=340个.2.由四个不同的非0数字组成的所有四位数中,数字和等于12的共有多少个?分析:四个数字都不同而数字和为12的数字有1,2,3,6和1,2,4,5两种情况,对于每种情况,可以组成44P =24个不同的四位数.对于所以,共可以组成24+24=48个不同的四位数.3.桌子上有3张红卡片,2张黄卡片,和1张蓝卡片,如果将它们横着排成一排,同种颜色的卡片不分开,一共有多少种排法?分析:32133213P P P P =72种.4.在1~100中任意取出两个不同的数相加,其和是偶数的共有多少种不同的取法?分析:两个数的和是偶数,这两个数必然同是奇数或同是偶数,而取出的两个数与顺序无关,所以是组合问题;从50个偶数中取出2个,有250C =1225种取法;从50个奇数中取出2个,也有250C =l225种取法.根据加法原理,一共有1225+1225=2450种不同的取法.5.在一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?(2)从口袋取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法? (3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?分析:(1)从口袋内的8个球中取出3个球,与顺序无关,是组合问题,其取法种数是56种.(2)从口袋内取出的3个球中有1个是黑球,于是还要从7个白球中再取出2个,其取法种数是21种.(3)由于所取出的3个球中不含黑球,也就是要从7个白球中取出3个球,其取法种数是35种.6.在6名女同学,5名男同学中选出4名女同学,3名男同学站成一排,有多少种排法?分析:男女同学分别考虑,再整体排列.437657C C P ?? =756000(种).。
《排列组合》知识点总结+典型例题+练习(含答案)

排列组合考纲要求1.了解排列的意义,理解排列数公式,并能用它们解决一些简单的实际问题.2.了解组合的意义,理解组合数公式,并能用它们解决一些简单的实际问题.3. 了解组合数性质. 知识点一:排列1.排列的定义:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个不同的元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列.若m <n ,这样的排列叫选排列;若m =n ,这样的排列叫全排列.2.排列数公式:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个不同的元素的所有排列的个数,从n 个不同元素中取出m 元素的排列数,记作mn P .(1) P m n =n (n -1)(n -2) … (n -m +1); (2) ==!P n n n n (n -1)(n -2) … 3×2×1; (3) P m n =()!!n n m -; 规定:0!=1.知识点二:解决排列问题的基本方法.1. 优限法:即先排特殊的元素,或者特殊的位置.2.捆绑法:相邻问题,把相邻的元素看成一个整体,然后再参与其他元素的排列. 3.插空法:对元素互不相邻的排列问题,常常采用插空法,首先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空位中.4. 排除法:即从正面难以考虑时可以考虑它的对立面,用全部结果数减去对立事件的方法数.5.枚举法:即将所有排列按照一定的规律,一一列举出来的方法. 知识点三:组合1.组合的定义:从n 个不同元素中,任取m (m ≤n )个不同的元素,组成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.2.组合数公式:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个不同的元素的所有组合的个数,从n个不同元素中取出m 元素的组合数,记作mn C .(1)()()()121P C P !mm nnmn n n n n m m ---+==;(2)()!C !!mn n m n m =-(n ,*N ∈m ,且m ≤n ).3. 组合数性质:(1) C =C m n mn n-; (2) 111C +C C m m m n n n +++=.知识点四:解组合问题的方法1.分类讨论:即分析题中的限定条件将所给元素按性质适当分类,并侧重其中一类,相应各类分类讨论,分类时要做到不重不漏.2.等价转化:即把所求问题转化为与之等价的组合问题去解决.3.排除法.4.枚举法.知识点五:计数需注意问题1.排列为有序问题,组合为无序问题,两者都是不重复问题.2.排列包括两个要素,一个是不同的元素,另一个是确定的顺序. 即排列可分成两步,第一步取出元素,第二步排列顺序.3.组合只有一个要素,就是取出元素即可,与元素的排列顺序无关.4.要注意区分分类和分步计数原理,排列和组合,元素允许重复是直接用计数原理,而元素不允许重复的是排列和组合问题. 题型一 排列定义例1 五个同学站一排照相,共多少种排法?分析:把5个元素放在5个位置上,相当于5的全排列,也共有120P 55=种排法. 解答:N =120P 55=种排法题型二 排列数公式例2 设x N *∈,10x <,(20)(21)(30)().x x x --⋅⋅⋅-=A. 1020P x -B. 1120P x -C. 1030P x -D. 1130P x -分析:排列数公式 P m n =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)的特点: (1)等号右边最大的数是n ; (2)等号右边最小的数是n -m +1; (3)共有m 个连续自然数相乘. 解答:30n x =-,(30)(20)111m x x =---+=,∴ (20)(21)(30)x x x --⋅⋅⋅-=1130P x -题型三 解决排列应用题 例3 用1、2、3、4、5、6个数. (1)可以组成多少个五位数?(2)可以组成多少个没有重复数字的五位数? (3)可以组成多少个1和2相邻的六位数? (4)可以组成多少个1和2不相邻的六位数?分析:先考虑是用分类分步还是用排列组合,就是要观察一下数字是否允许重复,数字允许重复用分类分步计数原理,数字不允许重复用排列组合,数字相邻用捆绑法,数字不相邻用插空法.解答:(1)数字可以重复,所以用分步计数原理,每个数位上都有6个数字可选,因此共有5666666⨯⨯⨯⨯=个.(2)数字不可以重复,还有顺序,所以用排列,共720P 56==N 个.(3)1和2相邻,用捆绑法,先排1和2共22P 种,与余下的4个元素共有55P 种,则共有240P P 5522=个.(4)1和2不相邻,插空法,先排余下的4个元素44P 种,,再从5个空中挑选2个即25P 种,则共有480P P 2544=个.题型四 组合定义及组合数公式例4 从8名男生2名女生中任选5人, (1)共有多少种不同的选法? (2)恰好有一名女生的不同选法? 分析:选取元素干同一件事就组合问题.解答:(1)所有不同选法数就从10人中任选5人的组合数即252C 510=种.(2)从2名女生中任选1人的选法有12C 种,从8名男生中选出4人的选法有48C 种,由分步计数原理,恰有一名女生的选法有140C C 4812=种.题型五 组合数公式例5 (1)已知321818C C -=x x 则x =____. (2)=+97999899C C _____.分析:灵活运用组合数性质.解答:(1)根据题意得 23x x =-或(23)18x x +-=则3x =或7x =.(2)4950299100C C C C 21009810097999899=⨯===+. 题型六 解组合应用题例6 从8件不同的服装快递,2件不同的食品快递中任选5件. (1)至少有一件食品快递的不同选法总数? (2)最多有一件食品快递的不同选法总数?分析:解决带有限制条件的组合应用题要根据题意正确地分类或分步,巧妙运用直接法或间接法.解答:(1)法一(直接法)分两类情况求解,第一类恰有一件食品快递选法有4812C C 种,第二类恰有两件食品快递选法有3822C C 种,由分类计数原理得至少有一件食品快递的不同选法共有196C C C C 38224812=+种.法二(排除法)从10件快递中任选5件选法总数减去选出的5件全为服装快递的总数即至少有一件为食品快递的不同选法有55108196C C -=种.(2) 最多有一件食品快递可分为以下两类,第一类选出的五件快递中恰有一件食品快递有1428C C 种选法,第二类选出的五件快递中恰有0件食品快递,有0528C C 种选法,由分类计数原理知最多有一件食品快递的选法有14052828196C C C C +=种.一、选择题1.设*x N ∈,10x <,则(10)(11)(17)x x x --⋅⋅⋅-用排列数符号表示为( ).A.x x --1017PB.817P x -C. 717P x -D. 810P x -2.从4人中任选2人担任正副班长,结果共有( )种.A. 4B. 6C. 12D. 243.将5本不同的笔记本分配给4个三好学生(每个学生只能拥有一本笔记本),则所有的分法种数为( ).A. 5!B. 20C. 54D. 454.5名学生报考4所不同的学校(每名学生只能报考一所学校),则所有的报考方法有( )种.A. 5!B. 20C. 54D. 455.将6名优秀教师分配到4个班级,要求每个班有1名教师,则不同的分法种数有( )种.A. 46PB. 46C. 46CD. 646.为抗击郑州水患,某医院派3名医生和6名护士支援郑州,他们被分配到郑州的三所医院,每个医院分配1名医生和2名护士,共有( )种不同的分配方法.A. 24122613P P P P +B. 221124122613P P P P P P ++ C. 121212362412C C C C C C ⋅⋅⋅⋅⋅ D. 121212362412C C C C C C ⋅+⋅+⋅7.从4名男生和5名女生中任取3人,其中男生至多有一人,则不同的取法共有( )种 . A. 30 B. 50 C. 70 D. 808.某小组有男生7人,女生3人,选出3人中有1名男生,2名女生的不同选法有( )种.A. 310CB. 310PC. 1273C C ⋅D. 2173C C ⋅9.10件产品中有2件次品,任取3件至少有1件次品的不同抽法为( )种.A. 1229C C ⋅ B. 312828C C C +⋅ C. 33108C C - D. 12122928C C C C ⋅-⋅10.式子(1)(2)(15)16!x x x x ++⋅⋅⋅+(x N *∈,1x >)可表示为( ).A. 1615P +xB. 1615x C +C. 16x CD. 17x C妙记巧学,归纳感悟 二、判断题:1. 34567⨯⨯⨯⨯等于37P .( )2. 从甲、乙、丙、丁中任选两人做正、副班长,共有12种.( )3. 6个座位,3个人去坐,每人坐一个座位,则共36C 种.( ) 4. 6个点最多可确定26C 条直线.( ) 5. 6个点最多可确定26C 条有向线段.( ) 6. 某铁路有十个站点,共需准备210P 种车票.( )7. 某铁路有十个站点,有210P 种不同票价(同样的两个站点的票价相同).( ) 8. 某组学生约定,假期每两人互通一封信,共计12封,这个小组学生有5人.( ) 9. 把语文、数学、英语、美术、历史这五门课排在一天的五节课中,数学必须比美术先上的排法总数为44C 种.( )10.从3、5、7、9中任选两个,可以组成12个不同的分数值.( ) 妙记巧学,归纳感悟 三、填空题1.若57n n C C =,则n =_______..2.若56P 2=n ,则n =_______.3.从数字0、1、2、3、4、5中任选3个数,可组成______个无重复数字的三位偶数.4.将4本同样的书分给5名同学,每名同学至多分一本,而且书必须分完则不同的分法总数有______种.5.2名教师和5名学生中选3人去旅游,教师不能不去,也不能全去,则共有______种选法. 妙记巧学,归纳感悟 四、解答1.将5名学生排成一排照相,其中3名男生,2名女生,则以下情况各有多少种不同的排法?(1)甲乙必须相邻; (2)甲乙互不相邻; (3)甲乙必须站两端; (4)甲乙不在两端; (5)男女相间.2. 将6本不同的书,在下列情况下有多少种分法? (1)分成相等的三份; (2)平均分给甲乙丙三位同学;(3)分成三份,一份一本,一份两本,一份三本; (4)甲分一本,乙分两本,丙分三本;(5)如果一人分一本,一人分两本,一人分三本,分给甲乙丙. 高考链接1.(2018)某年级有四个班,每班组成一个篮球队,每队分别同其他三个队比赛一场,共需要比赛( )场.A. 4B. 6C. 5D. 7 2. 某段铁路共有9个车站,共需准备( )种不同的车票. A. 36 B. 42 C.64 D. 723. 甲袋中装有6个小球,乙袋中装有4个小球,所有小球颜色各不相同,现从甲袋中取两个小球,乙袋中取一个小球,则取出三个小球的不同取法共有( )种. A. 30 B. 60 C.120 D. 3604. 某学校举行元旦曲艺晚会,有5个小品节目,3个相声节目,要求相声节目不能相邻,则不同的出场顺序有______种. 积石成山10件产品中有2件次品任取3件,至多有一件次品的不同取法总数为( )种.A. 312828C C C +B. 1229C C C. 33108C C - D. 12122928C C C C -2. 从4名男生和5名女生中任取3人,其中至少有男生,女生各一名,则不同的取法有( )种.A. 140B. 84C. 70D. 353. 某医疗小队有护士7人,医生3人,任选3人的不同选法有( ).A. 310CB. 310PC. 1273C C ⋅D. 2173C C ⋅4. 将4名优秀教师分配到3个班级,每个班至少分到一名教师,则不同的分配方案有( )种.A. 72B. 36C. 18D. 125. 5个人站成一排照相,甲不站排头,乙不站排尾的排法总数有( )种. A. 36 B. 78 C. 60 D. 486. 5个人站成一排照相,甲站中间的排法总数有( )种. A .24 B. 36 C. 60 D. 487. 5个人站成2排照相,第一排2人,第二排3人则不同的排法总数有( )种. A. 48 B. 78 C. 60 D. 1208. 从1、2、3、4中任选2个,再从5、6、7、8、9中任选2个可组成无重复的四位数的个数是( )个.A .720 B. 2880 C. 1440 D .1449. 某工作小组有9名工人,3名优秀工人,各抽5人参加比赛,要求优秀工人都参加不同的选法共有( )种.A. 12B.15C. 30D. 36 10. 式子(1)(2)(15)1!x x x x x ++⋅⋅⋅+-()(x N *∈,1x >)可表示为( ).A. 1615P +xB. 1615x C +C.16x C D .17x C排列组合答案一、选择题二、判断题三、填空题1.12 解析:根据组合数性质1得5712n =+=2.8 解析:2(1)56n P n n =-= 8n ∴=3. 52 解析:分两类,第一类个位是零则有2520P =个;第二类,个位不是零,则有11124432P P P =个,所以共有20+32=52个.4.5 解析:只需在五人中选四人得到书即可,书相同无需排序,则有455C =种. 5.20 解析:老师不能不去,也不能全去,则只能去一人即122520C C =种.妙记巧学,归纳感悟:答案全,结果简. 四、解答题1.解:(1)把甲乙捆绑在一起有22P 种,与余下的3名学生共有44P 种,则甲乙必须相邻,有242448P P =种排法.(2)先把余下的3名学生排好有33P 种,再从形成的4个空中任选两个甲乙来排有24P 种,则甲乙不相邻有323472P P =种排法.(3)甲乙必须站两端,先排甲乙有22P 种,再把余下的3名学生排在余下的3个位置有33P 种,则甲乙必须站两端有323212P P =种排法.(4)先从3个位置中选2个甲乙来排有23P 种,再把余下的3名学生排在余下的3个位置有33P 种,则甲乙不在两端有233336P P =种. (5)男女相间则有323212P P =种排法.2. 解:(1)平均分堆问题.有2226423315C C C P =种方法. (2)平均分配问题,每人均分得2本.甲先取两本26C 种,乙再取两本24C 种,丙最后取两本22C 种,由分步计数原理得222642C C C =90种方法.(3)不平均分堆问题,第一份16C 种,第二份25C 种,第三份33C 种,则共有123653C C C =60种方法.(4)不平均分配问题,甲先选一本16C 种,乙再选两本25C 种,丙最后选三本33C 种,则共有123653C C C =60种方法.(5)不平均分配问题,且没有指定对象,先分三份123653C C C 种,再把这三份分给甲乙丙三人有33P 种,则共有种12336533360C C C P =方法.妙记巧学,归纳感悟: 排列组合来相遇,先组后排无争议. 高考链接1.B2.D3.B4.2400 解析:相声节目不相邻,则用插空法先排5个小品节目共有55P 种,五个小品节目共形成六个空选三个空插入相声节目有36P 种,则共有53562400P P =种.积石成山。
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课时作业(一)
1.衡水二中高一年级共8个班,高二年级共6个班,从中选一个班级担任学校星期一早晨升旗任务,共有的安排方法种数是() A.8B.6
C.14 D.48
答案 C
解析一共有14个班,从中选1个,∴共有14种.
2.教学大楼共有四层,每层都有东西两个楼梯,由一层到四层共有的走法种数是()
A.32B.23
C.42D.24
答案 B
解析由一层到二层有2种选择,二层到三层有2种选择,三层到四层有2种选择,∴23=8.
3.小冉有3条不同款式的裙子,5双不同款式的靴子,某日她要去参加聚会,若穿裙子和靴子,则不同的穿着搭配方式的种数为() A.7种B.8种
C.15种D.125种
答案 C
解析不同的穿着搭配方式分两步完成,由分步乘法计数原理知共有3×5=15种,故选C.
4.有7名女同学和9名男同学,组成班级乒乓球混合双打代表队,共可组成()
A.7队B.8队
C.15队D.63队
答案 D
解析第一步选男同学,有9种选法;第二步选女同学有7种选法,根据分步乘法计数原理,可得共有7×9=63(种)组成方式.5.如果把两条异面直线看成“一对”,那么六棱锥的棱所在的12条直线中,异面直线共有()
A.12对B.24对
C.36对D.48对
答案 B
解析
把六棱锥所有棱分成三类:第1类:底面上的六条棱所在的直线共面,故每两条之间不能构成异面直线.
第2类:六条侧棱所在的直线共点,故每两条之间也不能构成异面直线.
第3类:结合右图可知,只有底面棱中1条棱所在直线与和它不相交的4条侧棱所在的4条直线中1条才能构成一对异面直线,再由分步计数原理得,可构成异面直线6×4=24(对).
6.某运动会组委会派小张、小赵、小李、小罗,四人从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张只能从事前两项工作,其余3人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有() A.12种B.36种
C.18种D.48种
答案 A
解析分四步.第一步:先安排小张,有选法2种;第二至四步安排剩余三人,分别有不同选法3种,2种,1种,则由分步乘法计数原理得,不同的选派方案有12种.
7.从4台甲型和5台乙型电视机中任取3台,其中至少要甲、乙两型号各一台,则不同的取法共有()
A.140种B.80种
C.70种D.35种
答案 C
解析分为两类:①选2台甲型电视机,1台乙型电视机,2台甲型电视机有6种选法,1台乙型电视机有5种选法,共有6×5=30(种)选法;②选2台乙型电视机,1台甲型电视机,2台乙型电视机有10种选法,1台甲型电视机有4种选法,共有10×4=40(种)选法.故选C.
8.某同学去逛书店,喜欢三本书,决定至少买其中的一本,则购买方案有________种.
答案7
解析分类:第一类:买其中的一本,方法有3种;
第二类:买其中的两本,方法有3种;
第三类:三本书全买,方法有1种.
由分类加法计数原理知,N=3+3+1=7种购买方案.
9.从集合{0,1,2,3,4,5,6}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+b i,其中虚数有________个.
答案36
解析第一步取b的数,有6种方法,第二步取a的数,也有6
种方法,根据乘法计数原理,共有6×6=36种方法.
10.已知x∈{2,3,7},y∈{-31,-24,4},则x·y可表示不同的值的个数是________.
答案9
解析因为按x、y在各自的取值集合中各选一个值去做积这件事,可分两步完成:第一步,x在集合{2,3,7}中任取一个值有3种方法;第二步,y在集合{-31,-24,4}中任取一个值有3种方法.根据分步计数原理得,有3×3=9种不同的值.
11.若x、y分别在0,1,2,…,10中取值,则P(x,y)在第一象限的个数是________.
答案100
解析要完成这件事,需分两步:横坐标x可从1,2,3,…,10个数字中任取一个.共有10种方法;因为数字可重复,所以纵坐标y 也有10种方法,由乘法原理共有10×10=100(个).
12.已知a∈{3,4,6},b∈{1,2,7,8},r∈{8,9},则方程(x-a)2+(y -b)2=r2可表示不同的圆的个数有________个.
答案24
解析圆方程由三个量a、b、r确定,a,b,r分别有3种、4种、2种选法,由分步乘法计数原理,表示不同的圆的个数为3×4×2=24(个).
13.在一宝宝“抓周”的仪式上,他面前摆着2件学习用品,2件生活用品,1件娱乐用品,若他可抓其中的两件物品,则他抓的结果有________种.
答案10
解析设学习用品为a1,a2,生活用品为b1,b2,娱乐用品为c,
则结果有:(a1,a2),(a1,b1),(a1,b2),(a1,c),(a2,b1)(a2,b2),(a2,c),(b1,b2),(b1,c),(b2,c),共10种.
14.由1到200的自然数中,各数位上都不含8的有________个.答案162个
解析一位数8个,两位数8×9=72个.
3位数
有9×9=81个,
另外
1个(即200),
共有8+72+81+1=162个.
15.某工厂的三个车间的工人举行了劳动技能比赛活动,第一车间有2人胜出,第二车间有3人胜出,第三车间有2人胜出,厂长要求每个车间选出一人进入厂技能领导小组,有多少种不同的选法?
解析(定义法)本题可分三步完成.第一步,从第一车间中选1人有2种选法;第二步,从第二车间中选1人有3种选法;第三步,从第三车间中选1人有2种选法,根据分步乘法计数原理知一共有N =2×3×2=12种选法.
16.某电脑用户计划使用不超过500元的资金购买单价分别为60元的单片软件和70元的盒装磁盘.根据需要,软件至少买3张,磁盘至少买2盒.则不同的选购方式共有多少种?
解析可设购买60元的单片软件和70元的盒装磁盘分别为x片、y盒,依照所用资金不超过500元,来建立数学模型,从而解决问题.设购买单片软件x片,盒装磁盘y盒,则依题意有60x+
70y≤500(x,y∈N*,有x≥3,y≥2),按购买x片分类:
x=3,则y=2,3,4,共3种方法;
x=4,则y=2,3,共2种方法;
x=5,则y=2,共1种方法;
x=6,则y=2,共1种方法.
依分类计数原理不同的选购方式有
N=3+2+1+1=7(种).
答:不同的选购方式有7种.
点评本题主要考查分类计数原理的灵活运用,在解题中要特别注意知识的联想和应用.
►重点班选做题
17.如下图,小圆圈表示网络的结点,结点之间的连线表示它们有网线相连,连线上标注的数字,表示该网线单位时间内可以通过的最大信息量.现从结点A向结点B传递信息,信息可以分开沿不同的网线同时传递,则单位时间内传递的最大信息量为________.
答案19
解析因信息可以分开沿不同的路线传递,由分类计数原理,完成从A向B传递有四种办法:12→5→3,12→6→4,12→6→7,12→8→6,故单位时间内传递的最大信息量为四条不同网线上信息量的和:3+4+6+6=19.
18.圆周上有2n个等分点(n大于2),任取3点可得一个三角形,
恰为直角三角形的个数为________.
答案2n(n-1)
解析
这2n个等分点可确定n条直径,每条直径可确定(2n-2)个直角三角形,∴共有n(2n-2)=2n(n-1)个直角三角形.
19.电视台在“快乐大本营”节目中拿出两个信箱,其中存放着先后两次竞猜中成绩优秀的观众来信,甲信箱中有30封,乙信箱中有20封,现由主持人抽奖确定幸运观众,若先确定一名幸运之星,再从两信箱中各确定一名幸运伙伴,有多少种不同的结果?
解析抽奖过程分三步完成,考虑到幸运之星可分别出现在两个信箱中,故可分两种情形考虑.
分两大类:
(1)幸运之星在甲箱中抽,先定幸运之星,再在两箱中各定一名幸运伙伴有30×29×20=17 400种结果;
(2)幸运之星在乙箱中抽,同理有20×19×30=11 400种结果.
因此共有不同结果17 400+11 400=28 800种.。