1.2.2带有约束条件的排列组合问题
高中数学排列组合-平均分组分配问题

每班至少一个.由(1)可知共有C62 15种分法
注:第一小题也可以先给每个班一个指标,
然后,将剩余的4个指标按分给一个班、两个
班、三个班、四个班进行分类,共有
种
分C法61 . 3C62 3C63 C64 126
C61C52C33
2 注意:非均分问题无分配对象只要按比例分完再用乘法原 理作积 ○ 例5 6本不同的书按1∶2∶3分成三堆有多少种 ○ 不同的分法?
六、非均分组分配对象确定问题
C61C52 C33
例6 六本不同的书按 1∶2∶3分给甲、乙、丙三个 人有多少种不同的分法?
七、非均分组分配对象不固定问题
A33
C61C52C33
○ 例7 六本不同的书分给3 人,1人1本,1人2本,1 人3本有多少种分法
○ 注意:非均分组有分配 对象要把组数当作元素 个数再作排列。
五、当堂训练
01
练习1
C132
C
39 C 36
C
3 3
02
A 12本不同的4书平均分成四组有多少 种不同分法? 4
练习2
按2∶2∶2∶4分成四 堆有多少种不同的分
(1)
C
2 6
C
2 4
C
2 2
(2)
C
1 6
C
2 5
C
3 3
(3)
C
1 6
C
2 5
C
3 3
A
3 3
(4)
C
4 6
C
1 2
C
1 1
二、分类组合,隔板处理
例4.有10个运动员名额,再分给7个班,每班至少一个, 有多少种分配方案?
(新人教版)新版高中数学 第一章1.2 排列与组合 1.2.2 第2课时 组合的综合应用学案 新人教A版选修2-3【提

第2课时组合的综合应用学习目标 1.能应用组合知识解决有关组合的简单实际问题.2.能解决有限制条件的组合问题.知识点组合的特点(1)组合的特点是只取不排组合要求n个元素是不同的,被取出的m个元素也是不同的,即从n个不同的元素中进行m 次不放回地取出.(2)组合的特性元素的无序性,即取出的m个元素不讲究顺序,没有位置的要求.(3)相同的组合根据组合的定义,只要两个组合中的元素完全相同(不管顺序如何),就是相同的组合.类型一有限制条件的组合问题例1 课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长,现从中选5人主持某项活动,依下列条件各有多少种选法?(1)至少有一名队长当选;(2)至多有两名女生当选;(3)既要有队长,又要有女生当选.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解(1)C513-C511=825(种)(2)至多有2名女生当选含有三类:有2名女生;只有1名女生;没有女生,所以共有C25C38+C15C48+C58=966(种)选法.(3)分两类:第一类女队长当选,有C412=495(种)选法,第二类女队长没当选,有C14C37+C24C27+C34C17+C44=295(种)选法,所以共有495+295=790(种)选法.反思与感悟有限制条件的抽(选)取问题,主要有两类:一是“含”与“不含”问题,其解法常用直接分步法,即“含”的先取出,“不含”的可把所指元素去掉再取,分步计数;二是“至多”“至少”问题,其解法常有两种解决思路:一是直接分类法,但要注意分类要不重不漏;二是间接法,注意找准对立面,确保不重不漏.跟踪训练1 某食堂每天中午准备4种不同的荤菜,7种不同的蔬菜,用餐者可以按下述方法之一搭配午餐:(1)任选两种荤菜、两种蔬菜和白米饭;(2)任选一种荤菜、两种蔬菜和蛋炒饭.则每天不同午餐的搭配方法共有( )A.210种 B.420种 C.56种 D.22种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 A解析由分类加法计数原理知,两类配餐的搭配方法之和即为所求,所以每天不同午餐的搭配方法共有C24C27+C14C27=210(种).类型二与几何有关的组合应用题例2 如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A,B的六个点C1,C2,…,C6,线段AB上有异于A,B的四个点D1,D2,D3,D4.(1)以这10个点中的3个点为顶点可作多少个三角形?其中含C1点的有多少个?(2)以图中的12个点(包括A,B)中的4个点为顶点,可作出多少个四边形?考点组合的应用题点与几何有关的组合问题解(1)方法一可作出三角形C36+C16·C24+C26·C14=116(个).方法二可作三角形C310-C34=116(个),其中以C1为顶点的三角形有C25+C15·C14+C24=36(个).(2)可作出四边形C46+C36·C16+C26·C26=360(个).反思与感悟(1)图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算.常用直接法,也可采用间接法.(2)在处理几何问题中的组合问题时,应将几何问题抽象成组合问题来解决.跟踪训练2 空间中有10个点,其中有5个点在同一个平面内,其余点无三点共线,无四点共面,则以这些点为顶点,共可构成四面体的个数为( )A.205 B.110 C.204 D.200考点 组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 方法一 可以按从共面的5个点中取0个、1个、2个、3个进行分类,则得到所有的取法总数为C 05C 45+C 15C 35+C 25C 25+C 35C 15=205.方法二 从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,得到所有构成四面体的个数为C 410-C 45=205. 类型三 分组、分配问题命题角度1 不同元素分组、分配问题例3 6本不同的书,分为3组,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)每组2本(平均分组);(2)一组1本,一组2本,一组3本(不平均分组); (3)一组4本,另外两组各1本(局部平均分组). 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)每组2本,均分为3组的方法数为C 26C 24C 22A 33=15×6×16=15.(2)一组1本,一组2本,一组3本的分组种数为C 36C 23C 11=20×3=60. (3)一组4本,另外两组各1本的分组种数为C 46C 12C 11A 22=15×22=15.反思与感悟 一般地,n 个不同的元素分成p 组,各组内元素数目分别为m 1,m 2,…,m p ,其中k 组元素数目相等,那么分组方法数是C m 1n C m 2n -m 1C m 3n -m 1-m 2…C m p m pA kk. 跟踪训练3 6本不同的书,分给甲、乙、丙3人,在下列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)甲2本,乙2本,丙2本; (2)甲1本,乙2本,丙3本; (3)甲4本,乙、丙每人1本; (4)每人2本;(5)一人1本,一人2本,一人3本; (6)一人4本,其余两人每人1本. 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题解 (1)(2)(3)中,由于每人分的本数固定,属于定向分配问题,由分步乘法计数原理得: (1)共有C 26C 24C 22=90(种)不同的分配方法;(2)共有C16C25C33=60(种)不同的分配方法;(3)共有C46C12C11=30(种)不同的分配方法.(4)(5)(6)属于不定向分配问题,是该类题中比较困难的问题.分配给3人,同一本书给不同的人是不同的分法,属于排列问题.实际上可看作两个步骤:先分为3组,再把这3组分给甲、乙、丙3人的全排列数A33即可.因此,(4)共有C26C24C22÷A33×A33=90(种)不同的分配方法;(5)共有C16C25C33×A33=360(种)不同的分配方法;(6)共有C46C12C11÷A22×A33=90(种)不同的分配方法.命题角度2 相同元素分配问题例4 将6个相同的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子,求下列方法的种数.(1)每个盒子都不空;(2)恰有一个空盒子;(3)恰有两个空盒子.考点排列组合综合问题题点分组分配问题解(1)先把6个相同的小球排成一行,在首尾两球外侧放置一块隔板,然后在小球之间5个空隙中任选3个空隙各插一块隔板,有C35=10(种).(2)恰有一个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选2个空隙各插一块隔板,如|0|000|00|,有C25种插法,然后将剩下的一块隔板与前面任意一块并放形成空盒,如|0|000||00|,有C14种插法,故共有C25·C14=40(种).(3)恰有两个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选1个空隙各插一块隔板,有C15种插法,如|00|0000|,然后将剩下的两块隔板插入形成空盒.①这两块板与前面三块板形成不相邻的两个盒子,如||00||0000|,有C23种插法.②将两块板与前面三块板之一并放,如|00|||0000|,有C13种插法.故共有C15·(C23+C13)=30(种).反思与感悟相同元素分配问题的处理策略(1)隔板法:如果将放有小球的盒子紧挨着成一行放置,便可看作在排成一行的小球的空隙中插入了若干隔板,相邻两块隔板形成一个“盒”.每一种插入隔板的方法对应着小球放入盒子的一种方法,此法称之为隔板法.隔板法专门解决相同元素的分配问题.(2)将n个相同的元素分给m个不同的对象(n≥m),有C m-1n-1种方法.可描述为n-1个空中插入m-1块板.跟踪训练4 某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有( )A.4种B.10种C.18种D.20种考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案 B解析由于只剩一本书,且这些画册、集邮册分别相同,可以从剩余的书的类别进行分析.又由于排列、组合针对的是不同的元素,应从4位朋友中进行选取.第一类:当剩余的一本是画册时,相当于把3本相同的集邮册和1本画册分给4位朋友,只有1位朋友得到画册.即把4位朋友分成人数为1,3的两队,有1个元素的那队分给画册,另一队分给集邮册,有C14种分法.第二类:当剩余的一本是集邮册时,相当于把2本相同的画册和2本相同的集邮册分给4位朋友,有2位朋友得到画册,即把4位朋友分成人数为2,2的两队,一队分给画册,另一队分给集邮册,有C24种分法.因此,满足题意的赠送方法共有C14+C24=4+6=10(种).1.某乒乓球队有9名队员,其中2名是种子选手,现在挑选5名选手参加比赛,种子选手必须在内,那么不同选法共有( )A.26种 B.84种 C.35种 D.21种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 C解析从7名队员中选出3人有C37=7×6×53×2×1=35(种)选法.2.身高各不相同的7名同学排成一排照相,要求正中间的同学最高,左右两边分别顺次一个比一个低,这样的排法种数是( )A.5 040 B.36 C.18 D.20考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析最高的同学站中间,从余下6人中选3人在一侧只有一种站法,另3人在另一侧也只有一种站法,所以排法有C36=20(种).3.直角坐标平面xOy上,平行直线x=n(n=0,1,2,…,5)与平行直线y=n(n=0,1,2,…,5)组成的图形中,矩形共有( )A.25个 B.36个 C.100个 D.225个考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案 D解析从垂直于x轴的6条直线中任取2条,从垂直于y轴的6条直线中任取2条,四条直线相交得出一个矩形,所以矩形总数为C26×C26=15×15=225.4.从7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动,若每天安排3人,则不同的安排方案共有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案140解析安排方案分为两步完成:从7名志愿者中选3人安排在周六参加社区公益活动,有C37种方法;再从剩下的4名志愿者中选3人安排在周日参加社区公益活动,有C34种方法.故不同的安排方案共有C37C34=7×6×53×2×1×4=140(种).5.正六边形顶点和中心共7个点,可组成________个三角形.考点组合的应用题点与几何有关的组合问题答案32解析不共线的三个点可组成一个三角形,7个点中共线的是:正六边形过中心的3条对角线,即共有3种情况,故组成三角形的个数为C37-3=32.1.无限制条件的组合应用题.其解题步骤为:(1)判断;(2)转化;(3)求值;(4)作答.2.有限制条件的组合应用题:(1)“含”与“不含”问题:这类问题的解题思路是将限制条件视为特殊元素和特殊位置,一般来讲,特殊要先满足,其余则“一视同仁”.若正面入手不易,则从反面入手,寻找问题的突破口,即采用排除法.解题时要注意分清“有且仅有”“至多”“至少”“全是”“都不是”“不都是”等词语的确切含义,准确把握分类标准.(2)几何中的计算问题:在处理几何问题中的组合应用问题时,应先明确几何中的点、线、面及构型,明确平面图形和立体图形中的点、线、面之间的关系,将几何问题抽象成组合问题来解决.(3)分组、分配问题:分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同,是不可区分的,而后者即使两组元素个数相同,但因元素不同,仍然是可区分的.一、选择题1.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取3个不同的数,使其和为奇数,则不同的取法共有( )A.30种 B.33种 C.37种 D.40种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 D解析从1,2,3,…,9这9个数中取出3个不同的数,使其和为奇数的情况包括:(1)取出的3个数都是奇数,取法有C35=10(种);(2)取出的3个数中有2个偶数、1个奇数,取法有C24C15=30(种),根据分类加法计数原理,满足题意的取法共有10+30=40(种).2.某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为( )A.24种 B.14种 C.28种 D.48种考点组合的应用题点有限制条件的组合问题答案 B解析方法一分两类完成:第1类,选派1名女生、3名男生,有C12·C34种选派方案;第2类,选派2名女生、2名男生,有C22·C24种选派方案.故共有C12·C34+C22·C24=14(种)不同的选派方案.方法二6人中选派4人的组合数为C46,其中都选男生的组合数为C44,所以至少有1名女生的选派方案有C46-C44=14(种).3.直线a∥b,a上有5个点,b上有4个点,以这九个点为顶点的三角形个数为( ) A.C25C14+C15C24B.(C25+C14)(C15+C24)C.C39-9 D.C39-C35考点组合的应用题点 与几何有关的组合问题 答案 A解析 可以分为两类:a 上取两点,b 上取一点,则可构成三角形个数为C 25C 14;a 上取一点,b 上取两点,则可构成三角形个数为C 15C 24,利用分类加法计数原理可得以这九个点为顶点的三角形个数为C 25C 14+C 15C 24,故选A.4.从乒乓球运动员男5名、女6名中组织一场混合双打比赛,不同的组合方法有( ) A .C 25C 26种 B .C 25A 26种 C .C 25A 22C 26A 22种D .A 25A 26种考点 排列组合综合问题 题点 排列与组合的综合应用 答案 B解析 先从5名男选手中任意选取2名,有C 25种选法,再从6名女选手中任意选择两名与选出的男选手打比赛,有C 26A 22,即A 26种.所以共有C 25A 26种.5.将标号为A ,B ,C ,D ,E ,F 的6张卡片放入3个不同的信封中,若每个信封放2张卡片,其中标号为A ,B 的卡片放入同1个信封,则不同的放法共有( ) A .12种 B .18种 C .36种 D .54种 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B解析 由题意知,不同的放法共有C 13C 24=3×4×32=18(种).6.某地招募了20名志愿者,他们编号分别为1号,2号,…,19号,20号,如果要从中任意选取4人再按编号大小分成两组去做一些预备服务工作,其中两个编号较小的人在一组,两个编号较大的人在另一组,那么确保5号与14号入选并被分配到同一组的选取种数是( )A .16B .21C .24D .90 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 B 解析 分2类:第1类,5号与14号为编号较大的一组,则另一组编号较小的有C 24=6(种)选取方法. 第2类,5号与14号为编号较小的一组,则编号较大的一组有C 26=15(种)选取方法. 由分类加法计数原理得,共有C 24+C 26=6+15=21(种)选取方法.7.北京《财富》全球论坛期间,某高校有14名志愿者参加接待工作,若每天早、中、晚三班,每班4人,每人每天最多值一班,则开幕式当天不同的排班种数为( ) A .C 1214C 412C 48 B .C 1214A 412A 48 C.C 1214C 412C 48A 33D .C 1214C 412C 48A 38考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 A解析 首先从14人中选出12人共C 1214种,然后将12人平均分为3组共C 412·C 48·C 44A 33种,然后这两步相乘,得C 1214·C 412·C 48A 33.将三组分配下去共C 1214·C 412·C 48种.故选A. 8.假如北京大学给中山市某三所重点中学7个自主招生的推荐名额,则每所中学至少分到一个名额的方法数为( ) A .30 B .21 C .10 D .15 考点 排列组合综合问题 题点 分组分配问题 答案 D解析 用“隔板法”.在7个名额中间的6个空位上选2个位置加2个隔板,有C 26=15(种)分配方法. 二、填空题9.在2017年的上海高考改革方案中,要求每位考生必须在物理、化学、生物、政治、历史、地理6门学科中选择3门学科参加等级考试.小明同学决定在生物、政治、历史三门中至多选择一门,那么小明同学的选择方案有________种. 考点 组合的应用题点 有限制条件的组合问题 答案 10解析 ①在生物、政治、历史三门中选择1门,则在物理、化学、地理中选2门,有C 13C 23=9(种)选法;②在生物、政治、历史三门中选择0门,则物理、化学、地理全选,有C 33=1(种)选法. 共有选法9+1=10(种).10.如图所示的几何体是由一个正三棱锥P -ABC 与正三棱柱ABC -A 1B 1C 1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面涂色(底面A 1B 1C 1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的涂色方案共有______种.考点涂色问题题点涂色问题答案12解析先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,然后涂三棱柱的三个侧面,共有C13×C12×C11×C12=3×2×1×2=12(种)不同的涂法.11.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用答案60解析一、二、三等奖,三个人获得,有A34=24(种).一、二、三等奖,有一个人获得2张,一个人获得1张,共有C23A24=36(种),共有24+36=60(种)不同的获奖情况.三、解答题12.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,求不同取法的种数.考点组合的应用题点有限制条件的组合问题解若没有红色卡片,则需从黄、蓝、绿三色卡片中选3张,若都不同色,则有C14×C14×C14=64(种),若2张同色,则有C23×C12×C24×C14=144(种),若红色卡片有1张,剩余2张不同色,则有C14×C23×C14×C14=192(种),剩余2张同色,则有C14×C13×C24=72(种),所以共有64+144+192+72=472(种)不同的取法.13.现有8名青年,其中有5名能胜任英语翻译工作,有4名能胜任德语翻译工作(其中有1名青年两项工作都能胜任).现在要从中挑选5名青年承担一项任务,其中3名从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,则有多少种不同的选法?考点排列组合综合问题题点分组分配问题解可以分三类.精品试卷第一类,让两项工作都能胜任的青年从事英语翻译工作,有C24C23种选法;第二类,让两项工作都能胜任的青年从事德语翻译工作,有C34C13种选法;第三类,让两项工作都能胜任的青年不从事任何工作,有C34C23种选法.根据分类加法计数原理,一共有C24C23+C34C13+C34C23=42(种)不同的选法.四、探究与拓展14.20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒内的球数不小于它的编号数,则不同的放法种数为________.考点排列组合综合问题题点分组分配问题答案120解析先在编号为2,3的盒内分别放入1,2个球,还剩17个小球,三个盒内分别至少再放入1个球,将17个球排成一排,有16个空隙,插入2块挡板分为三堆放入三个盒中即可,共C216=120(种)方法.15.已知10件不同产品中有4件是次品,现对它们进行一一测试,直至找出所有4件次品为止.(1)若恰在第5次测试,才测试到第一件次品,第10次才找到最后一件次品,则这样的不同测试方法数是多少?(2)若恰在第5次测试后,就找出了所有4件次品,则这样的不同测试方法数是多少?考点排列组合综合问题题点排列与组合的综合应用解(1)先排前4次测试,只能取正品,有A46种不同测试方法,再从4件次品中选2件排在第5和第10的位置上测试,有C24A22=A24(种)测法,再排余下4件的测试位置,有A44种测法.所以共有不同测试方法A46·A24·A44=103 680(种).(2)第5次测试恰为最后一件次品,另3件在前4次中出现,从而前4次有一件正品出现,所以共有不同测试方法C16C34A44=576(种).欢迎下载。
含有约束条件的排列组合问题(一)

含有约束条件的排列组合问题(一)含有约束条件的排列组合问题1. 问题背景含有约束条件的排列组合问题是指在进行排列组合操作时,添加了特定的约束条件以限制排列组合的结果。
这种问题常见于实际应用中,例如调度问题、布局问题、排课问题等。
解决这类问题需要灵活运用排列组合的知识,并结合具体的约束条件进行分析和求解。
2. 相关问题及解释排列问题在含有约束条件的排列问题中,常见的排列问题包括以下几种:•固定位置排列:在一组元素中,某些元素的位置已经确定,需要对剩余元素进行排列。
例如,有4个人要坐在一张圆桌周围,其中A和B不能相邻,问有多少种不同的座位安排方式?•位置变换排列:在一组元素中,元素之间有一定的位置关系,需要对元素进行位置变换排列。
例如,有5个人要排成一排参加合影,其中A和B不能站在两侧,问有多少种不同的站位排序方式?组合问题在含有约束条件的排列问题中,常见的组合问题包括以下几种:•容器装填问题:在一组容器中,需要按照一定的条件将物品进行装填。
例如,有3个不同大小的箱子,其中每个箱子最多只能装3个物品,每个物品大小不同,问有多少种不同的物品装填方式?•任务分配问题:在一组任务中,需要按照一定的条件将任务分配给执行者。
例如,有5个任务需要分配给3个人执行,其中每个人至少要执行1个任务,问有多少种不同的任务分配方式?排列组合问题的求解方法针对含有约束条件的排列组合问题,可以采用不同的求解方法,如动态规划、回溯算法、数学推理等。
根据具体的问题特点选择合适的方法进行求解,通常需要用到递归、剪枝等技巧。
3. 结语含有约束条件的排列组合问题是一类常见且具有挑战性的问题,解决这类问题需要深入理解排列组合的概念与原理,并能巧妙地应用于实际问题中。
通过灵活组合不同的解题方法,可以找到问题的最优解或近似解,从而满足实际需求。
1.2.1有约束条件的排列问题 (张用2)

1)若排成两排,前排3人,后排4人;
A 5040
7 7
2)若排成两排,前排3人,后排4人,甲必排在前排,乙 1 1 5 必排在后排; A A A 1440
3 4 5
3)甲不在左端,乙不在右端;
A -2A +A
7 6
7
6
5 5
= 3720
6 6 2 2
4)甲乙不相邻;
AA
5
5
= 3600 6
2
不相邻问题 “插空法”、捆绑法
七人排成一排,甲、乙两人必须相邻,且甲、乙 都不与丙相邻,则不同的排法有( )种 (A)960种 (B)840种 C)720种 (D)600种
“相邻”用“捆绑”,“不邻”就“插空”
从7盆不同的盆花中选出5盆摆放在主席台前, 其中有两盆花不宜摆放在正中间,则一共有 _____种不同的摆放方法。
1.2.1
排列
——有约束条件的排列问题
课本例题3
有约束条件的排列问题
例2:(1)有5本不同的书,从中选3本送给3名同 学,每人各1本,共有多少种不同的送法?
A 5 4 3 60
3 5
(2)有5种不同的书,买3本送给3名同学, 每人各1本,共有多少种不同的送法?
以人为标准进行分步,第一名同学有5种选 择,第二名同学有5种选择,第三名同学也 有5种选择,因此有 5 5 5 53 125
5 4 3 解法2: A5 2 A4 A3 78
先算出5列火车排5条铁轨的排法,然后扣除掉A列车停在第 一轨道上的方法总数,再扣除掉B列车停在第二轨道上的方 法总数,再加上前面重复扣除的既满足A列车停在第一轨道 上、又满足B列车停在第二轨道上的方法总数,就是所求的 不同的停放方法。
课件6:1.2.2 第1课时 组合及组合数公式

算Cnn -m
2.与排列组合有关的方程或不等式问题要用到排列数、组合数公式,以及组 合数的性质,求解时,要注意由 Cmn 中的 m∈N+,n∈N+,且 n≥m 确定 m,n 的 范围,因此求解后要验证所得结果是否适合题意.
(1)【解析】 (1)C43+C53+C63+…+C23 016 =C44+C34+C35+…+C32 016-C44 =C45+C35+…+C32 016-1=… =C42 016+C32 016-1=C42 017-1. 【答案】 C
(2)解:由排列数和组合数公式,原方程可化为 3·(x(-x-7)3!)!4!=5·((xx- -46))! !, 则3(4x-!3)=x-5 6,即为(x-3)(x-6)=40. ∴x2-9x-22=0, 解得 x=11 或 x=-2. 经检验知 x=11 是原方程的根,x=-2 是原方程的增根. ∴方程的根为 x=11.
【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
教材整理 2 组合数公式及性质
阅读教材,完成下列问题.
组合数公式及其性质
Amn
n!
(1)公式:Cmn =_A__mm__=_m__!___n_-__m_.!
(2)性质:Cmn =_C__nn-_m_,Cmn +Cmn -1=_C_mn_+_1_.
(3)解:由 Cn4>Cn6,得
4!(nn! -4)!>6!(nn! -6)!, n≥6
⇒nn2≥-6,9n-10<0,
⇒-1<n<10, n≥6.
又 n∈N+,
∴该不等式的解集为{6,7,8,9}.
1.性质“Cmn =Cnn-m”的意义及作用
选修2-3:1.2.2组合——排列组合综合应用

第二步:将甲乙两人也排一下,共有A22种排法
第三步:将甲乙等5人看成一个元素,与其余2人,一共三个元素 进行全排 由分步计数原理可知:甲、乙两人中间必须有3人的排法一共有: A53 A22A33种排法
例2. 有3名男生,4名女生,求下列各有多少种不同站法 (6)全体排成一行,男、女各不相邻. 特殊位置排列方式 第一步:将4名女生全排,共有A44种放法
乙、丙三人从左至右的顺序只是6种顺序中的一种 由此可见:甲、乙、丙三人从左至右的顺序的排法一共有:
A
7 7
A
3 种排法 3
例2. 有3名男生,4名女生,求下列各有多少种不同站法 (9)排成前后二排,前排3人,后排4人. 站成两排,其实可以理解为,站成一排后,将后面的人砍到第二 排即可
由此可知:站两排的排法一共有:A77种排法
第二步:将三名男生看成一个元素,与其余4个女生人全排,共有
A55种排法 由分步计数原理可知:3名男生站一起的排法一共有: A33×A55种排法
例2. 有3名男生,4名女生,求下列各有多少种不同站法 (5)全体排成一行,甲、乙两人中间必须有3人. 特殊元素,优先排 第一步:将甲乙中间安排3个人,共有A53种放法
这种排法是要被删掉的
第二步:将乙安排在右端,其余人全排,共有A55种放法 这种排法也是要被删掉的 但是甲在左端且乙在右端的排法有A44,这个排法被减掉2次, 要补回
注意要做到不重不漏
甲不在最左边,乙不在最右边的排法一共有:A66-2A55 +A44种排法
例2. 有3名男生,4名女生,求下列各有多少种不同站法 (1)全体排成一行,其中甲只能在左右两端.
给三个学习兴趣小组去研究,每组一个课题,共有多少种不同
的分法;
1.2.2有约束条件的排列组合问题(张用)
(1)今有10件不同奖品,从中选6件分成三份, 二份各1 件,另一份4件, 有多少种分法? 6 4
C C C C 3150
6 10 1 2 4 6 1 2 1 1
C10 C 6
消序法 (2) 今有10件不同奖品,从中选6件分给甲乙丙三人,每 人二件有多少种分法?
6 2 2 2 C10 C6 C4 C2 18900
(1)因为4只鞋来自2双鞋, 所以有
C
2 10
45
例8、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任 意取出4只,试求满足如下条件各有多少种情况: (2) 4只鞋子没有成双的; (2)因为4只鞋来自4双不同的鞋, 而从10双鞋中取4双有 4 C10 方法, 每双鞋中可取左边一只也可取右边一只, 各 种 4 1 1 1 1 1 有 C 2 种取法,所以一共有 C10C2C2C2C2 3360 种取法.
解排列组合问题,一定要做到“不重”、“不漏”。
一题多变 在一次数学竞赛中,某学校有12人通过 了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训, 在下列条件下,有多少种不同的选法?
(1)任意选5人;
一题多变 在一次数学竞赛中,某学校有12人通过 了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训, 在下列条件下,有多少种不同的选法?
解:(插空法)本题等价于在7只亮着的路灯之间 的6个空档中插入3只熄掉的灯,故所求方法总数 为
C 20
3 6
种方法
插空法
某城新建的一条道路上有12只路灯,为了节省用 电而不影响正常的照明,可以熄灭其中三盏灯, 但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯, A 可以熄灭的方法共有( ) 3 (A) 83 种(B) 8 种 (C)C 3 种 (D) 3 种 C A C11 9
1.2.2 组合
3 3 B.2C5 A3
C. A
3 5
2 3 3 D.2C5 A3 A5
注意: m 是一个数,应该把它与“组合”区别开来. Cn
探究:组合数 C 和排列数A 有什么区别和 联系。
我来从具体问题分析:
m n
m n
练 (1)写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的排列数。
习(2)写出从a,b,c,d 四个元素中任取三个元素的组合数。
组合
abc abd acd abc acb abd adb acd adc bdc
(4)10人聚会,见面后每两人之间要握手相互问候,共需握手 多少次? 组合问题
(5)从4个风景点中选出2个游览,有多少种不同的方法? 组合问题 (6)从4个风景点中选出2个,并确定这2个风景点的游览顺序, 有多少种不同的方法? 排列问题
探究(二):组合数概念与公式
思考5:从a,b,c,d四个元素中任取2 个、3个的组合分别有哪些? (ab) (ac) (ad) (bc) (bd) (cd) (abc) (abd) (acd) (bcd) 从4个不同元素中取出2个 元素的所有不同组合共有 6个,取出3个元素的所有 不同组合共有4个,
前者有顺序,后者没有顺序.
思考2:“北京、天津、上海、重庆4个 民航站之间的直达航线的飞机票”与 “北京、天津、上海、重庆4个民航站之 间的直达航线的飞机票价”的种数相同 吗?二者有什么不同之处? 前者有顺序,后者没有顺序.
概念讲解
组合定义: 一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个 元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一 个组合.
体检,每校分配 1 名医生和 2 名护士,不同的分配方
法共有多少种? 依次确定到第一、第二、第三所学校去的医 生和护士.
高二数学人教A版选修2-3课件:1.2.2 组合
=
C������������ =左边,
故原式成立.
迁移应用
一 二三四
知识精要
典题例解
迁移应用
三、简单组合问题 解简单的组合应用题时,要先判断它是不是组合问题,取出元素只是组成一组,与顺序无关则是组合问题;取出 元素排成一列,与顺序有关则是排列问题.只有当该问题能构成组合模型时,才能运用组合数公式求出其种数. 在解题时还应注意两个计数原理的运用,在分类和分步时,注意有无重复或遗漏.
种,从4名C女62教师中选2名的选法有 种,根据分步乘法计数C原42理,共有选法
C62
×
C42
=
6×5 ×
2×1
42××31=90(种).
一 二三四
知识精要
典题例解
迁移应用
1.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有( )
A.60种
B.63种
C.65种
D.66种
同时参加,则他们发言时不能相邻,那么不同的发言顺序的种数为( )
A.360
B.520
C.600
D.720
答案:C
解析:分两类:第1类,甲、乙中只有一人参加,则有
=2×10×24=480(种)选法.
C21 × C53 × A44
一 二三四
知识精要
典题例解
【例1】 判断下列问题是排列问题还是组合问题,并分别求出对应的方法数.
迁移应用
(1)把当日动物园的4张门票分给5个人,每人至多分一张,而且票必须分完,有多少种分配方法?
(2)从2,3,5,7,11这5个质数中,每次取2个数分别作为分子和分母构成一个分数,共能构成多少个不同的分数?
答)
排列组合问题的基本类型及解题方法
排列组合问题的基本类型及解题方法排列组合问题的基本类型及解题方法解决排列组合问题要讲究策略,首先要认真审题,弄清楚是排列(有序)还是组合(无序),还是排列与组合混合问题。
其次,要抓住问题的本质特征,准确合理地利用两个基本原则进行“分类与分步”。
加法原理的特征是分类解决问题,分类必须满足两个条件:①类与类必须互斥(不相容),②总类必须完备(不遗漏);乘法原理的特征是分步解决问题,分步必须做到步与步互相独立,互不干扰并确保连续性。
分类与分步是解决排列组合问题的最基本的思想策略,在实际操作中往往是“步”与“类”交叉,有机结合,可以是类中有步,也可以是步中有类。
以上解题思路分析,可以用顺口溜概括为:审明题意,排(组)分清;合理分类,用准加乘;周密思考,防漏防重;直接间接,思路可循;元素位置,特殊先行;一题多解,检验真伪。
(一)特殊元素的“优先安排法”对于特殊元素的排列组合问题,一般先考虑特殊元素,再考虑其他元素的安排。
在操作时,针对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”。
例1:0,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有几个?解法一:(元素优先)分两类:第一类,含0,0在个位有24A 种,0在十位有1123A A 种;第二类,不含0,有1223A A 种。
故共有2111242323(A A A )+A A 30+=种。
注:在考虑每一类时,又要优先考虑个位。
解法二:(位置优先)分两类:第一类,0在个位有24A 种;第二类,0不在个位,先从两个偶数中选一个放个位,再选一个放百位,最后考虑十位,有111233A A A 种。
故共有21114233A +A A A =30(二)总体淘汰法对于含有否定词语的问题,还可以从总体中把不符合要求的除去,此时应注意既不能多减也不能少减,例如在例1中也可以用此法解答:5个数字组成三位数的全排列为35A ,排好后发现0不能在首位,而且3和5不能排在末尾,这两种不合题意的排法要除去,故有30个偶数.(三)合理分类与准确分步解含有约束条件的排列组合问题,应按元素的性质进行分类,事情的发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分布层次清楚,不重不漏.例2:5个人从左到右站成一排,甲不站排头,乙不站第二个位置,不同的站法有解:先排无限制条件的男生,女生插在5个男生间的4个空隙,由乘法原理共有53A A种。
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(3) 4只鞋子只有一双。
C C 2 672
注意区别“恰好”与“至少”
例2 从6双不同颜色的手套中任取4只,其中恰好有 一双同色的手套的不同取法共有( ) (A) 480种(B)240种 (C)180种 (D)120种
1 2 1 1 解:C6 C5 C2 C2 240
C ( C 5)
课堂练习:
8.九张卡片分别写着数字0,1,2,…,8,从中取出三 张排成一排组成一个三位数,如果6可以当作9使用,问 可以组成多少个三位数? 解:可以分为两类情况:
① 若取出6,则有 2( A2 C1C1C1 ) 种方法; 8 2 7 7 ②若不取6,则有
CA
1 7
2 7
种方法,
1 2 C7 A7
解法2:
2 1 1 C10 C8 C7 2520
4 2 2 C10 C4 A2 2520
4 2 1 1 C10 C4 C2 C1 2520
插空法
马路上有编号为1,2,3,…,10的十盏路灯,为节 约用电又不影响照明,可以把其中3盏灯关掉,但 不可以同时关掉相邻的两盏或三盏,在两端的灯都 不能关掉的情况下,有多少种不同的关灯方法?
C6 C4 C2
2
2
2
二、基本的分组问题
例1 六本不同的书,分为三组,求在下列条件 下各有多少种不同的分配方法? (1)每组两本. (2)一组一本,一组二本,一组三本. (3)一组四本,另外两组各一本.
三、基本的分配的问题
(一)定向分配问题 例2 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下 列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)甲两本、乙两本、丙两本. (2)甲一本、乙两本、丙三本. (3)甲四本、乙一本、丙一本.
9
C C C C C C C C C C C 2174
3 3 3 9 2 1 3 3 5 8 1 2 3 3 5 7 0 3 3 3 5 6
组对问题
例8、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任 意取出4只,试求满足如下条件各有多少种情况: (1)4只鞋子恰有两双;
(1)因为4只鞋来自2双鞋, 所以有
由乘法原理可知 2×2×2×2×2×2-1=63
特殊元素(或位置)优先安排
例3 将5列车停在5条不同的轨道上,其中a列车不停在 第一轨道上,b列车不停在第二轨道上,那么不同的停 放方法有( C) (A)120种 (B)96种 (C)78种 (D)72种
4 1 1 3 A A A A 解: 4 3 3 3 78
(二)不定向分配问题
例3六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下 列条件下各有多少种不同的分配方法? (1)每人两本. (2) 一人一本、一人两本、一人三本. (3) 一人四本、一人一本、一人一本.
在今年国家公务员录用中,某市农业局准备录用 文秘人员二名、农业企业管理人员和农业法制管 理人员各一名,报考农业局公务人员的考生有10 人,则可能出现的录用情况有____种. 解法1:
2 1 1 1 C2 C7C7 ) + 一共有 2( A8
=602种方法
例6:(1)平面内有9个点,其中4个点在一条直线 上,此外没有3个点在一条直线上,过这9个点可确 定多少条直线?可以作多少个三角形?
2 2 C52 4 5 1或C9 C4 1
C C 5 C 4 或C C
隔板法 例4.有10个运动员名额,再分给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 6 共有 ___________ 种分法。 C9 m份( 将n个相同的元素分成 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 m 1 排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为C n 1
5 4 3 A5 2 A4 A3 78
练习3 从7盆不同的盆花中选出5盆摆放在主席台前, 其中有两盆花不宜摆放在正中间,则一共有_____种 不同的摆放方法。
1 4 A6 1800 解: A5
“相邻”用“捆绑”,“不邻”就“插空”
例4 七人排成一排,甲、乙两人必须相邻,且甲、 乙都不与丙相邻,则不同的排法有( )种 960种 (B)840种 (C)720种 (D)600种
解:由题意知前5次测试恰有4次测到次品,且第5 3 1 4 次测试是次品。故有: C C A 576 种可能。
4 6 4
次
1正 3次
混合问题,先“组”后“排” 练习:1、某学习小组有5个男生3个女生,从中选3名男生和1 名女生参加三项竞赛活动,每项活动至少有1人参加,则有不 同参赛方法______种. 解:采用先组后排方法:
C C C C 1440
1 10 2 9 1 2 1 2
C (C 9) 1440
1 10 2 18
8双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任意取出 4只,试求满足如下条件各有多少种情况:
(1)4只鞋子恰有两双;
C 28
2 8
(2) 4只鞋子没有成双的;
C 2 1120
4 8 4 1 8 2 7 2
分析:设集合A={只会划左舷的3个人},B={只会划右舷的4个 人},C={既会划左舷又会划右舷的5个人}
先分类,以集合A为基准,划左舷的3个人中,有以下几类情 况:①A中有3人;②A中有2人;C中有1人;③A中有1人,C 中有2人;④C中有3人。 第①类,划左舷的人已选定,划右舷的人可以在B,C中选3人, 有 C3 种 ,以下类同
例8、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任 意取出4只,试求满足如下条件各有多少种情况: (3) 4只鞋子只有一双。
3 (3)因为4只鞋来自3双鞋,而从10双鞋中取3双有 C10 种 1 C 取法,3双鞋中取出1双有 3种方法,另2双鞋中各取1只 1 1 3 1 1 1 C C C C 2 2 有 种方法故共有 10 3C2C2 1440 种取法.
1 3 2 6 1 2 2 4
(C C ) (C C ) 1 540
混合问题,先“组”后“排”
例3: 4名男生5名女生,一共9名实习生分配到 高一的四个班级担任见习班主任,每班至少有 男、女实习生各1名的不同分配方案共有多少 种?
解:由题意可知,有且仅有2名女生要分在同 一个班,
CAA
2 5
2 4 2 A A A 解: 2 4 5 960
2 5 1 A5 A4 960 另解: A2
小结:以元素相邻为附加条件的应把相邻元素视为 一个整体,即采用“捆绑法”;以某些元素不能相 邻为附加条件的,可采用“插空法”。“插空”有同 时“插空”和有逐一“插空”,并要注意条件的限定.
3 1 2 3 C5 C3 C4 A3 1080
2、3 名医生和 6 名护士被分配到 3 所学校为学生体检,每
校分配 1 名医生和 2 名护士,不同的分配方法共有多少种?
解法一:先组队后分校(先分堆后分配)
C C A
6 4
2
2
3 3
540
解法二:依次确定到第一、第二、第三所学校去的医 生和护士.
C 45
2 10
例8、10双互不相同的鞋子混装在一只口袋中,从中任 意取出4只,试求满足如下条件各有多少种情况: (2) 4只鞋子没有成双的; (2)因为4只鞋来自4双不同的鞋, 而从10双鞋中取4双有 4 C 种 10 方法, 每双鞋中可取左边一只也可取右边一只, 各 4 1 1 1 1 1 有 C2 种取法,所以一共有 C10C2C2C2C2 3360 种取法.
解:(插空法)本题等价于在7只亮着的路灯之间 的6个空档中插入3只熄掉的灯,故所求方法总数 为
C 20
3 6
种方法
插空法
某城新建的一条道路上有12只路灯,为了节省用 电而不影响正常的照明,可以熄灭其中三盏灯, 但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的两盏灯, A 可以熄灭的方法共有( ) 3 种(B) 3 种 (C) 3 种 (D) 3 种 (A) C8 A8 C9 C11
1 6 2 10
小结:“恰好有一个”是“只有一个”的意思。 “至少有一个”则是“有一个或一个以上”,可 用分类讨论法求解,它也是“没有一个”的反面, 故可用“排除法”。
练习: 从6双不同颜色的手套中 任取4只,其中至少有一双同色 手套的不同取法共有____种
解:
4 4 1 4 C12 C6 (C2 ) 255
(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;
一题多变 在一次数学竞赛中,某学校有12人通过 了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训, 在下列条件下,有多少种不同的选法?
(5)甲、乙、丙三人至少1人参加.
排列组合中的分组分配问题 一、 提出分组与分配问题,澄清模糊概念
n个不同元素按照某些条件分配给k个不同得对象, 称为分配问题,分定向分配和不定向分配两种问题; 将n个不同元素按照某些条件分成k组,称为分组问 题.分组问题有不平均分组、平均分组、和部分平均 分组三种情况。分组问题和分配问题是有区别的, 前者组与组之间只要元素个数相同是不区分的;而 后者即使2组元素个数相同,但因对象不同,仍然 是可区分的.对于后者必须先分组后排列。
5 9
隔板法 例7、 从6个学校中选出30名学生参加数学 竞赛,每校至少有1人,这样有几种选法?
分析:问题相当于把个30相同球放入6个不同盒子(盒 子不能空的)有几种放法?这类问可用“隔板法”处理. 解:采用“隔板法” 得: C5 4095
29
混合问题,先“组”后“排”