高中数学排列组合几种基本方法

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高中数学排列组合问题的常见解题方法和策略(完整版)

高中数学排列组合问题的常见解题方法和策略(完整版)

高中数学排列组合问题的常见解题方法和策略江西省永丰中学陈保进排列组合问题是高中数学的一个难点,它和实际问题联系紧密,题型多样,解题思路灵活多变,学生不容易掌握。

下面介绍一些常见的排列组合问题的解题方法和策略。

1.相邻问题捆绑法:将相邻的几个元素捆绑成一组,当作一个大元素参与排列例1:A ,B ,C ,D ,E 五人站成一排,如果A ,B 必须相邻,则不同的排法种数为_____解析:把A ,B 捆绑,视为一个整体,整体内部排序,有22A 种情况,再将整体和另外三人排序,有44A 种情况,所以答案为22A ×44A =48注意:小集团问题也可以用捆绑法变式1:7人排成一排,甲、乙两人中间恰好有3人,则不同的排法有_____种解析:把甲、乙及中间3人看作一个整体,答案为720333522=⨯⨯A A A 2.不相邻问题插空法:不相邻问题,可先把其他元素全排列,再把需要不相邻的元素插入到其他元素的空位或两端例2:七人并排站成一行,如果甲乙丙两两不相邻,那么不同的排法种数是_____解析:先将其它4人全排列,共44A 种情况,再将甲乙丙插入到其他4人的空位或两端,共35A 种情况,所以答案为44A ×35A =14403.定序问题用除法:若要求某几个元素必须保持一定的顺序,可用除法例3:A ,B ,C ,D ,E 五人站成一列,如果A 必须在B 前面,则不同的排法种数有_____解析:先将5人全排列,共55A 种情况,考虑A ,B 的顺序有22A 种,符合题意的只有一种,所以答案为602255=A A 4.特殊元素优先考虑例4:8名男生排成一排,其中甲不站最左边,乙不站最右边,有种排法解析:①甲在最右边时,其他的可全排,有77A 种不同排法②甲不在最右边时,可从余下6个位置中任选一个,有16A 种,再排乙,有16A 种排法,其余人全排列,共有77A +16A ×16A ×66A =30960种不同排法5.特殊位置优先考虑例5:从6名志愿者中选出4人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同的工作,若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则不同的选派方案共有种解析:翻译工作是特殊位置,先选择一人参加翻译工作,14C 种情况,再从其他5人中选择5人参加导游、导购、保洁工作,有35A 种情况,答案为14C ×35A =2406.分组、分配问题:先分组后分配,如果是整体平均分组或部分平均分组,最后计算组数时要除以n n A (n 为均分的组数),避免重复计数例6:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,其中一人得1本,一人得2本,一人得3本,则有________种不同的分法解析:第一步把书按数量1,2,3分成三组,不是平均分组,有332516C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故共有3606033=⨯A 种情况A BC DE变式1:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,其中有两人各得1本,一人得4本,则有________种不同的分法解析:第一步把书按数量1,1,4分成三组,为部分平均分组,有1522441516=A C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故有901533=⨯A 种情况变式2:将6本不同的书分给甲、乙、丙3名学生,每人得2本,则有_______种不同的分法解析:第一步把书按数量2,2,2分成三组,为整体平均分组,有1533222426=A C C C 种情况,第二步将分好的3组分到3名学生,有33A 种方法,故有901533=⨯A 种情况变式3:某学校派出5名优秀教师去边远地区的三所中学进行教学交流,每所中学至少派一名教师,则不同的分配方法有_____种解析:①按照人数2,2,1分成3组;②按照人数3,1,1分成3组答案为15033221112353322112325=⨯+⨯A A C C C A A C C C 7.正难则反,考虑反面:例7:从10名大学毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为解析:493739=-C C 此法适用于至多、至少、有、没有这类问题8.分类法(含多个限制条件的排列组合问题、多元问题)例8:甲、乙、丙、丁四位同学高考之后计划去A ,B ,C 三个不同社区进行帮扶活动,每人只能去一个社区,每个社区至少一人.其中甲必须去A 社区,乙不去B 社区,则不同的安排方法种数为解析:分2种情况,①乙去A 社区,再将丙丁二人安排到B ,C 社区,有22A 种情况,②乙不去A 社区,则乙必须去C 社区,若丙丁都去B 社区,有1种情况,若丙丁中有1人去B 社区,则先在丙丁中选出1人,安排到B 社区,剩下1人安排到A 或C 社区,有2×2=4种情况,所以答案为2+1+4=7变式1:由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有个解析:元素多,取出的情况多种,个位数字可能是0、1、2、3和4共5种情况,分别有55A 、113433A A A 、113333A A A 、113233A A A 和1333A A 个数,合计为300个变式2: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________种解析:只需考虑三张奖券的归属情况,①有三人各得一张奖券,情况数为34A ;②一人获两张奖券一人获一张奖券,情况数为362423=A C ,故答案为609.可重复的排列求幂法例9:把6名实习生分配到7个车间实习,每个车间人数不限,共有种不同方法解析:每名实习生有7种分配方法,答案为7×7×7×7×7×7×7=76种不同的分法10.多排问题单排法例10:6个不同的元素排成前后两排,每排3个元素,那么不同的排法种数是解析:先排前排,36A 种情况,再排后排,33A 种情况,答案为720663336==⨯A A A如果没有条件限制,把元素排成几排和排成一排情况一样多变式1:8个人排成前后两排,每排4人,其中甲乙要排在前排,丙要排在后排,有种排法解析:先排甲乙和丙,还剩5个位置,让5个人做全排列,答案为5760551424=⨯⨯A A A 11.相同元素的分配问题隔板法(名额分配问题也可用隔板法)例11:将7个相同的小球放入四个不同的盒子,每个盒子都不空,放法有种解析:可以在7个小球的6个空位中插入3块木板,每一种插法对应一种放法,故放法有3620C =种变式1:把20个相同的球全放入编号分别为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于其编号数,则有种放法解析:先向1,2,3号三个盒子中分别放入0,1,2个球后还余下17个球,然后再把这17个球分成3份,每份至少一球,运用隔板法,共有216120C =种放法12.选排问题先取后排例12:10名同学合影,站成了前排3人,后排7人,现摄影师要从后排7人中抽2人站前排,其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的种数为解析:首先从后排的7人中抽2人,有27C 方法;再将这2人安排在前排,第一人有4种放法,第二人有5种放法,答案为2745420C ⨯⨯=变式1:摄像师要对已坐定一排照像的6位小朋友的座位顺序进行调整,要求其中恰有3人座位不调整,则不同的调整方案的种数为______解析:从6人中任选3人有36C 种情况,将这3人位置全部进行调整,有1112112C C C ⨯⨯=种情况,答案为36240C ⨯=13.部分合条件问题排除法例13:以正方体的顶点为顶点的四面体共有个解析:正方体8个顶点从中每次取四点,理论上可构成48C 个四面体,但6个表面和6个对角面的四个顶点共面都不能构成四面体,所以答案为481258C -=变式1:四面体的顶点和各棱中点共10点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有种A、150种B、147种C、144种D、141种解析:从10个点中任取4个的组合数为410210C =,其中4点共面的分三类:①4点在同一侧面或底面的共4组,即46460C ⨯=种②每条棱上的三点和它的对棱的中点共面,这样的共6种③所有棱的6个中点中,4点构成平行四边形共面的有3种答案为210-(60+6+3)=14114.构造模型,等价转化例14:马路上有编号为1,2,3…9九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种?解析:此问题相当于一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯种方法。

如何进行高中数学排列组合计算

如何进行高中数学排列组合计算

如何进行高中数学排列组合计算高中数学排列组合计算是高中数学的重要内容之一。

在这一领域,需要掌握一些基本的知识和技巧,才能在考试中获得好成绩。

本文将介绍如何进行高中数学排列组合计算,帮助考生提高成绩。

一、排列组合的基本概念排列组合是高中数学中的一个重要概念,属于离散数学的范畴。

排列指的是从 n 个不同元素中取出 m 个元素排成一列的可能性,记作 P(n,m)。

组合指的是从 n 个不同元素中取出 m 个元素不考虑顺序的可能性,记作 C(n,m)。

其中,n 和 m 必须满足n≥m。

二、排列组合的计算方法1. 排列的计算方法在计算排列 P(n,m) 时,需要使用基本原理。

基本原理指的是将不同的步骤列出来,然后计算各个步骤的可能性,最后将各个步骤的可能性相乘。

对于 P(n,m) 的计算,步骤就是选择 m 个元素然后进行排列,因此有:P(n,m) = n(n-1)(n-2)...(n-m+1)例如,从 5 个元素中取出 3 个元素进行排列,有:P(5,3) = 5×4×3 = 602. 组合的计算方法在计算组合 C(n,m) 时,同样需要使用基本原理。

但是,组合需要注意的是,不考虑顺序的情况下,有些排列是等价的,例如ABC 和 BAC。

因此,在计算组合 C(n,m) 时,还需要除以重复的排列数。

具体来说,有:C(n,m) = P(n,m)/m!例如,从 5 个元素中取出 3 个元素进行组合,有:C(5,3) = P(5,3)/3! = 60/6 = 10三、排列组合的应用排列组合是高中数学中的一个广泛应用领域,涉及到许多实际问题。

例如,在一个小区有 5 栋楼房,每栋楼房有 10 个住户,在进行调查时,需要任选3 栋楼房,然后再随机选取一户进行调查。

这个问题涉及到从 5 个不同元素中取出 3 个元素进行组合,然后又需要从每个组合中选择一个元素进行排列,最后得到的结果就是总的调查可能性。

根据排列组合的原理,可得:C(5,3)×P(10,1) = 10×1 = 10因此,总的调查可能性为 10 种。

排列组合问题的几种巧解方法

排列组合问题的几种巧解方法

排列组合问题的几种巧解方法排列组合应用问题是历年高考必考题目,因其内容比较抽象、题型繁多、灵活多变、解题方法独特,与学生原有解题经验甚不相同,而成为高中数学教学的一个难点。

但只要我们认真审题,明确题目属于排列还是组合问题,或是排组混合问题,抓住问题本质特征,把握基本思想,灵活应用基本原理,注意讲究一些基本策略和方法技巧,善于分类讨论,适当转化,就能开拓思路,化难为易,使问题迎刃而解。

求解排列组合问题除了掌握两个基本原理(加法原理和乘法原理)外,没有现成的方法可套,只能根据具体问题灵活采用各种技巧。

本文就此通过一些实例介绍一下解决此类问题的一些常见的技巧。

一、对等法。

在有些问题中,某种限制条件的肯定与否定是对等的,各占全体的二分之一,在求解中只要求出全体,就可以得到所求。

例如:期中安排考试科目9门,语文要在数学之前考,有多少种不同的安排顺序?分析:对于任何一个排列问题,就其中的两个元素来讲的话,他们的排列顺序只有两种情况,并且在整个排列中,他们出现的机会是均等的,因此要求其中的某一种情况,能够得到全体,那么问题就可以解决了。

并且也避免了问题的复杂性。

解:不加任何限制条件,整个排法有种,“语文安排在数学之前考”,与“数学安排在语文之前考”的排法是相等的,所以语文安排在数学之前考的排法共有种。

二、插入法。

对于某两个元素或者几个元素要求不相邻的问题,可以用插入法,即先排好没有限制条件的元素,然后将有限制条件的元素按要求插入排好元素后的空档之中即可。

例如:学校组织老师学生一起看电影,同一排电影票12张。

8个学生,4个老师,要求老师在学生中间,且老师互不相邻,共有多少种不同的坐法?分析:此题涉及到的是不相邻问题,并且是对老师有特殊的要求,因此老师是特殊元素,在解决时就要特殊对待。

所涉及问题是排列问题。

解:先排学生共有种排法,然后把老师插入学生之间的空档,共有7个空档可插,选其中的4个空档,共有种选法。

根据乘法原理,共有的不同坐法为种。

排列组合的5种方法

排列组合的5种方法

排列组合的5种方法排列组合是数学中一个重要的概念,用于解决许多实际问题。

在这篇文章中,我们将介绍五种常见的方法来解决排列组合问题。

第一种方法是使用乘法原则。

乘法原则是指如果一个事件有m种可能的方式发生,另一个事件有n种可能的方式发生,那么这两个事件同时发生的方式有m * n种。

例如,如果有3个人可以选择一个水果和2种颜色的衣服,那么总共有3 * 2 = 6种可能性。

第二种方法是使用加法原则。

加法原则是指如果一个事件有m种可能的方式发生,另一个事件有n种可能的方式发生,那么这两个事件至少有m + n种可能性。

例如,如果有3个人可以选择两种不同的水果,那么至少有3 + 3 = 6种可能性。

第三种方法是使用排列。

排列是指从一组对象中选择有序的一部分对象。

如果有n个对象,要从中选择r个对象进行排列,那么排列的数量可以用以下公式来计算:P(n, r) = n! / (n - r)!。

其中,n!表示n的阶乘,即n * (n - 1) * (n - 2) * ... * 2 * 1。

例如,如果有4个人要站成一排,那么有P(4, 4) = 4! / (4 - 4)! = 4! / 0! = 4! = 4 * 3 * 2 * 1 = 24种可能性。

第四种方法是使用组合。

组合是指从一组对象中选择无序的一部分对象。

如果有n个对象,要从中选择r个对象进行组合,那么组合的数量可以用以下公式来计算:C(n, r) = n! / (r! * (n - r)!)。

例如,如果有4个人要从中选择2个人进行分组,那么有C(4, 2) = 4! / (2! * (4 - 2)!) = 4! / (2! * 2!) = (4 * 3 * 2 * 1) / ((2 * 1) * (2 * 1)) = 6种可能性。

第五种方法是使用二项式定理。

二项式定理是一个用于展开二项式的公式。

它可以用于计算排列和组合的值。

二项式定理可以表示为:(a + b)^n = C(n, 0) * a^n * b^0 + C(n, 1) * a^(n-1) * b^1 + C(n, 2) * a^(n-2) * b^2 + ... + C(n, n) * a^0 * b^n。

排列组合常见21种解题方法

排列组合常见21种解题方法

排列组合常见21种解题方法排列组合是高中数学中的重要知识点,也是考试中常见的题型。

在解决排列组合问题时,我们可以运用多种方法来求解,下面将介绍常见的21种解题方法。

1. 直接法,根据排列组合的定义,直接计算排列或组合的个数。

2. 公式法,利用排列组合的公式进行计算,如排列公式P(n,m)=n!/(n-m)!,组合公式C(n,m)=n!/(m!(n-m)!)。

3. 递推法,通过递推关系式求解排列组合问题,如利用排列数的递推关系P(n,m)=P(n-1,m)+P(n-1,m-1)。

4. 分类讨论法,将问题进行分类讨论,分别求解每种情况的排列组合个数,然后合并得出最终结果。

5. 组合数性质法,利用组合数的性质,如C(n,m)=C(n,n-m),C(n,m)=C(n-1,m)+C(n-1,m-1),简化计算过程。

6. 二项式定理法,利用二项式定理展开式子,求解排列组合问题。

7. 二项式系数法,利用二项式系数的性质,如n个不同元素的排列个数为n!,n个相同元素的排列个数为1,简化计算过程。

8. 容斥原理法,利用容斥原理求解排列组合问题,排除重复计算的部分。

9. 对称性法,利用排列组合的对称性质,简化计算过程。

10. 逆向思维法,从问题的逆向思考,求解排列组合问题。

11. 生成函数法,利用生成函数求解排列组合问题,将排列组合问题转化为多项式求解。

12. 构造法,通过构造合适的排列组合模型,求解问题。

13. 图论法,将排列组合问题转化为图论问题,利用图论算法求解。

14. 动态规划法,利用动态规划算法求解排列组合问题,降低时间复杂度。

15. 贪心算法法,利用贪心算法求解排列组合问题,简化计算过程。

16. 模拟法,通过模拟排列组合过程,求解问题。

17. 枚举法,将所有可能的排列组合情况列举出来,求解问题。

18. 穷举法,通过穷举所有可能的情况,求解问题。

19. 数学归纳法,利用数学归纳法证明排列组合的性质,求解问题。

排列组合问题的基本解法

排列组合问题的基本解法

第 1 页 共 7 页排列组合问题的基本解法江苏省梁丰高级中学 (215600) 张伟新 排列组合问题主要依据分类计数原理和分步计数原理,其本身应用的知识并不多,但 由于题目灵活多样,在各级各类考试中经常出现,在数学竞赛活动中尤其突出。

其解题方法 也多种多样,归纳起来,我们一般可用下面的方法来解决。

一、列举法:例1、从0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中取出3个数,使其和为不小于10的 偶数,不同的取法有 。

(1998年全国高中数学联赛)解:从10个数中取出3个数,使其和为偶数,则这三个数都为偶数或一个偶数二个奇数。

当三个数都为偶数时,有35C 种取法;当有一个偶数二个奇数时,有15C 25C 种取法。

要使其和为不小于10的偶数。

我们把和为小于10的偶数列举出来,有如下9种不同取法: (0,1,3),(0,1,5),(0,1,7),(0,3,5),(0,2,4),(0,2,6),(1,2,3),(1,2,5),(1,3,4)。

因此,符合题设要求的取法有35C +15C 25C -9=51种。

例2、设ABCDEF 为正六边形,一只青蛙开始在顶点A 处,它每次可随意地跳到相邻两顶点之一。

若在5次之内跳到D 点,则停止跳动;若5次之内不能到达D 点,则跳完5次也 停止跳动。

那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法共 种。

(1997年全国高中数学联赛)解:如图:青蛙不能经过跳1次、2次或4次到达D 点。

故青蛙的跳法只有下列两种:(1)青蛙跳3次到达D 点,有ABCD ,AFED 两种跳法。

(2)青蛙一共跳5次后停止,那么,前3次的跳法一定 不到达D ,只能到达B 或F ,则共有AFEF ,AFAF ,ABAF ,ABCB , ABAB ,AFAB 这6种跳法。

随后的两次跳法各有四种,比如由F 出发的有:FEF ,FED ,FAF ,FAB 共四种。

因此这5次跳法共有 6⨯4=24种不同跳法。

排列组合问题的八种求法(免费)

排列组合问题的八种求法(免费)
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( 1)分成三堆,一堆 2 本,一堆 3 本,一堆 1 本; ( 2)平均分成三堆; ( 3)平均分给三个同学; ( 4)分给三个同学,一人 1 本,一人 2 本,一人 3 本; ( 5)分给甲 1 本,乙 2 本,丙 3 本。 解: ( 1)不是平均分堆,故有:
C C C
1排列组合问题的八种求法云南昭通鲁甸一中李明健云南昭通站张中华推荐排列组合是高中数学的重点难点内容之一同时也是解决概率问题的重要工具下面举例说明排列组合问题的八种求法
排列组合问题的八种求法
云南昭通鲁甸一中 李明健 云南昭通站 张中华推荐 排列组合是高中数学的重点、难点内容之一,同时也是解决概 率问题的重要 “工具 ”,下面举例说明排列组合问题的八种求法: 一、特殊位置或特殊元素:优先法 例 1:由 0、 1、 2、 3、 4、 5 六个数字可组成多少个没有重复数 字且不能被 10 整除的六位数? 解法一:先安排首末两个特殊位置,从 1、2、3、4、5 中任取 两个排在首位和末位,然后把 0 和剩余的三个数字排在中间四个位 置上,符合条件的六位数共有 A A 个。
种分法
( 5)不属平均分堆,故有:
C C C
6 5 1 2 3 3
60
种不同的分法
求解完毕,仅以以上几例抛砖引玉,解题时注意积累经验,总 结规律,掌握技巧,定会柳暗花明。
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解法二:先把特殊元素 0 排在中间四个位置的任何一个,然后 把 0 以外的五个数字排在其他五个位置, 可得符合条件的总数共有:
A A 个。
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二、对称(或机会均等)问题用:除法 例 2、 A、 B、 C、 D、 E 五人排成一排,如果 B 必须站在 A 的 右边,则不同的站法有多少种? 解:B 在 A 的右边与 B 在 A 的左边的排列情况是对称的(或 B 在 A 的右边与 B 在 A 的左边机会相等) ,故有:

高中数学排列组合讲解

高中数学排列组合讲解

高中数学排列组合讲解
一、概念介绍
排列组合是一种统计学中常见的概念, 指的是从一组有限的物体中抽取满足一定要求的组合方式。

它涉及从一系列物体中按照一定的规律去选择其中的某几个物体而组合成一个新的组合,并且这种组合总数取决于初始物体个数。

排列组合解决的问题有很多,如从n个数中取出m个数使得它们和最多,最少;从n 个数中取出m个数使得它们积最多,最少等等。

二、排列组合基本公式
(1)排列组合的基本公式为A m n =n×(n-1)×(n-2)……×(n-(m-1)),由此可见,如果m=n时,排列组合的概念与阶乘n! 相同,可以将阶乘式写成A m n 的形式,即A n n = n!。

(2)从n个物体中取出m(m≤n)个物体,排列组合的个数称为组合数,组合数的基本公式为 C m n=A m n/A m m = n!/(m!×(n-m)!)。

三、排列组合的应用
(1)在实际的实验研究中,通常会对实验因素采用设置不同的处理水平,来研究其对实验结果的影响,此时每个处理水平中的每个因素必须设置多种不同的组合,并将其均匀的分散到每类处理中,这里就需要引入排列组合技术。

(2)对于寻找一组数中满足要求的组合问题,也可以应用排列组合方法。

例如,一个长度为 n 的正整数序列,要求任意挑选 k 个数,使它们的和最大或最小,这是一个组合问题。

(3)排列组合在抽奖、普查、实验设计等中占有重要的作用,如抽取实验样本时,如果采用随机抽取的方式,就要使用到排列组合的思想。

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2013-11-25 新疆奎屯市第一高级中学 特级教师王新敞 6
4.消序法(留空法) 解: 如图所示 变式:如下图所示,有5 B 横8竖构成的方格图,从 A到B只能上行或右行 共有多少条不同的路线? 也可以看作是 1,2,3,4,5,6,7,①,②,③, B A ④顺序一定的排列, 将一条路经抽象为如下的一个 11 A11 有 排法(5-1)+(8-1)=11格:
∴所得的经过坐标原点的直线有210-180=30条.
2013-11-25 11
巩固练习
1.将 3 封不同的信投入 4 个不同的邮筒, 则不同的投法 的种数是( B ) A. 3
4
B. 4
3
C. A
3 4
D. C
3 4
2.从黄瓜、白菜、油菜、扁豆 4 种蔬菜品种中选出 3 种, 分别种在不同土质的三块地上, 其中黄瓜必须种 植,不同的种植方法共有( B ) A.24 种 B.18 种 C.12 种 D.6 种
4. 5个人排成一排,其中甲、乙不相邻的排法种数是 (C ) A.6 B.12 C.72 D.144
2013-11-25 新疆奎屯市第一高级中学 特级教师王新敞 13
小结 ①分堆问题; ②解决排列、组合问题的一些常用方法: 错位法、剪截法(隔板法)、捆绑法、 剔除法、插孔法、消序法(留空法).
2013-11-25
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新疆奎屯市第一高级中学 特级教师王新敞
3.捆绑法 相邻元素的排列,可以采用“局部到整体”的 排法,即将相邻的元素局部排列当成“一个”元素, 然后再进行整体排列.
例3 . 6人排成一排.甲、乙两人必须相邻,有多少种不的排法? 解:(1)分两步进行: 第一步,把甲乙排列(捆绑): ♀♀♀♀♀♀ 甲乙 2
种分法;
⑵再将分好的三“堆”依次给三个工程队, 有3!=6种给法. ∴共有6×6=36种不同的发包方式.
2013-11-25 新疆奎屯市第一高级中学 特级教师王新敞 3
2.插空法: 解决一些不相邻问题时,可以先排“一 般”元素然后插入“特殊”元素,使问题得以 解决. ♀ ♀ ♀ ♀ ♀♀ ♀ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
2013年11月25日星期一
2013-11-25 新疆奎屯市第一高级中学 特级教师王新敞 1
1. 分组(堆)问题 分组(堆)问题的六个模型:①无序不等分; ②无序等分;③无序局部等分;(④有序不等分; ⑤有序等分;⑥有序局部等分.) 处理问题的原则:
①若干个不同的元素“等分”为 m个堆,要将 选取出每一个堆的组合数的乘积除以m! ②若干个不同的元素局部“等分”有 m个均等堆, 要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m! ③非均分堆问题,只要按比例取出分完再用乘 法原理作积. ④要明确堆的顺序时,必须先分堆后再把堆数当 作元素个数作全排列.
例7. 从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直 线方程Ax+By+C=0中的A、B、C,所得的经过坐标 原点的直线有_________条. 解:所有这样的直线共有
3 A7 210 条, 1 2 其中不过原点的直线有 A6 A6 180 条,
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巩固练习
3. 12 名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调 查,若每个路口 4 人,则不同的分配方案共有( A )
4 4 C12C84 C 4 种 A. 4 4 C12C84 C 4 种 B.3
4 3 C12C84 A3 种 C.
4 4 C12C84 C 4 D. 种 3 A3
种,其余4组球与盒子需错位排列有9种放法. 故所求方法有15×9=135种.
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7.剔除法 从总体中排除不符合条件的方法数,这是一 种间接解题的方法.
排列组合应用题往往和代数、三角、立体几何、平面 解析几何的某些知识联系,从而增加了问题的综合性,解 答这类应用题时,要注意使用相关知识对答案进行取舍.
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例2 . 7人排成一排.甲、乙两人不相邻,有多少种不同的排法? 解:分两步进行: 第1步,把除甲乙外的一般人排列: 有A5 =120种排法
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第2步,将甲乙分别插入到不同的间隙或两端中(插孔):
2 有A6 =30种插入法
共有120 30=3600种排法
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几个元素不能相邻 时,先排一般元素, 再让特殊元素插孔.
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5.剪截法(隔板法): n个 相同小球放入m(m≤n)个盒子里,要求每个 盒子里至少有一个小球的放法等价于n个相同小球 串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m段. 例5. 某校准备参加今年高中数学联赛,把16个选手 名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班至少一个 名额,则不同的分配方案共有___种. 解: 问题等价于把16个相同小球放入4个盒子里, 每个盒子至少有一个小球的放法种数问题. 3 C15 455 将16个小球串成一串,截为4段有 种截断法,对应放到4个盒子里. 因此,不同的分配方案共有455种 .
有A2=2种捆法
第二步,甲乙两个人的梱看作一个元素与其它的排队:
有A =120种排法
5 5
共有2 120=240种排法
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几个元素必须相邻时,先 捆绑成一个元素,再与 其它的进行排列.
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4.消序法(留空法) 几个元素顺序一定的排列问题,一般是先排列,再 消去这几个元素的顺序.或者,先让其它元素选取位置 排列,留下来的空位置自然就是顺序一定的了. 例4. 5个人站成一排,甲总站在乙的右侧的有多少 种站法? 5 解法1:将5个人依次站成一排,有 A5 种站法, 2 然后再消去甲乙之间的顺序数 A2 A55 3 5 4 3 A5 ∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为 A22 解法2:先让甲乙之外的三人从5个位置选出3个站好, 3 有 A5 种站法,留下的两个位置自然给甲乙有1种站法 3 3 ∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为 A5 1 A5
A 种排法. 其中必有四个↑和七个→组成! 所以, 四个↑和七个→一个排序就对应一条路经, 5 4 C(511) (81) C11 条不同的路径. 所以从A到B共有
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A44 A77
→ ↑ → ↑ ↑ → → → ↑ → → 1 ① 2 ② ③ 3 4 5 ④ 6 7
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6.错位法: 编号为1至n的n个小球放入编号为1到 n的n个盒 子里,每个盒子放一个小球.要求小球与盒子的编 号都不同,这种排列称为错位排列. 特别当n=2,3,4,5时的错位数各为1,2,9,44. 例6. 编号为1至6的6个小球放入编号为1至6的6个 盒子里,每个盒子放一个小球,其中恰有2个小球与盒 子的编号相同的放法有____种. C62 15 解: 选取编号相同的两组球和盒子的方法有
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1. 分组(堆)问题
例1.有四项不同的工程,要发包给三个工程队,要 求每个工程队至少要得到一项工程. 共有多少种不同 的发包方式? 解:要完成发包这件事,可以分为两个步骤: ⑴先将四项工程分为三“堆”,有
2 1 1 C4 C2C1 6 2 A2
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5.剪截法: n个 相同小球放入m(m≤n)个盒子里,要求每个 盒子里至少有一个小球的放法等价于n个相同小球 串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m段. 变式: 某校准备参加今年高中数学联赛,把16个选 手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班的名额 不少于该班的序号数,则不同的分配方案共有___种. 解: 问题等价于先给2班1个,3班2个,4班3个, 再把余下的10个相同小球放入4个盒子里,每个盒子 至少有一个小球的放法种数问题. 3 将10个小球串成一串,截为4段有 C9 84 种截断法,对应放到4个盒子里. 因此,不同的分配方案共有84种 .
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