高中数学排列组合3篇
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。
高中数学排列组合定序问题陪缩法

高中数学排列组合定序问题陪缩法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:高中数学中,排列组合是一个重要的概念,它涉及到了数学中的定序问题和组合问题。
在解决这类问题时,我们常常会用到陪缩法,这是一种简便有效的解题方法。
本文将详细介绍高中数学中排列组合定序问题和陪缩法的相关知识。
我们来了解一下排列和组合的概念。
在数学中,排列是指从一组元素中取出一部分元素按照一定的顺序排列在一起的方式。
而组合则是指从一组元素中取出一部分元素没有顺序地排列在一起的方式。
在排列中,每个元素只能使用一次,而在组合中,每个元素可以被多次使用。
在解决排列问题时,我们常常要面对的就是定序问题,即考虑元素之间的顺序关系。
比如说,有4个不同的元素,要求从中选取3个元素按照一定的顺序排列在一起,那么共有多少种排列方式呢?这时我们就可以使用排列的公式来计算:P(n,m) = n!/(n-m)!,其中n代表元素的个数,m代表选取的元素个数。
以上述例子为例,我们可以计算排列的数量为P(4,3) = 4!/(4-3)! = 4×3×2 = 24。
即从4个不同的元素中选取3个元素按照一定顺序排列在一起,共有24种排列方式。
在实际解题过程中,我们常常会遇到需要同时考虑排列和组合问题的情况,这时就要运用到陪缩法。
陪缩法是一种将排列问题转化为组合问题来解决的方法。
它的基本思想是将待排列的元素拉成一队,然后再按照一定的规则来进行组合,最后再乘以适当的倍数,就可以得到排列的数量。
举例而言,假设有4个不同的元素,要求从中选取2个元素按照一定的顺序排列在一起,那么使用陪缩法可以将问题转化为组合问题。
首先我们将4个元素排成一列,然后从中选取2个元素。
这样就得到了一个组合,而实际上这个组合就包含了一组排列。
然后计算组合数量C(4,2) = 4!/[2!(4-2)!] = 6,再乘以2!,得到排列的数量为2×6 = 12。
通过陪缩法的应用,我们可以将原本复杂的排列问题转化为简单的组合问题,从而更容易地解决。
新教材高中数学第3章排列组合与二项式定理3

3.1.3 组合与组合数第1课时 组合与组合数、组合数的性质(教师独具内容)课程标准:1.通过实例,理解组合的概念.2.能利用计数原理推导组合数公式. 教学重点:理解组合的概念、组合数公式及组合数的性质. 教学难点:利用公式及性质解决一些简单的实际问题.知识点一 组合的定义一般地,从n 个不同对象中取出m (m ≤n )个对象□01并成一组,称为从n 个不同对象中取出m 个对象的一个组合.知识点二 组合与组合数公式组合数定义从n 个不同对象中取出m 个对象的□01所有组合的个数,称为从n 个不同对象中取出m 个对象的组合数表示法 □02C m n组合数乘积式C mn =□03公式阶乘式□04性质1.C mn =□05C n -mn ; 2.□06C m +1n +C m n =C m +1n +1 备注①n 和m 都是自然数,且m ≤n ; ②规定:C 0n =□071,C 1n =□08n ,C nn =□091组合的定义包含两个基本内容:一是“取出对象”;二是“合成一组”,表示与对象的顺序无关,排列与组合的相同点是从n 个不同对象中任取m 个对象,不同点是组合是“不管对象的顺序合成一组”,而排列是要求对象按照一定的顺序排成一列.因此区分某一问题是组合还是排列,关键是看取出的对象有无顺序.组合数的两个性质,性质1反映了组合数的对称性,在m >n2时,通常不直接计算C mn 而改为C n -m n ,对于性质2,C m +1n +C m n =C m +1n +1要会正用、逆用、变形用.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)从a ,b ,c 三个不同的对象中任取两个对象的一个组合是C 23.( ) (2)从1,3,5,7中任取两个数相乘可得C 24个积.( ) (3)若组合C x n =C mn ,则x =m 成立.( ) (4)C 35=5×4×3=60.( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× 2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)从6名学生中选出3名学生参加数学竞赛的不同选法种数是________. (2)C 1820=________. (3)C 399+C 299=________.答案 (1)20 (2)190 (3)161700题型一 组合的有关概念 例1 给出下列问题:(1)从a ,b ,c ,d 四名学生中选2名学生完成一件工作,有多少种不同的选法? (2)从a ,b ,c ,d 四名学生中选2名学生完成两件不同的工作,有多少种不同的选法? (3)a ,b ,c ,d 四支足球队之间进行单循环比赛,共需赛多少场? (4)a ,b ,c ,d 四支足球队争夺冠亚军,有多少种不同的结果?(5)某人射击8枪,命中4枪,且命中的4枪均为2枪连中,不同的结果有多少种? (6)某人射击8枪,命中4枪,且命中的4枪中恰有3枪连中,不同的结果有多少种? 在上述问题中,哪些是组合问题?哪些是排列问题?[解] (1)2名学生完成的是同一件工作,没有顺序,是组合问题. (2)2名学生完成两件不同的工作,有顺序,是排列问题.(3)单循环比赛要求每两支球队之间只打一场比赛,没有顺序,是组合问题.(4)冠亚军是有顺序的,是排列问题.(5)命中的4枪均为2枪连中,为相同的对象,没有顺序,是组合问题.(6)命中的4枪中恰有3枪连中,即连中3枪和单中1枪,有顺序,是排列问题.教材判断是否为组合问题,关键是判断问题是否与顺序有关,可以结合条件理解,也可以选择一个结果,交换这个结果中两个对象的先后顺序,看是否对结果产生影响,若无新变化,则是组合问题.总之,与顺序有关是排列问题,若与顺序无关,则是组合问题.[跟踪训练1]判断下列问题是排列问题,还是组合问题:(1)从集合A={-1,1,10,8,6,4}中任取两个数相加,得到的和共有多少个?(2)从集合A={-1,1,10,8,6,4}中任取两个数相除,得到的商共有多少个?(3)从a,b,c,d这四名同学中任取两名同学去参加某一活动,共有多少种不同的选法?(4)四个人互发一个电子邮件,共写了多少个电子邮件?解(1)从集合A中取出两个数后,改变两个数的顺序,其和不变.因此,此问题只与取出的对象有关,与对象的顺序无关,故是组合问题.(2)从集合A中取出两个数相除,若改变其除数、被除数的位置,其结果就不同,因此其商的值与对象的顺序有关,是排列问题.(3)由于从4名同学中取出的两名同学参加的同一项活动,没有顺序,因此是组合问题.(4)四人互发电子邮件,由于发件人与收件人是有区别的,与顺序有关,是排列问题.题型二组合数以及组合数性质的应用例2 (1)计算:C410-C37A33;(2)已知1C m5-1C m6=710C m7,求C m8;(3)求C38-n3n+C3n21+n的值;(4)证明:m C m n=n C m-1n-1.[解] (1)原式=C410-A37=10×9×8×74×3×2×1-7×6×5=210-210=0.(2)原方程可化为=,即=,即,即m 2-23m +42=0,解得m =2或m =21(不符合题意,舍去). ∴C m 8=C 28=28.即m 2-23m +42=0,解得m =2或m =21(不符合题意,舍去). ∴C m8=C 28=28.(3)∵⎩⎪⎨⎪⎧38-n ≤3n ,3n ≤21+n ,∴9.5≤n ≤10.5.∵n ∈N ,∴n =10, ∴C 38-n3n +C 3n21+n =C 2830+C 3031 =30!28!·2!+31!30!·1!=466.(4)证明:m C mn =m ·=n ·=n C m -1n -1.点睛(1)像排列数公式一样,公式C m n=一般用于计算;而公式C mn=及C m n=A mnA mm一般用于证明、解方程(不等式)等.(2)在解决与组合数有关的问题时,要注意隐含条件“m ≤n 且m ,n ∈N ”的运用.如本例(3).(3)要注意公式Am n =C m n A m m 的逆向运用,如本例(1)中可利用“C 37A 33=A 37”简化计算过程. (4)本例(4)所推导的结论“m C m n =n C m -1n -1”以及它的变形公式是非常重要的公式,应熟练掌握.[跟踪训练2] (1)①求值:C 5-n n +C 9-n n +1;②求证:C mn =m +1n -mC m +1n . (2)计算:①C 58+C 98100C 77; ②C 05+C 15+C 25+C 35+C 45+C 55; ③C nn +1C n -1n .解 (1)①⎩⎪⎨⎪⎧5-n ≤n ,5-n ≥0,9-n ≤n +1,9-n ≥0,解得4≤n ≤5.又n ∈N ,所以n =4或n =5. 当n =4时,原式=C 14+C 55=5, 当n =5时,原式=C 05+C 46=16.②证明:因为C mn =,m +1n -mC m +1n ==,所以C mn =m +1n -mC m +1n .(2)①原式=C 38+C 2100×1=8×7×63×2×1+100×992×1=56+4950=5006.②原式=2(C 05+C 15+C 25)=2(C 16+C 25)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫6+5×42×1=32.③原式=C 1n +1C 1n =(n +1)n =n 2+n .题型三 简单的组合问题例3 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名. (1)从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)从中选出2名男教师或2名女教师去外地学习,有多少种不同的选法?(3)从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?[解] (1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同对象中取出2个对象的组合数,即有C 210=10×92×1=45种不同的选法. (2)可把问题分两类:第1类,选出2名男教师,有C 26种方法;第2类,选出2名女教师,有C 24种方法,即共有C 26+C 24=21种不同的选法.(3)从6名男教师中选2名的选法有C 26种,从4名女教师中选2名的选法有C 24种,根据分步乘法计数原理,共有C 26C 24=6×52×1×4×32×1=90种不同的选法.点睛解简单的组合应用题时,首先要判断它是不是组合问题,组合问题与排列问题的根本区别在于:排列问题与取出的对象之间的顺序有关,而组合问题与取出对象的顺序无关.其次要注意两个基本原理的运用,即分类与分步的灵活运用,在分类与分步时,一定要注意有无重复和遗漏.[跟踪训练3] 在50件产品中,有4件次品,现从中任意抽取3件. (1)“全部是合格品”的不同抽取方法共有多少种? (2)“恰有2件次品”的不同抽取方法共有多少种? (3)“最多有1件次品”的不同抽取方法共有多少种? 解 在50件产品中,有4件次品,即有46件合格品.(1)抽取的3件产品“全部是合格品”,即在46件合格品中任取3件即可,有C 346=15180种取法.(2)在46件合格品中任取1件,在4件次品中任取2件,根据分步乘法计数原理,共有C 146C 24=276种取法.(3)分两类:第1类,抽取的3件产品中有1件次品,2件合格品,有C 14C 246种取法;第2类,抽取的3件产品全为合格品,有C 346种取法,故共有C 14C 246+C 346=19320种取法.1.下列问题不是组合问题的是 ( )A .10个朋友聚会,每两人握手一次,一共握手多少次?B .平面上有2020个不同的点,它们中任意三点不共线,连接任意两点可以构成多少条线段?C .集合{a 1,a 2,a 3,…,a n }的含有三个元素的子集有多少个?D .从高三(19)班的54名学生中选出2名学生分别参加校庆晚会的独唱、独舞节目,有多少种选法?答案 D解析 组合问题与次序无关,排列问题与次序有关,D 项中,选出的2名学生,如甲、乙,其中“甲参加独唱、乙参加独舞”与“乙参加独唱、甲参加独舞”是两个不同的选法,因此是排列问题,不是组合问题,故选D.2.若C 7n +1-C 7n =C 8n ,则n 等于( ) A .12 B .13 C .14 D .15 答案 C解析 ∵C 7n +1=C 7n +C 8n =C 8n +1,∴n +1=7+8,∴n =14,故选C. 3.把三张游园票分给10个人中的3人,分法有 ( ) A .A 310种 B .C 310种 C .C 310A 310种 D .30种 答案 B解析 三张票没区别,从10人中选3人即可,即C 310,故选B. 4.若C 4n >C 6n ,则n 的集合是________. 答案 {6,7,8,9} 解析 ∵C 4n >C 6n ,∴⎩⎪⎨⎪⎧C 4n >C 6n ,n ≥6⇒⇒⎩⎪⎨⎪⎧n 2-9n -10<0,n ≥6⇒⎩⎪⎨⎪⎧-1<n <10,n ≥6.∵n ∈N ,∴n =6,7,8,9.∴n 的集合为{6,7,8,9}.5.现有6名内科医生和4名外科医生,要组成5人医疗小组送医下乡,依下列条件各有多少种选派方法?(1)有3名内科医生和2名外科医生; (2)既有内科医生,又有外科医生.解 (1)先选内科医生有C 36种选法,再选外科医生有C 24种选法,故有C 36C 24=120种选派方法.(2)既有内科医生,又有外科医生,正面思考应包括四种情况,内科医生选1人,2人,3人,4人,相应地,外科医生选4人,3人,2人,1人,有C 16C 44+C 26C 34+C 36C 24+C 46C 14=246种选派方法.若从反面考虑,则有C 510-C 56=246种选派方法.A 级:“四基”巩固训练一、选择题1.已知组合数C yx =6,则在平面直角坐标系内以点(x ,y )为顶点的图形是 ( ) A .三角形 B .平行四边形 C .梯形 D .矩形 答案 A解析 当x =6,y =1;x =6,y =5;x =4,y =2时,C yx =6,所以满足题意的点有(6,1),(6,5),(4,2),共3个,可构成三角形.故选A.2.从2,3,…,8中任意取三个不同的数字,组成无重复数字的三位数,要求个位数最大,百位数最小,则这样的三位数的个数为 ( )A .35B .42C .105D .210 答案 A解析 由于取出三个数字后大小次序已确定,只需把最小的数字放在百位,最大的数字放在个位,剩下的数字放在十位,因此满足条件的三位数的个数为C 37=7×6×53×2×1=35.3.从6名男生和3名女生中选出4名代表,其中必须有女生,则不同的选法种数为( ) A .168 B .45 C .60 D .111 答案 D解析 选出的代表中女生有1,2,3名时,男生相应有3,2,1名,则不同的选法种数为C 13C 36+C 23C 26+C 33C 16=111.4.C 03+C 14+C 25+C 36+…+C 20192022=( )A .C 22020B .C 32021 C .C 32022D .C 42023 答案 D解析 原式=C 04+C 14+C 25+C 36+…+C 20192022=C 15+C 25+C 36+…+C 20192022=C 26+C 36+…+C 20192022=…=C 20182022+C 20192022=C 20192023=C 42023.故选D.5.(多选)以下四个式子正确的是( ) A .C m n=A mn m !B .A m n =n A m -1n -1C .C m n ÷C m +1n =m +1n -m D .C m +1n +1=n +1m +1C m n 答案 ABCD解析 对于A ,显然成立;对于B ,A m n =n (n -1)(n -2)·…·(n -m +1),A m -1n -1=(n -1)(n-2)…(n -m +1),所以A mn =n A m -1n -1,故B 成立;对于C ,C mn ÷Cm +1n=C mnC m +1n==m +1n -m,故C 成立;对于D ,C m +1n +1===n +1m +1C mn ,故D 成立.故选ABCD. 二、填空题6.设集合A ={a 1,a 2,a 3,a 4,a 5},则集合A 的含有3个元素的子集共有________个. 答案 10解析 从5个元素中取出3个元素组成一组就是集合A 的子集,则共有C 35=10个子集. 7.若A 3m =6C 4m ,则m 的值为________. 答案 7解析 由A 3m =6C 4m ,得=6·,即1m -3=14,解得m =7.8.7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).答案 140解析 第一步,从7名志愿者中选出3人在周六参加社区公益活动,有C 37种不同的选法;第二步,从余下的4人中选出3人在周日参加社区公益活动,有C 34种不同的选法.根据分步乘法计数原理,共有C 37C 34=140种不同的安排方案. 三、解答题9.有两组平行线,第一组平行线有5条,第二组平行线有6条,第一组平行线与第二组平行线相交,问这两组平行线能构成多少个平行四边形?解 每一个平行四边形有两组对边平行,即两组对边平行的一个组合对应于一个平行四边形.而两组对边平行的组合数为C 25C 26=150.因此能构成150个平行四边形.10.(1)解方程:3C x -7x -3=5A 2x -4; (2)解不等式:2C x -2x +1<3C x -1x +1;(3)计算C 3n13+n +C 3n -112+n +C 3n -211+n +…+C 17-n 2n . 解 (1)由排列数和组合数公式,原方程可化为即(x -3)(x -6)=40.∴x 2-9x -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.(2)∵2C x -2x +1<3C x -1x +1,∴2C 3x +1<3C 2x +1,∴x -13<32,∴x <112, ∵⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥3,x +1≥2,∴x ≥2,∴2≤x <112,又x ∈N *,∴x =2,3,4,5.∴不等式的解集为{2,3,4,5}.(3)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧3n ≤13+n ,17-n ≤2n ,解得173≤n ≤132,又n ∈N *,故n =6.∴原式=C 1819+C 1718+C 1617+…+C 1112=C 119+C 118+C 117+…+C 112=19+18+17+…+12=124.B 级:“四能”提升训练1.(1)设x ∈N *,求C x -12x -3+C 2x -3x +1的值; (2)解不等式:C x -420<C x -220<C x20.11解 (1)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -3≥x -1,x +1≥2x -3,解得2≤x ≤4, ∵x ∈N *,∴x =2或x =3或x =4,当x =2时,原式值为4;当x =3时,原式值为7;当x =4时,原式值为11.∴所求式的值为4或7或11.(2)原不等式可化为又x ∈N *且x ≥4,∴x =4,5,6,7,8,9,10.∴原不等式的解集是{4,5,6,7,8,9,10}.2.某市工商局对35种商品进行抽样检查,鉴定结果有15种假货,现从35种商品中选取3种.(1)恰有2种假货在内的不同取法有多少种?(2)至少有2种假货在内的不同取法有多少种?(3)至多有2种假货在内的不同取法有多少种?解 (1)从20种真货中选取1种,从15种假货中选取2种,有C 120C 215=2100种. 所以恰有2种假货在内的不同取法有2100种.(2)选取2种假货有C 120C 215种,选取3种假货有C 315种,共有选取方法C 120C 215+C 315=2555种. 所以至少有2种假货在内的不同取法有2555种.(3)选取3种商品的种数为C 335,选取3种假货的种数为C 315,所以至多有2种假货在内的不同取法有C 335-C 315=6090种.。
完整)高中数学排列组合专题复习

完整)高中数学排列组合专题复习本文介绍了解决排列组合问题的方法和策略。
首先要认真审题,弄清楚是排列问题、组合问题还是排列与组合综合问题;其次要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。
文章提供了分类计数原理和分步计数原理两种常用的解题方法,并指出了它们的区别。
在解决排列组合综合性问题时,需要确定分多少步及多少类,以及每一步或每一类是排列问题还是组合问题,元素总数是多少及取出多少个元素。
文章还介绍了一些常用的解题策略,如特殊元素和特殊位置优先策略。
最后,文章以一个例子展示了如何使用分步计数原理解决一个排列组合问题。
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。
如果以元素分析为主,需要先安排特殊元素,再处理其他元素;如果以位置分析为主,需要先满足特殊位置的要求,再处理其他位置。
如果有多个约束条件,往往需要同时考虑这些条件。
练题:有7种不同的花种要排成一列的花盆里,要求两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里。
问有多少种不同的排法?相邻元素捆绑策略是解决要求某几个元素必须排在一起的问题的方法。
可以将需要相邻的元素合并为一个元素,再与其他元素一起进行排列,同时要注意合并元素内部也必须排列。
练题:某人射击8枪,命中4枪,其中有恰好3枪连在一起的情况有20种不同的排列方式。
不相邻问题插空策略是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侧的方法。
练题:某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,后来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,且这两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为30.定序问题倍缩空位插入策略是对于某几个元素顺序一定的排列问题,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。
另一种方法是设想有空位,让其他元素先坐下,再让这几个元素坐下。
练题:7个人排队,其中甲乙丙三人的顺序一定,共有多少不同的排法?可以使用倍缩法、空位法或插入法来解决。
2021_2022学年新教材高中数学第3章排列组合与二项式定理3.1排列与组合3.1.3第1课时组合

3.1.3 组合与组合数第1课时组合与组合数学习任务核心素养1.理解组合与组合数的概念.(重点)2.会推导组合数公式,并会应用公式求值.(重点) 3.理解组合数的两个性质,并会求值、化简和证明.(难点、易混点)1.通过学习组合与组合数的概念,培养数学抽象的素养.2.借助组合数公式及组合数的性质进行运算,培养数学运算的素养.高考不分文理科后,思想政治、历史、地理、物理、化学、生物这6大科目是选考的,如果考生任选3科作为自己的考试科目,那么选考的组合方式一共有多少种可能的情况?问题:其中选物理不选历史和选历史不选物理的情况又分别有几种?[提示]这几个问题都与顺序无关,学完本节内容便能顺利求解.一般地,从n个不同对象中取出m(m≤n)个对象并成一组,称为从n个不同对象中取出m 个对象的一个组合.提醒:(1)所谓并成一组是指与顺序无关,例如组合a,b与组合b,a是同一组合,可以把一个组合看成一个集合.(2)组合概念的两个要点:①n个对象是不同的;②“只取不排”,即取出的m个对象组成的组合与取出对象的先后顺序无关,无序性是组合的特征性质.(3)如果两个组合中的对象完全相同,那么不管对象的顺序如何,它们都是相同的组合.如果两个组合中的对象不完全相同(即使只有一个对象不同),那么它们就是不同的组合.拓展:排列与组合的异同排列组合相同点从n个不同对象中取出m(m≤n)个对象不同点按照一定的顺序排成一列不管顺序地并成一组1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)两个组合相同的充要条件是组成组合的元素完全相同.()(2)从a1,a2,a3三个不同元素中任取两个元素组成一个组合,所有组合的个数为C23.()(3)从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某两个乡镇的社会调查,有多少种不同的选法是组合问题.()(4)从甲、乙、丙3名同学中选出2名,有3种不同的选法.()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√知识点2组合数的概念、公式定义从n个不同对象中取出m个对象的所有组合的个数,称为从n个不同对象中取出m个对象的组合数表示C m n(n,m∈N+且m≤n)组合数公式乘积式C m n=A m nA m m=n(n-1)·(n-2)…(n-m+1)m!阶乘式C m n=n!m!(n-m)!“组合”与“组合数”是同一个概念吗?[提示]同“排列”与“排列数”是两个不同的概念一样,“组合”与“组合数”也是两个不同的概念.例如,从3个不同对象a,b,c中每次取出2个对象的所有组合为ab,ac,bc,共3种,其中每一种情况都是一个组合,而组合数是3.拓展:(1)组合数公式C m n=n(n-1)…[n-(m-1)]m×(m-1)×…×2×1的形式特点:①分子是m个数相乘,且第一个因数是n,后面每一个因数比它前面一个因数少1,最后一个因数是n-m+1;②分母是m的阶乘.(2)组合数公式C m n=A m nA m m体现了组合数与相应排列数的关系,一般在计算具体的组合数时会用到.(3)组合数公式C m n =n !(n -m )!m !的主要作用有:①用于计算m ,n 较大时的组合数;②对含有字母的组合数的式子进行变形和证明.2.C 218=________,C 1718=________.153 18[C 218=18×172=153, C 1718=18!17!(18-17)!=18.]3.从3,5,7,11这四个数中任取两个相乘,可以得到不相等的积的个数为________.6[从四个数中任取两个数的取法为C 24=6.]类型1 组合的概念【例1】 判断下列各事件是排列问题还是组合问题.(1)10支球队以单循环进行比赛(每两队比赛一次),这次比赛需要进行多少场次? (2)10支球队以单循环进行比赛,这次比赛冠、亚军获得者有多少种可能? (3)从10个人里选3个代表去开会,有多少种选法? (4)从10个人里选出3个不同学科的课代表,有多少种选法?[思路点拨]要确定是组合还是排列问题,只需确定取出的元素是否与顺序有关. [解](1)是组合问题,因为每两个队比赛一次并不需要考虑谁先谁后,没有顺序的区别. (2)是排列问题,因为甲队得冠军、乙队得亚军与甲队得亚军、乙队得冠军是不一样的,是有顺序的区别.(3)是组合问题,因为3个代表之间没有顺序的区别.(4)是排列问题,因为3个人中,担任哪一科的课代表有顺序的区别.1.根据排列与组合的定义进行判断,区分排列与组合问题,先确定完成的是什么事件,然后看问题是否与顺序有关,与顺序有关的是排列,与顺序无关的是组合.2.区分有无顺序的方法把问题的一个选择结果写出来,然后交换这个结果中任意两个元素的位置,看是否会产生新的变化,若有新变化,即说明有顺序,是排列问题;若无新变化,即说明无顺序,是组合问题.[跟进训练]1.(对接教材P 22练习AT 2)从5个不同的元素a ,b ,c ,d ,e 中取出2个,写出所有不同的组合.[解]要想写出所有组合,就要先将元素按照一定顺序排好,然后按顺序用图示的方法将各个组合逐个标出来,如图所示:由此可得所有的组合为ab ,ac ,ad ,ae ,bc ,bd ,be ,cd ,ce ,de . 类型2 组合数公式的应用【例2】 (1)式子n (n +1)(n +2)…(n +100)100!可表示为( )A .A 100n +100B .C 100n +100 C .101C 100n +100D .101C 101n +100(2)求值:C 5-n n +C 9-n n +1.[思路点拨] 根据题目的特点,选择适当的组合数公式进行求值或证明.(1)D [分式的分母是100!,分子是101个连续自然数的乘积,最大的为n +100,最小的为n ,故n (n +1)(n +2)…(n +100)100!=101·n (n +1)(n +2)…(n +100)101!=101C 101n +100.] (2)[解] 由组合数定义知:⎩⎪⎨⎪⎧0≤5-n ≤n ,0≤9-n ≤n +1,所以4≤n ≤5,又因为n ∈N +, 所以n =4或5.当n =4时,C 5-n n +C 9-n n +1=C 14+C 55=5;当n =5时,C 5-n n +C 9-n n +1=C 05+C 46=16.关于组合数计算公式的选取1.涉及具体数字的可以直接用公式C mn =A m n A m m=n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m !计算.2.涉及字母的可以用阶乘式C m n =n !m !(n -m )!计算.[跟进训练]2.(1)计算:C 410-C 37·A 33; (2)求证:C m n =m +1n +1C m +1n +1. [解] (1)C 410-C 37·A 33=10×9×8×74×3×2×1-7×6×5=210-210=0.(2)证明:右边=m +1n +1·(n +1)!(m +1)!(n -m )!=n !m !(n -m )!=C m n =左边.即等式成立.类型3 简单的组合问题解答简单组合问题的关键是什么?[提示] 关键是把实际问题模型化,在此基础上选择组合数公式求解.【例3】 现有10名教师,其中男教师6名,女教师4名. (1)现要从中选2名去参加会议,有多少种不同的选法?(2)选出2名男教师或2名女教师参加会议,有多少种不同的选法? (3)现要从中选出男、女教师各2名去参加会议,有多少种不同的选法?[解] (1)从10名教师中选2名去参加会议的选法种数,就是从10个不同元素中取出2个元素的组合数,即C 210=10×92×1=45(种).(2)可把问题分两类情况:第1类,选出的2名是男教师有C 26种方法; 第2类,选出的2名是女教师有C 24种方法.根据分类加法计数原理,共有C26+C24=15+6=21种不同选法.(3)从6名男教师中选2名的选法有C26种,从4名女教师中选2名的选法有C24种,根据分步乘法计数原理,共有不同的选法C26×C24=15×6=90(种).(变结论)本例其他条件不变,问题变为从中选2名教师参加会议,至少有1名男教师的选法是多少?最多有1名男教师的选法又是多少?[解]至少有1名男教师可分两类:1男1女有C16C14种,2男0女有C26种.由分类加法计数原理知有C16C14+C26=39种.最多有1名男教师包括两类:1男1女有C16C14种,0男2女有C24种.由分类加法计数原理知有C16C14+C24=30种.解简单的组合应用题的策略1.解简单的组合应用题时,首先要判断它是不是组合问题,组合问题与排列问题的根本区别在于排列问题与取出元素之间的顺序有关,而组合问题与取出元素的顺序无关.2.要注意两个基本原理的运用,即分类与分步的灵活运用.提醒:在分类和分步时,一定注意有无重复或遗漏.[跟进训练]3.我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化.每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“━━”和阴爻“━━”,如图就是一重卦.如果某重卦中有2个阳爻,则它可以组成________种重卦.(用数字作答)15[由题设知,“重卦”的种数为C26=15.]1.下列四个问题属于组合问题的是()A.从4名志愿者中选出2人分别参加导游和翻译的工作B.从0,1,2,3,4这5个数字中选取3个不同的数字,组成一个三位数C.从全班同学中选出3名同学出席运动会开幕式D.从全班同学中选出3名同学分别担任班长、副班长和学习委员C [A 、B 、D 项均为排列问题,只有C 项是组合问题.] 2.若A 3n =12C 2n ,则n 等于( )A .8B .5或6C .3或4D .4 A [A 3n =n (n -1)(n -2),C 2n =12n (n -1),所以n (n -1)(n -2)=12×12n (n -1).由n ∈N +,且n ≥3,解得n =8.]3.从7名男生和5名女生中选4人参加夏令营,规定男、女同学至少各有1人参加,则选法总数应为( )A .C 17C 15C 210 B .C 17C 15A 210C .C 412-C 47-C 45D .C 17C 15(C 26+C 14C 16+C 24)C [任选4人的方法数为C 412,减去其中全部为男生或全部为女生的方法数C 47+C 45,故选法总数应为C 412-C 47-C 45.]4.从9名学生中选出3名参加“希望英语”口语比赛,有______种不同的选法. 84[由题意可知共有C 39=9×8×73×2×1=84种.]5.6个朋友聚会,每两人握手1次,一共握手________次.15[每两人握手1次,无顺序之分,是组合问题,故一共握手C 26=15次.]回顾本节内容,自我完成以下问题: 试比较排列与组合的区别与联系. [提示] 名称 排列组合相同点 都是从n 个不同元素中取m (m ≤n )个元素,元素无重复名称排列组合不同点1.排列与顺序有关;2.两个排列相同,当且仅当这两个排列的元素及其排列顺序完全相同1.组合与顺序无关;2.两个组合相同,当且仅当这两个组合的元素完全相同联系 A m n =C m n A mm。
高中数学排列组合相关公式3篇

高中数学排列组合相关公式第一篇:排列组合基本概念和公式排列和组合是数学中的重要概念,属于初中和高中数学中的基础知识。
这两个概念通常用于处理有关选择或安排事物的问题。
排列:从n个不同的元素中任选r个元素排成一列,称为从n个不同元素中选r个元素的排列。
排列的基本公式如下:An^r = n(n-1)(n-2) …… (n-r+1)其中An^r表示从n个不同的元素中任选r个元素排成一列的方案数。
例如,从5个不同的元素中任选3个元素排成一列,即为5选3的排列。
根据排列的基本公式,5选3的排列数为An^r=5×4×3=60。
组合:从n个不同的元素中任选r个元素,不考虑元素之间的顺序,称为从n个不同元素中选r个元素的组合。
组合的基本公式如下:Cn^r = n!/r!(n-r)!其中Cn^r表示从n个不同的元素中任选r个元素的组合方案数。
n!表示n的阶乘,即n×(n-1)×(n-2)×……×2×1。
例如,从5个不同的元素中任选3个元素的组合数,即为5选3的组合。
根据组合的基本公式,5选3的组合数为C5^3=5!/(3!2!)=10。
排列和组合的关系:排列和组合有很多类似的性质,但是也有不同点。
其中最重要的一点是:一个排列中,每个元素的位置不同,导致不同的排列。
而在一个组合中,元素之间是不考虑顺序的,所以如果元素相同,不同的顺序算作同一种组合。
第二篇:排列组合的应用排列组合在数学中有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的例子。
1. 生日问题如果有23个人在一起,那么至少有两个人生日相同的概率是多少?将每一个人的生日当做一个元素,一共有365个不同的生日(不考虑闰年的情况)。
这时我们要求的其实是在这23个人中选取2个或2个以上有相同生日的概率,也就是不出现任何两个人生日相同的概率。
按照组合的计算方法,我们可以得到不出现任何两个人生日相同的概率为:P = C365^23/365^23 ≈ 0.493所以至少有两个人生日相同的概率为:1-P ≈ 0.5072. 球队比赛现在有5个球队进行比赛,每个球队需要和其他球队各打一场比赛,问总共需要打几场?我们可以将这个问题看作是5个不同的元素进行排列组合。
排列组合公式总结大全(3篇)

第1篇在数学中,排列组合是研究有限集合中元素的不同排列和组合方式的一种数学分支。
它广泛应用于统计学、概率论、计算机科学、组合数学等领域。
以下是对排列组合中常用公式的总结,以供参考。
一、排列1. 排列的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,按照一定的顺序排成一列,称为从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
2. 排列数公式:A(n, m) = n! / (n-m)!其中,n!表示n的阶乘,即n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 2 × 1。
3. 排列的运算性质:(1)交换律:A(n, m) = A(n-m, n-m)(2)结合律:A(n, m) × A(m, k) = A(n, k)(3)逆运算:A(n, m) × A(m, n-m) = n!二、组合1. 组合的定义:从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个不同的元素,不考虑它们的顺序,这样的取法称为从n个不同元素中取出m个元素的一个组合。
2. 组合数公式:C(n, m) = n! / [m! × (n-m)!]3. 组合的运算性质:(1)交换律:C(n, m) = C(n-m, n-m)(2)结合律:C(n, m) × C(m, k) = C(n, k)(3)逆运算:C(n, m) × C(m, n-m) = C(n, n)三、排列与组合的关系1. 排列与组合的关系:A(n, m) = C(n, m) × m!2. 排列与组合的区别:(1)排列考虑元素的顺序,组合不考虑元素的顺序。
(2)排列的运算性质与组合的运算性质不同。
四、排列组合的应用1. 排列组合在概率论中的应用:计算随机事件发生的概率。
2. 排列组合在计算机科学中的应用:设计算法、密码学、数据结构等。
3. 排列组合在统计学中的应用:抽样调查、数据分析等。
排列组合的经典教案

排列组合的经典教案排列组合的经典教案作为一位杰出的教职工,常常要根据教学需要编写教案,借助教案可以更好地组织教学活动。
如何把教案做到重点突出呢?下面是店铺收集整理的排列组合的经典教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
排列组合的经典教案篇1一、课标要求:1.分类加法计数原理、分步乘法计数原理通过实例,总结出分类加法计数原理、分步乘法计数原理;能根据具体问题的特征,选择分类加法计数原理或分步乘法计数原理解决一些简单的实际问题;2.排列与组合通过实例,理解排列、组合的概念;能利用计数原理推导排列数公式、组合数公式,并能解决简单的实际问题;3.二项式定理能用计数原理证明二项式定理;会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题。
二、命题走向本部分内容主要包括分类计数原理、分步计数原理、排列与组合、二项式定理三部分;考查内容:(1)两个原理;(2)排列、组合的概念,排列数和组合数公式,排列和组合的应用;(3)二项式定理,二项展开式的通项公式,二项式系数及二项式系数和。
排列、组合不仅是高中数学的重点内容,而且在实际中有广泛的应用,因此新高考会有题目涉及;二项式定理是高中数学的重点内容,也是高考每年必考内容,新高考会继续考察。
考察形式:单独的考题会以选择题、填空题的形式出现,属于中低难度的题目,排列组合有时与概率结合出现在解答题中难度较小,属于高考题中的中低档题目。
三、要点精讲1.排列、组合、二项式知识相互关系表2.两个基本原理(1)分类计数原理中的分类;(2)分步计数原理中的分步;正确地分类与分步是学好这一章的关键。
3.排列(1)排列定义,排列数(2)排列数公式:系= =n·(n-1)…(n-m+1);(3)全排列列: =n!;(4)记住下列几个阶乘数:1!=1,2!=2,3!=6,4!=24,5!=120,6!=720;4.组合(1)组合的定义,排列与组合的区别;(2)组合数公式:Cnm= = ;(3)组合数的性质①Cnm=Cnn-m;② ;③rCnr=n·Cn-1r-1;④Cn0+Cn1+…+Cnn=2n;⑤Cn0-Cn1+…+(-1)nCnn=0,即Cn0+Cn2+Cn4+…=Cn1+Cn3+…=2n-1;5.二项式定理(1)二项式展开公式:(a+b)n=Cn0an+Cn1an-1b+…+Cnkan-kbk+…+Cnnbn;(2)通项公式:二项式展开式中第k+1项的通项公式是:Tk+1=Cnkan-kbk;6.二项式的应用(1)求某些多项式系数的和;(2)证明一些简单的组合恒等式;(3)证明整除性。
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高中数学排列组合
第一篇:排列组合的基础
排列组合是高中数学中非常重要的一部分,它是研究对象的排列组合方式的数学分支。
在实际生活和工作中,常常需要用到排列组合的知识,因此,掌握排列组合的基本概念和问题的解法具有重要的意义。
一、排列
排列是对一组不同的对象进行有序安排的方式。
设有n 个不同的对象,从中取出m个不同的对象进行排列。
根据排列定义可知,首先有n种选择,选定第一个对象后再从剩下的
n-1个对象中选定第二个对象,接着从剩下的n-2个对象中选定第三个对象,以此类推,直到选定第m个对象,于是,选取m个对象的所有排列数为Pm^n,即Pm^n=n×(n-1)×(n-
2)×…×(n-m+1)。
如果从n个不同的对象中选取n个进行排列,那么所有的排列就是n个对象的全排列,其个数为n!,即n!=n×(n-
1)×(n-2)×…×3×2×1。
二、组合
组合是对一组不同的对象进行无序选择的方式。
设有n 个不同的对象,从中取出m个对象进行组合。
从 n 个对象中选取 m 个对象进行组合的所有方案数为:Cm^n。
可以用排列数来计算组合数,根据排列数的定义,设
A=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),在这些对象中,每个由m个元素组成的排列,可以对应到一个由m个等同元素组成的无序组合,
既有m!个排列与同一组合对应,因此有:
Cm^n=1/m!×n(n-1)(n-2)…(n-m+1),
Cm^n也常用记号表示为nCm,即nCm=1/m!×n(n-1)(n-
2)…(n-m+1)。
三、问题的应用
1.求解排列组合问题可以利用以上公式进行计算,但最重要的是要掌握排列组合的概念及其本质区别,了解问题的实际背景,并进行相应的数学模型构建。
在实际生活和工作中,有很多涉及排列组合的问题,如:从一个班级里面选出一些人组成A、B、C三个小组,有多少种选法?从26个字母中取出4个字母,有多少种不同的排列方式?等等。
2. 解决排列组合问题,需要注意以下几点:
(1) 首先要明确题目所求的是排列还是组合,按照相应的排列或组合公式计算.
(2) 仔细分析题目中给出的条件,判断问题的特点,选择适当的方法解题.
(3) 当题目较为复杂时,可以运用等价思想、唯一分解定理、组合意义等思想方法进行分析计算.
(4) 在实际计算中,需要注意排除误算及误差积累,特别是数据较大时的计算技巧和方法.
通过学习排列组合的基础,我们不仅能够解决实际生活和工作中的问题,而且可以激发我们的思维,提高我们的逻辑思考能力和创新能力。
第二篇:排列组合中的常见问题
在排列组合中,有一些常见问题,如全排列问题、变位问题、选位问题、圆排列问题、不定方程问题等。
这些问题都
有其特殊的解法,掌握这些解法有助于我们快速解决相应的问题。
一、全排列问题
全排列问题是指由n个元素组成的全体的n!个排列。
常
用方法是递归法。
对于全排列问题,可以把n个元素分成两部分,第一部分是元素1,第二部分是其余的n-1个元素,我们
可以对其余的n-1个元素进行全排列,然后再依次将每个元素插入到各个位置上形成n个排列。
举例来说,对于元素 {1,2,3,4} 的全排列,我们可以把
它分成两部分,第一部分是元素1,第二部分是元素 {2,3,4},我们可以对元素 {2,3,4} 进行全排列,得到6个排列 {234, 243, 324, 342, 423, 432},然后把元素1插入到各个位置上,得到4个排列 {1234, 1243, 1324, 1342},{2134, 2143, 2314, 2341},{3214, 3241, 3124, 3142},{4213, 4231, 4123, 4132},即为元素 {1,2,3,4} 的所有排列。
二、变位问题
变位问题是 n 个元素的所有排列中,只有在原顺序周围
循环排列的一种排列。
假设元素 {1,2,3,4} 的所有排列传统
顺序为 {1234, 1243, 1324, 1342, 1423, 1432, 2134, 2143, 2314, 2341, 2413, 2431, 3124, 3142, 3214, 3241, 3412, 3421, 4123, 4132, 4213, 4231, 4312, 4321},其中的循环
排列为 {1234, 2341, 3412, 4123},这四个排列的区别仅仅
是起点不同。
我们可以先用递归法求出原顺序的所有排列,然后选择
其中的一些排列,作为循环排列。
对于元素 {1,2,3,4},先求出它的所有排列 {1234, 1243, 1324, 1342, 1423, 1432, 2134, 2143, 2314, 2341, 2413, 2431, 3124, 3142, 3214,
3241, 3412, 3421, 4123, 4132, 4213, 4231, 4312, 4321},然后选择其中充当循环排列的排列,把它们复制到所需的位置即可。
例如选择 {1234} 作为循环排列,则变位排列为 {1234, 2341, 3412, 4123}。
三、选位问题
选位问题是在一些元素中选择所需元素放在原排列的固
定位置上的排列个数问题。
对于元素 {1,2,3,4},在原排列的1、2、3、4位置上选定一个元素后,再依次从剩下的元素中
选定要放在原排列2、3、4、5位置上的元素,则所有排列数
为4×3×2×1=24。
四、圆排列问题
圆排列是指n个元素按照顺序排列组成的圆形。
在圆排
列问题中,除了使用递归法求解全排列和循环排列的方法外,还可以采用镜像对称原理求解。
设有n个点按顺时针方向勾勒成一个环,则n个点的圆排列共有(n-1)!种。
五、不定方程问题
不定方程问题是指数值分别为正整数的一些变量之间,
存在若干个数学关系式(比如加减乘除及幂等关系),且需要求出所有符合条件的数值解的问题。
对于不定方程问题,我们需要根据实际问题的特点进行分类分析,然后利用序列数和组合数的知识进行计算。
以上就是排列组合中的常见问题及其解法,当然还有很
多其他的问题,需要我们逐一掌握并加以运用。
第三篇:排列组合在实际问题中的应用
排列组合在实际问题中的应用广泛,比如统计学,经济学,计算机科学等领域都有广泛应用。
一、统计学
在统计学中,排列组合的应用非常广泛。
例如,在样本
调查中,需要统计从总体中抽取出的n个样本,那么从总体中选取n个样本的所有方案数即为组合数Cn^m。
二、经济学
在经济学中,排列组合的应用也非常广泛。
例如,在市
场调查中,需要统计每一种产品的销售量,那么所有这些产品销售量的组合数就是将所有销售量加起来得到的总数,即为组合数。
三、计算机科学
在计算机科学中,排列组合的应用更加广泛。
例如,在
密码破解中使用暴力破解方式时,需要枚举所有可能的密码组合,这个过程就是通过排列组合以及递归和回溯等算法实现的。
总之,排列组合在实际问题中有广泛的应用,深入掌握
排列组合的知识和应用,不仅可以解决具体的问题,而且可以培养我们的数学思维,提高我们的创新能力和分析问题的能力。