高中数学:排列组合问题的类型及解答

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高中数学 排列组合的常见题型及其解法解题思路大全

高中数学 排列组合的常见题型及其解法解题思路大全

排列组合的常见题型及其解法排列、组合的概念具有广泛的实际意义,解决排列、组合问题,关键要搞清楚是否与元素的顺序有关。

复杂的排列、组合问题往往是对元素或位置进行限制,因此掌握一些基本的排列、组合问题的类型与解法对学好这部分知识很重要。

一. 特殊元素(位置)用优先法把有限制条件的元素(位置)称为特殊元素(位置),对于这类问题一般采取特殊元素(位置)优先安排的方法。

例1. 6人站成一横排,其中甲不站左端也不站右端,有多少种不同站法?分析:解有限制条件的元素(位置)这类问题常采取特殊元素(位置)优先安排的方法。

解法1:(元素分析法)因为甲不能站左右两端,故第一步先让甲排在左右两端之间的任一位置上,有A 41种站法;第二步再让其余的5人站在其他5个位置上,有A 55种站法,故站法共有:A A 4155⋅=480(种)解法2:(位置分析法)因为左右两端不站甲,故第一步先从甲以外的5个人中任选两人站在左右两端,有A 52种;第二步再让剩余的4个人(含甲)站在中间4个位置,有A 44种,故站法共有:A A 5244480⋅=(种)二. 相邻问题用捆绑法对于要求某几个元素必须排在一起的问题,可用“捆绑法”:即将这几个元素看作一个整体,视为一个元素,与其他元素进行排列,然后相邻元素内部再进行排列。

例2. 5个男生和3个女生排成一排,3个女生必须排在一起,有多少种不同排法?解:把3个女生视为一个元素,与5个男生进行排列,共有A 66种,然后女生内部再进行排列,有A 33种,所以排法共有:A A 66334320⋅=(种)。

三. 相离问题用插空法元素相离(即不相邻)问题,可以先将其他元素排好,然后再将不相邻的元素插入已排好的元素位置之间和两端的空中。

例3. 7人排成一排,甲、乙、丙3人互不相邻有多少种排法?解:先将其余4人排成一排,有A 44种,再往4人之间及两端的5个空位中让甲、乙、丙插入,有A 53种,所以排法共有:A A 44531440⋅=(种)四. 定序问题用除法对于在排列中,当某些元素次序一定时,可用此法。

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。

例析排列组合问题类型及解题常用方法

例析排列组合问题类型及解题常用方法

例析排列组合问题类型及解题常用方法排列组合问题是数学中的一个重要分支,广泛应用于概率论、统计学、组合数学等多个领域。

在解决排列组合问题时,我们需要明确问题类型,并选用适当的方法进行求解。

下面将介绍几种常见的排列组合问题类型及解题常用方法。

1.组合问题组合问题是在给定的元素集合中,选择出若干个元素的子集,并以不同的顺序来表示这些子集。

组合问题的典型例子有"从n个不同的元素中,选取m个元素的组合个数是多少"。

解题方法:1)使用组合数公式进行计算,公式为C(n,m)=n!/(m!(n-m)!),其中C表示组合数,n表示元素个数,m表示要选择的元素个数。

2)利用递归方法求解,即对问题进行拆解,递归地求解子问题,然后将子问题的解合并得到原问题的解。

2.排列问题排列问题是将一组元素进行有序的排列,即考虑元素的顺序。

典型例子有"从n个不同的元素中,选择m个元素进行排列,有多少种不同的排列方式"。

解题方法:1)使用排列数公式进行计算,公式为P(n,m)=n!/(n-m)!,其中P表示排列数,n表示元素个数,m表示要选择的元素个数。

2)利用递归方法求解,将问题分解成子问题,进行子问题的排列,然后按照不同的顺序进行合并,得到原问题的解。

3.重复元素的排列组合问题重复元素的排列组合问题是在给定元素集合中,包含有重复元素的情况下,选择出若干个元素的子集,并以不同的顺序来表示这些子集。

解题方法:1)使用重复组合数公式进行计算,公式为C'(n,m)=(n+m-1)!/(m!(n-1)!),其中C'表示重复组合数,n表示元素个数,m表示要选择的元素个数。

2)使用重复排列数公式进行计算,公式为P'(n,m)=n^m,其中P'表示重复排列数,n表示元素个数,m表示要选择的元素个数。

4.包含条件的排列组合问题包含条件的排列组合问题是在给定一组元素和一组条件的情况下,选择满足条件的子集,并以不同的顺序进行排列。

13种排列组合题型详解,助你拿下高考数学卷上17分,一分都不能丢

13种排列组合题型详解,助你拿下高考数学卷上17分,一分都不能丢

13种排列组合题型详解,助你拿下高考数学卷上17分,一分都不能丢高考数学中有一部分知识叫做排列组合概率及统计学,大概占17分左右,但是这部分知识又不是很难,所以这17分一分都不能丢!类型一、特殊元素和特殊位置优先策略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。

这种首先确定排列还是组合的问题,对于首位和末位无须考虑顺序,但是首位末位有优先需求,所以先要排首位和末位,末位必须是奇数,也就是从1,3,5这个里边去挑选一个即可,那首位还不能排0,在排除一个奇数,只剩下4个数可以选择,所以剩下的三位我们直接全排列就可以。

类型二、相邻/相间元素捆绑策略要求某几个元素必须排在一起的问题,可以用捆绑法来解决问题,即将需要相邻的元素合并为一个元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合并元素内部也必须排列。

审题时一定要注意关键字眼。

类型三、不相邻问题插空策略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端。

所以这两个方法的关键字都是相邻,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。

类型四、定序问题倍缩空位插入策略顺序固定问题用“除法”,对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先将这几个元素与其它元素一同进行排列,然后用总的排列数除以这几个元素的全排列数。

当然还可以用倍缩法,还可转化为占位插空模型处理。

类型五、重排问题求幂策略分房问题又名:住店法,重排问题求幂策略,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。

高中数学排列组合问题的类型及解答

高中数学排列组合问题的类型及解答

高中数学排列组合问题的类型及解答一、相邻问题捆绑法例16名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的不同排法有()种A. 720B. 360 C. 240D. 120解:因甲、乙两人要排在一起,故将甲、乙两人捆在一起视作一人,与其余四人进行全排列有种排法;甲、乙两人之间有种排法。

由分步计数原理可知,共有=240种不同排法,选C。

评注:从上述解法可以看出,所谓“捆绑法”,就是在解决对于某几个元素相邻的问题时,可整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。

二、相离问题插空法例2 要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,有多少不同的排法?(只要求写出式子,不必计算)解:先将6个歌唱节目排好,其不同的排法为种;这6个歌唱节目的空隙及两端共7个位置中再排4个舞蹈节目,有种排法。

由分步计数原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为种。

评注:从解题过程可以看出,不相邻问题是要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开。

此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法。

三、定序问题缩倍法例3 信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号。

现有3面红旗、2面白旗,把这5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是__________(用数字作答)。

解:5面旗全排列有种挂法,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能算作一次的挂法,故共有不同的信号种数是=10(种)。

评法:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定顺序称为定序问题。

这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便快捷。

四、标号排位问题分步法例4同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡的分配方式有()A. 6种 B. 9种C. 11种D. 23种解:此题可以看成是将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,且每个方格的标号与所填数不同的填法问题。

高中排列组合基础题 (含答案)

高中排列组合基础题 (含答案)

排列、组合问题基本题型及解法同学们在学习排列、组合的过程中,总觉得抽象,解法灵活,不容易掌握.然而排列、组合问题又是历年高考必考的题目.本文将总结常见的类型及相应的解法.一、相邻问题“捆绑法”将必须相邻的元素“捆绑”在一起,当作一个元素进行排列. 例1 甲、乙、丙、丁四人并排站成一排,如果甲、乙必须站在一起,不同的排法共有几种? 分析:先把甲、乙当作一个人,相当于三个人全排列,有33A =6种,然后再将甲、乙二人全排列有22A =2种,所以共有6×2=12种排法. 二、不相邻问题“插空法”该问题可先把无位置要求的元素全排列,再把规定不相邻的元素插入已排列好的元素形成的空位中(注意两端).例2 7个同学并排站成一排,其中只有A 、B 是女同学,如果要求A 、B 不相邻,且不站在两端,不同的排法有多少种?.分析:先将其余5个同学先全排列,排列故是55A =120.再把A 、B 插入五个人组成的四个空位(不包括两端)中,(如图0×0×0×0×0“×”表示空位,“0”表示5个同学)有24A =2种方法.则共有5254A A =440种排法.三、定位问题“优先法”指定某些元素必须排(或不排)在某位置,可优先排这个元素,后排其他元素.例3 6个好友其中只有一个女的,为了照像留念,若女的不站在两端,则不同的排法有 种.分析:优先排女的(元素优先).在中间四个位置上选一个,有14A 种排法.然后将其余5个排在余下的5个位置上,有55A 种方法.则共1545A A =480种排法.还可以优先排两端(位置优先). 四、同元问题“隔板法”例4 10本完全相同的书,分给4个同学,每个同学至少要有一本书,共有多少种分法? 分析:在排列成一列的10本书之间,有九个空位插入三块“隔板”.如图: ×× × ××× ××××一种插法对应于一种分法,则共有39C =84种分法. 五、先分组后排列对于元素较多,情形较复杂的问题,可根据结果要求,先分为不同类型的几组,然后对每一组分别进行排列,最后求和.例5 由数字0,1,2,3,4,5组成无重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( )(A )210个 (B )300个 (C )464个 (D )600个分析:由题意知,个位数字只能是0,1,2,3,4共5种类型,每一种类型分别有55A 个、113433A A A 个、113333A A A 个、113233A A A 个、1333A A 个,合计300个,所以选B例6 用0,1,2,3,…,9这十个数字组成五位数,其中含有三个奇数数字与两个偶数数字的五位数有多少个?【解法1】考虑0的特殊要求,如果对0不加限制,应有325555C C A 种,其中0居首位的有314544C C A 种,故符合条件的五位数共有325314555544C C A C C A =11040个.【解法2】按元素分类:奇数字有1,3,5,7,9;偶数字有0,2,4,6,8. 把从五个偶数中任取两个的组合分成两类:①不含0的;②含0的.①不含0的:由三个奇数字和两个偶数字组成的五位数有325545C C A 个;②含0的,这时0只能排在除首位以外的四个数位上,有14A 种排法,再选三个奇数数与一个偶数数字全排放在其他数位上,共有31415444C C A A 种排法.综合①和②,由分类计数原理,符合条件的五位数共有325545C C A +31415444C C A A =11040个. 例8 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字,比20000大,且百位数字不是3的自然数?【解】设A ={满足题设条件,且百位数字是3的自然数},B ={满足题设条件,且比20000大的自然数},则原题即求()card U B A ,画韦恩图如图,阴影部分 即UBA ,从图中看出()()card card UBA B AB =-.又A BB ,由性质2,有()()()card card card .B A B B A B -=-()card B 即由数字1,2,3,4,5组成无重复数字,且比20000大的自然数的个数,易知()1444card A A B =.()card A B 即由数字1,2,3,4,5组成无重复数字、比20000大,且百位数字是3的自然数的个数,易知()1333card A A AB =,所以()14134433card A A A A UB A =-=78.即可组成78个符合已知条件的自然数.典型例题例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?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 A 个.例2 排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单。

排列组合题型总结

排列组合题型总结

排列组合题型总结排列组合是数学中的一种常见的问题类型,它涉及到对一组元素进行不同排列或组合的情况计算。

在解决排列组合问题时,可以采用不同的方法和公式,以下是一些常见的排列组合题型及其解决方法的总结。

1. 排列问题:排列是从一组元素中抽取若干个元素按照一定的顺序组成不同的序列。

解决排列问题时,可以使用如下的排列公式。

公式:P(n, k) = n! / (n-k)!其中,n表示一组元素中的总个数,k表示抽取的个数。

示例:从4个元素中选取2个元素进行排列,可以得到的排列数为:P(4, 2) = 4! / (4-2)! = 4*3 = 12。

2. 组合问题:组合是从一组元素中抽取若干个元素按照任意顺序组成的不同子集。

解决组合问题时,可以使用如下的组合公式。

公式:C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!)其中,n表示一组元素中的总个数,k表示抽取的个数。

示例:从4个元素中选取2个元素进行组合,可以得到的组合数为:C(4, 2) = 4! / (2! * (4-2)!) = 4*3 / 2 = 6。

3. 重复排列问题:重复排列是从一组元素中进行有放回地抽取若干个元素,按照一定的顺序组成的不同序列。

解决重复排列问题时,可以使用如下的重复排列公式。

公式:P'(n, k) = n^k其中,n表示一组元素中的总个数,k表示抽取的个数。

示例:从4个元素中选取2个元素进行重复排列,可以得到的不同序列数为:P'(4, 2) = 4^2 = 16。

4. 重复组合问题:重复组合是从一组元素中进行有放回地抽取若干个元素,按照任意顺序组成的不同子集。

解决重复组合问题时,可以使用如下的重复组合公式。

公式:C'(n, k) = C(n+k-1, k)其中,n表示一组元素中的总个数,k表示抽取的个数。

示例:从4个元素中选取2个元素进行重复组合,可以得到的不同子集数为:C'(4, 2) = C(4+2-1, 2) = C(5, 2) = 5! / (2! * (5-2)!) = 5*4 / 2 = 10。

排列组合问题的类型及解答策略

排列组合问题的类型及解答策略

排列组合问题的类型及解答策略
排列组合问题是组合数学的基本问题,主要涉及对象的排列和组合,一般分为以下几种类型:
1. 排列问题:求n个不同元素按照一定规律排列的方案数,其中每个元素只能出现一次。

例如,从8个人中选取3个人组成一支队伍,求按照一定顺序排列的方案数。

解策略:使用排列公式an = n!/ (n-r)!,其中n表示元素个数,r表示选取个数。

2. 组合问题:求n个不同元素中选取r个元素的方案数,其中
元素的顺序不重要。

例如,从8个人中选取3个人组成一支队伍,不考虑人的排列顺序,求方案数。

解策略:使用组合公式Cn,r = n!/ (r!(n-r)! ),其中n表示元素
个数,r表示选取个数。

3. 含有限制条件的问题:在组合问题的基础上,加入限制条件,例如某些元素必须或者不能一起选取。

例如,从6个男人和4
个女人中选择3人组成一个委员会,其中必须有至少一名女性。

解策略:分别考虑满足和不满足限制条件的情况,分别计算方案数并相加。

4. 区分问题与不区分问题:确定是否考虑对象间的区分性。

例如,从8个相同的球中选取3个球,不考虑球的区分性,求方
案数。

解策略:对于不区分问题,使用组合公式;对于区分问题,使用排列公式。

5. 带替换问题:从n个元素中选取r个元素,其中每个元素可以重复选取s次。

例如,从5个牌子中选取3个牌子,其中每个牌子可以选取多次。

解策略:使用带替换的组合公式,即C(n+r-1,r)。

通过以上不同类型排列组合问题的解答策略,能够有效解决各种实际问题。

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高中数学:排列组合问题的类型及解答
排列组合问题题型多样,思路灵活,不易掌握。

实践证明,备考有效的方法是题型与解法归类,识别模式,熟练运用。

一、相邻问题捆绑法
例1 6名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的不同排法有()种
A. 720
B. 360
C. 240
D. 120
解:因甲、乙两人要排在一起,故将甲、乙两人捆在一起视作一人,与其余四人进行全排列有种排法;甲、乙两人之间有种排法。

由分步计数原理可知,共有=240种不同排法,选C。

说明:从上述解法可以看出,所谓“捆绑法”,就是在解决对于某几个元素相邻的问题时,可整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。

二、相离问题插空法
例2 要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,有多少不同的排法?(只要求写出式子,不必计算)
解:先将6个歌唱节目排好,其不同的排法为种;这6个歌唱节目的空隙及两端共7个位置中再排4个舞蹈节目,有种排法。

由分步计数原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为种。

说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开。

此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法。

三、定序问题缩倍法
例 3 信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号。

现有3面红旗、2面白旗,把这5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是__________(用数字作答)。

解:5面旗全排列有种挂法,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能算作一次的挂法,故共有不同的信号种数是=10(种)。

说明:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定顺序称为定序问题。

这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便快捷。

四、标号排位问题分步法
例 4 同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡的分配方式有()
A. 6种
B. 9种
C. 11种
D. 23种
解:此题可以看成是将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,且每个方格的标号与所填数不同的填法问题。

所以先将1填入2至4号的3个方格里有种填法;第二步把被填入方格的对应数字,填入其它3个方格,又有种填法;第三步将余下的两个数字填入余下的两格中,只有1种填法。

故共有3×3×1=9种填法,而选B。

说明:把元素排在指定号码的位置上称为标号排位问题。

求解这类问题可先把某个元素按规定排放,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成。

五、有序分配问题逐分法
例 5 有甲、乙、丙三项任务,甲需由2人承担,乙、丙各需由1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法共有()种
A. 1260
B. 2025
C. 2520
D. 5040
解:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下8人中选1人承担乙项任务,最后从剩下7人中选1人承担丙项任务。

根据分步计数原理可知,不同的选法共有=2520种,故选C。

说明:有序分配问题是指把元素按要求分成若干组,常采用逐步下量分组法求解。

六、多元问题分类法
例 6 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()
A. 210个
B. 300个
C. 464个
D. 600个
解:按题意个位数只可能是0,1,2,3,4共5种情况,符合题意的分别有,
个。

合并总计,共有+=300(个),故选B。

说明:元素多,取出的情况也多种,可按结果要求,分成互不相容的几类情况分别计算,最后总计。

另解:先排首位,不用0,有种方法;再同时排个位和十位,由于个位数字小于十位数字,即顺序固定,故有种方法;最后排剩余三个位置,有种排法。

故共有符合要求的六位数=300(个)。

七、交叉问题集合法
例7 从6名运动员中选出4名参加4×100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?
解:设全集U={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式可得参赛方法共有
=252(种)。

说明:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素个数的公式:来求解。

八、定位问题优限法
例8 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,要求同一品种的画必须连在一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有()
A.
B.
C.
D.
解:先把3种品种的画看成整体,而水彩画不能放在头尾,故只能放在中间,则油画与国画有种放法。

再考虑油画之间与国画之间又可以各自全排列。

故总的排列的方法为种,故选D。

说明:所谓“优限法”,即有限制条件的元素(或位置)在解题时优先考虑。

九、多排问题单排法
例9 两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,若8名学生入座(每人一座位),则不同的坐法种数为()
A.
B.
C.
D.
解:此题分两排坐,实质上就是8个人坐在8个座位上,故有种坐法,所以选D。

说明:把元素排成几排的问题,可归结为一排考虑。

十、至少问题间接法
例10 从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少要甲型与乙型电视机各一台,则不同的取法共有()种
A. 140
B. 80
C. 70
D. 35
解:在被取出的3台中,若不含甲型或不含乙型的抽取方法均不合题意,故符合题意的取法有=70种,选C。

说明:含“至多”或“至少”的排列组合问题,通常用分类法。

本题所用的解法是间接法,即排除法(总体去杂),适用于反面情况明确且易于计算的情况。

十一、选排问题先取后排法
例11 四个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,则恰有一个空盒的放法共有_________种(用数字作答)。

解:先从四个小球中取两个放在一起,种不同的取法;再把取出的两个小球与另外两个小球看作三堆,并分别放入四个盒子中的三个盒子中,有种不同的放法。

依据分步计数原理,共有种不同的方法。

说明:这是一道排列组合的混合应用题目,这类问题的一般解法是先取(组合)后排(排列)。

本题正确求解的关键是把四个小球中的两个视为一个整体,如果考虑不周,就会出现重复和遗漏的错误。

十二、部分符合条件淘汰法
例12 四面体的顶点及各棱中点共有10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有()
A. 150种
B. 147种
C. 144种
D. 141种
解:10个点中取4个点共有种取法,其中同一侧面内的6个点中任取4个点必共面,这样的面共有4个;又同一条棱上的3个点与对棱的中点也四点共面,共有6个面;再各棱中点共6个点中,取四点共面的平面有3个。

故符合条件4个点不共面的取法共有=141(种),故选D。

说明:在选取总数中,只有一部分符合条件,可从总数中减去不符合条件的个数,即为所求。

应该指出的是,上述所介绍的适用不同要求的各种方法并不是绝对的,对于同一问题有时会有多种方法,这时要认真思考和分析,灵活选取最佳方法。


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