高考数学必考点:排列组合的13种套路

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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。

解排列组合问题的十二种技巧

解排列组合问题的十二种技巧

解排列组合问题的十二种技巧排列组合是高中数学的重点和难点之一,也是进一步学习概率的基础,因此排列组合问题成了近几年高考的必考内容之一,而且题量逐渐增大。

学习和总结此类问题的解题原则、掌握其规律,对培养学生的逻辑思维能力、开发智力、提高素质都非常重要。

学习中除了灵活运用基本原理和公式外,还必须讲究一些基本策略和方法,抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。

下面以例题分析的形式,说明解排列组合问题的十二种技巧,望大家在理解的基础上将其掌握。

例1 7人按下列要求站成一排,分别有多少种不同的排列方法?1)甲不在排头,也不在排尾;2)甲不在排头,乙不在排尾;3)甲、乙、丙三人一定相邻;4)甲、乙、丙不相邻;5)甲在乙的左边;6)甲、乙、丙顺序固定;7)甲、乙之间恰隔2人。

1 特殊元素(位置)法对于有要求的特殊元素的排列组合问题,一般应优先安排。

分析:例题的第1)问中,甲不在排头也不在排尾,则先安排甲有15P 种排法,其余有66P 种方法,共有15P 66P =3600种方法(特殊元素法),或:甲不在排头,也不在排尾,谁来当排头和排尾呢?从剩下的6人中选2 人有26P 种方法,其余全排列55P 种,则共有26P 55P =3600种方法(特殊位置法)。

2 总体淘汰法对于含有否定字眼的问题还可以从总体中把不符合要求的除去,此时注意既不能多减也不能少减。

分析:例题的第1)问中7人可先做全排列有77P 种方法,站好后发现甲在排头不符合题意除掉,甲在排尾也不符合要求,则有77P -266P =3600种方法。

在第2)问中甲在排头有66P 种方法;乙在排尾有66P 种方法;甲在排头乙在排尾,有55P 种方法;则共有77P -266P +55P =3700种方法。

3 分类法与分步法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,按事情发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。

分析:在第2)问中还可以进行分类考虑:第一类:甲在排尾,此时乙无任何要求和其它5个共6个元素进行全排列,有66P 种方法。

高中数学排列组合解题技巧

高中数学排列组合解题技巧

高中数学排列组合解题技巧在高中数学中,排列组合是一个重要的概念和考点。

它涉及到对一组对象进行有序或无序地选择和排列的问题,常常出现在数学竞赛和高考中。

掌握排列组合的解题技巧对于提高数学成绩至关重要。

本文将介绍一些常见的排列组合题型,并提供解题技巧和例题分析,帮助高中学生和家长更好地掌握这一知识点。

一、排列问题排列问题是指从给定的一组对象中,按照一定的顺序选择一部分或全部对象的问题。

常见的排列问题有全排列、循环排列和有条件的排列等。

1. 全排列全排列是指从n个不同的元素中,按照一定的顺序选取m个元素进行排列的问题。

全排列的计算公式为P(n, m) = n! / (n-m)!,其中n!表示n的阶乘。

例题1:从1、2、3、4中任选3个数字,共有多少种排列方式?解析:根据全排列的计算公式,P(4, 3) = 4! / (4-3)! = 4! / 1! = 4 × 3 × 2 = 24。

因此,共有24种排列方式。

2. 循环排列循环排列是指将n个不同的元素排成一个环状,不计顺序的排列问题。

循环排列的计算公式为C(n) = (n-1)!,其中n!表示n的阶乘。

例题2:将1、2、3、4排成一个环状,共有多少种循环排列方式?解析:根据循环排列的计算公式,C(4) = (4-1)! = 3! = 3 × 2 = 6。

因此,共有6种循环排列方式。

二、组合问题组合问题是指从给定的一组对象中,按照一定的顺序选择一部分对象的问题。

与排列不同的是,组合不考虑对象的顺序,只关注对象的选择。

常见的组合问题有选择问题和有条件的组合等。

1. 选择问题选择问题是指从n个不同的元素中,按照一定的顺序选取m个元素的问题。

选择问题的计算公式为C(n, m) = n! / (m! × (n-m)!)。

例题3:从1、2、3、4中任选3个数字,共有多少种选择方式?解析:根据选择问题的计算公式,C(4, 3) = 4! / (3! × (4-3)!) = 4! / (3! × 1!) = 4。

高中数学排列与组合部分重要知识点总结

高中数学排列与组合部分重要知识点总结

高中数学排列与组合部分重要知识点总结高中数学排列与组合部分重要知识点总结①乘法原理:N=n1·n2·n3·…nM (分步) ②加法原理:N=n1+n2+n3+…+nM (分类)Anm=n(n-1)(n-2)(n-3)…(n-m+1)=n!/(n-m)! Ann =n!Cnm = n!/(n-m)!m!Cnm= Cnn-m Cnm+Cnm+1= Cn+1m+1 kk!=(k+1)!-k!排列组合题的主要解题方法:优先法:以元素为主,应先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素. 以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置.捆绑法(集团元素法,把某些必须在一起的元素视为一个整体考虑)插空法(解决相间问题)间接法和去杂法等等在求解排列与组合应用问题时,应注意:(1)把详细问题转化或归结为排列或组合问题;(2)通过分析确定运用分类计数原理还是分步计数原理;(3)分析题目条件,防止“选取”时重复和遗漏;(4)列出式子计算和作答.经常运用的数学思想是:①分类讨论思想;②转化思想;③对称思想.①(a+b)n=Cn0ax+Cn1an-1b1+ Cn2an-2b2+ Cn3an-3b3+…+ Cnran-rbr+…+ Cn n-1abn-1+ Cnnbn特别地:(1+x)n=1+Cn1x+Cn2x2+…+Cnrxr+…+Cnnxn②主要性质和主要结论:对称性Cnm=Cnn-m最大二项式系数在中间。

(要注意n为奇数还是偶数,答案是中间一项还是中间两项)所有二项式系数的`和:Cn0+Cn1+Cn2+ Cn3+Cn4+…+Cnr+…+Cnn=2n奇数项二项式系数的和=偶数项而是系数的和Cn0+Cn2+Cn4+ Cn6+ Cn8+…=Cn1+Cn3+Cn5+ Cn7+ Cn 9+…=2n -1③通项为第r+1项: Tr+1= Cnran-rbr 作用:处理与指定项、特定项、常数项、有理项等有关问题。

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。

高考数学排列组合常见方法

高考数学排列组合常见方法

排列组合中的常用方法1.排列数:)!(!)1()2)(1(m n n m n n n n P mn -=+-⋅⋅⋅--=,(其中m ≤n ,m 、n ∈N ).注意:为了使m=n 时,!)!(!n n n n P P nn m n =-==公式成立,我们规定10=!(同时11=!).2.组合数:)!(!!123)2)(1()1()2)(1(m n m n m m m m n n n n P P C m m m n m n-⋅=⨯⨯⋅⋅⋅--+-⋅⋅⋅--==),,(n m N m n ≤∈*且 m n n m n C C -= ),,(n m N m n ≤∈*且.注意:为了使m=n 时,0n n n C C =公式成立,我们规定10=n C , 所以111010====+++k k kk k k C C C C ;3.排列组合问题联系生活实际,生动有趣,但题型多样,思路灵活,因此解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列问题还是组合问题或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。

4.排列组合中的常用方法如下:(1)特殊元素和特殊位置问题——优限法 (2)多元问题——合理分类与分步法 (3)相邻问题——捆绑法 (4)不相邻问题——插空法 (5)定序问题——倍缩法 (6)重排问题——求幂法 (7)平均分组问题——除序法 (8)分组问题——隔板法(9)分配问题——先分组后排列法 (10)球盒问题(11)区域涂色问题——分步与分类综合法 (12)“至少”“至多”问题或者部分符合条件问题——排除法或分类法(“正难则反”策略) (13)元素个数较少的排列组合问题——枚举法 (14)复杂的排列组合问题——分解与合成法1.特殊元素和特殊位置问题——优限法元素分析法和位置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,则先安排特殊元素,再处理其它元素;若以位置分析为主,则先满足特殊位置的要求,再处理其它位置。

高考数学排列组合的解题方法

高考数学排列组合的解题方法

高考数学排列组合的解题方法在高考数学中,排列组合是一个让很多同学感到头疼的知识点,但其实只要掌握了正确的解题方法和思路,就能轻松应对。

接下来,咱们就一起来深入探讨一下高考数学中排列组合的解题方法。

一、两个基本原理首先要理解两个重要的基本原理,即分类加法计数原理和分步乘法计数原理。

分类加法计数原理说的是,如果完成一件事有 n 类办法,在第 1 类办法中有 m1 种不同的方法,在第 2 类办法中有 m2 种不同的方法,……,在第 n 类办法中有 mn 种不同的方法,那么完成这件事共有N = m1 + m2 +… + mn 种不同的方法。

分步乘法计数原理则是,如果完成一件事需要 n 个步骤,做第 1 步有 m1 种不同的方法,做第 2 步有 m2 种不同的方法,……,做第 n 步有 mn 种不同的方法,那么完成这件事共有 N =m1×m2×…×mn 种不同的方法。

这两个原理是解决排列组合问题的基础,一定要理解透彻。

二、排列的定义和公式排列指的是从 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。

排列数的计算公式为:Anm = n(n 1)(n 2)…(n m + 1) = n! /(n m)!在计算排列数时,要注意区分有无顺序。

三、组合的定义和公式组合是指从 n 个不同元素中取出 m(m≤n)个元素组成一组,叫做从 n 个不同元素中取出 m 个元素的一个组合。

组合数的计算公式为:Cnm = n! / m!(n m)!组合与排列的区别在于组合不考虑元素的顺序。

四、常见的解题方法1、特殊元素优先法在排列组合问题中,如果有特殊元素,先考虑特殊元素的位置或选取。

例如,从 1 到 9 这 9 个数字中选取 5 个数字组成没有重复数字的五位数,其中 0 不能在首位。

那么我们就先考虑首位的数字,除 0 外有 8 种选择,然后再从剩下的 8 个数字中选取 4 个进行排列。

排列组合方法技巧总汇

排列组合方法技巧总汇

总结排列组合题型一.直接法1.特殊元素法例1用1,2,3,4,5,6这6个数字组成无重复的四位数,试求满足下列条件的四位数各有多少个(1)数字1不排在个位和千位(2)数字1不在个位,数字6不在千位。

分析:(1)个位和千位有5个数字可供选择25A ,其余2位有四个可供选择24A ,由乘法原理:25A 24A =240 2.特殊位置法(2)当1在千位时余下三位有35A =60,1不在千位时,千位有14A 种选法,个位有14A 种,余下的有24A ,共有14A 14A 24A =192所以总共有192+60=252 二. 间接法当直接法求解类别比较大时,应采用间接法。

如上例中(2)可用间接法2435462A A A +-=252例2 有五张卡片,它的正反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9,将它们任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三维书?分析:此例正面求解需考虑0与1卡片用与不用,且用此卡片又分使用0与使用1,类别较复杂,因而可使用间接计算:任取三张卡片可以组成不同的三位数333352A C ⨯⨯个,其中0在百位的有2242⨯C ⨯22A 个,这是不合题意的。

故共可组成不同的三位数333352A C ⨯⨯-2242⨯C ⨯22A =432(个) 三. 插空法 当需排元素中有不能相邻的元素时,宜用插空法。

例3 在一个含有8个节目的节目单中,临时插入两个歌唱节目,且保持原节目顺序,有多少中插入方法?分析:原有的8个节目中含有9个空档,插入一个节目后,空档变为10个,故有11019A A ⨯=100中插入方法。

四. 捆绑法 当需排元素中有必须相邻的元素时,宜用捆绑法。

例4 4名男生和3名女生共坐一排,男生必须排在一起的坐法有多少种?分析:先将男生捆绑在一起看成一个大元素与女生全排列有44A 种排法,而男生之间又有44A 种排法,又乘法原理满足条件的排法有:44A ×44A =576练习1.四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有 种(3324A C )2. 某市植物园要在30天内接待20所学校的学生参观,但每天只能安排一所学校,其中有一所学校人数较多,要安排连续参观2天,其余只参观一天,则植物园30天内不同的安排方法有(1928129A C ⋅)(注意连续参观2天,即需把30天种的连续两天捆绑看成一天作为一个整体来选有129C 其余的就是19所学校选28天进行排列)五. 阁板法 名额分配或相同物品的分配问题,适宜采阁板用法例5 某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共 种 。

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我们总结一下排列组合概率及统计学,这个在高考中占据17分左右,但是又不是很难的内容。

这一块在高考中一般必有一道大题,一般是第19题12分,基础题在选择填空题中一般会考一题5分,不会很难,比较基础。

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。

允许重复的排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可以逐一安排各个元素的位置,一般地n不同的元素没有限制地安排在m 个位置上的排列数为mn种。

例:把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法
类型六、环排问题
类型七、多排问题
一般地,元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑,再分段研究。

类型八、小集团问题
小集团排列问题中,先整体后局部,再结合其他策略进行处理。

类型九、元素相同问题隔板策略
对于某些较复杂的、或较抽象的排列组合问题,可以利用转化思想,将其化归为简单的、具体的问题来求解。

有些排列组合问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出它的反面,再从整体中淘汰。

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减去,此时应注意既不能多减又不能少减。

类型十一、平均分组除法问题
类型十二、实际操作枚举问题
类型十三、具体问题具体分析
解含有约束条件的排列组合问题,可按元素的性质进行分类,按事件发生的连续过程分步,做到标准明确。

分步层次清楚,不重不漏,分类标准一旦确定要贯穿于解题过程的始终。

处理复杂的排列组合问题时可以把一个问题退化成一个简要的问题,通过解决这个简要的问题的解决找到解题方法,从而进下一步解决原来的问题。

总结
排列组合虽然模型多变,但是其实老师最喜欢的就是具体问题具体分析,根据最基础的加法原理和乘法原理,根据排列组合的问题去求解,去化简。

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