第三节排列与组合
1.排列与排列数 (1)排列:
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.
(2)排列数:
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数叫做从n个不同元素中
m
取出m个元素的排列数,记作An.
2.组合与组合数 (1)组合:
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
(2)组合数:
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,记作Cmn. 3.排列数、组合数的公式及性质
排列数 组合数 AmnmCn=m Amn?n-1?…?n-m+1?= m!=nAn=n!; mAn=n(n-1)(n-2)…(n-m+1) 公式 =n! ?n-m?!n! m!?n-m?!C0n=1; 性质 0!=1 n,m∈N*且m≤n mCn=Cnn--m_; m1mCn+Cm=Cn+1 n备注 [小题体验]
1.将8种不同的菜种任选4种种植在不同土质的4块地里,不同的种植方法有( )
A.24 C.70
B.1 680 D.840
4
解析:选B 由题可得,不同的种植方法有A8=8×7×6×5=1 680种.
2.(教材习题改编)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙两人所选的课程中恰有1门相同的选法有________种.
解析:依题意得知,满足题意的选法共有C1C1C14·3·2=24种. 答案:24
3.(2019·舟山模拟)用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为________.
3解析:依题意得,满足题意的组成方法有C12A4=48个.
答案:48
1.易混淆排列与组合问题,区分的关键是看选出的元素是否与顺序有关,排列问题与顺序有关,组合问题与顺序无关.
m2.计算An时易错算为n(n-1)(n-2)…(n-m).
3.易混淆排列与排列数,排列是一个具体的排法,不是数是一件事,而排列数是所有排列的个数,是一个正整数.
[小题纠偏]
221.方程3A3x=2Ax+1+6Ax的解为________.
解析:由排列数公式可知
3x(x-1)(x-2)=2(x+1)x+6x(x-1), ∵x≥3且x∈N*,
∴3(x-1)(x-2)=2(x+1)+6(x-1), 即3x2-17x+10=0, 2
解得x=5或x=(舍去),
3∴x=5. 答案:5
2.已知圆上有9个点,则任取三点构成一个三角形,这样的三角形的个数为________. 9×8×7解析:由题可得,三角形的个数为C3=84. 9=3×2×1答案:84
考点一 排列问题?重点保分型考点——师生共研?
[典例引领]
有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,求不同的排列方法总数. (1)选5人排成一排;
(2)排成前后两排,前排3人,后排4人; (3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾; (4)全体排成一排,女生必须站在一起; (5)全体排成一排,男生互不相邻.
解:(1)从7人中选5人排列,有A57=7×6×5×4×3=2 520(种).
3(2)分两步完成,先选3人站前排,有A7种方法,余下4人站后排,有A44种方法,共有
A3A47·4=5 040(种).
(3)法一:(特殊元素优先法)先排甲,有5种方法,其余6人有A6共有5×A66种排列方法,6
=3 600(种).
5法二:(特殊位置优先法)首尾位置可安排另6人中的两人,有A26种排法,其他有A5种25
排法,共有A6A5=3 600(种).
(4)(捆绑法)将女生看作一个整体与3名男生一起全排列,有A44种方法,再将女生全排
4列,有A4A44种方法,共有A4·4=576(种).
(5)(插空法)先排女生,有A44种方法,再在女生之间及首尾5个空位中任选3个空位安
3排男生,有A5种方法,共有A4A34·5=1 440(种).
[由题悟法]
求解排列应用问题的6种主要方法 直接法 优先法 捆绑法 插空法 定序问题除法处理 间接法 [即时应用]
1.用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( ) A.324 C.328
B.648 D.360
把符合条件的排列数直接列式计算 优先安排特殊元素或特殊位置 把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列 对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中 对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列 正难则反、等价转化的方法 解析:选C 首先应考虑“0”,当0排在个位时,有A29=9×8=72(个),当0排在十位
11时,有A1A24A8=4×8=32(个).当不含0时,有A4·8=4×8×7=224(个),由分类加法计数
原理,得符合题意的偶数共有72+32+224=328(个).
2.(2019·湖州调研)A,B,C,D,E等5名同学坐成一排照相,要求学生A,B不能同时坐在两旁,也不能相邻而坐,则这5名同学坐成一排的不同坐法共有______种.(用数字作答)
解析:先排C,D,E学生,有A33种坐法,A,B不能同时坐在两旁,也不能相邻而坐,
2322
有A24-A2种坐法,则共有A3(A4-A2)=60种坐法.
答案:60
3.(2019·诸暨模拟)将9个相同的小球放入3个不同的盒子中,要求每个盒子至少放一个小球,且每个盒子中的小球个数都不同,则不同的放法有________种.
解析:根据要求,小球的分类有1+2+6;1+3+5;2+3+4三类.所以满足要求的不同的放法有3A33=18种.
答案:18
考点二 组合问题?重点保分型考点——师生共研?
[典例引领]
某运动队有男运动员6名,女运动员4名,若选派5人外出比赛,在下列情形中各有多少种选派方法?
(1)男运动员3名,女运动员2名; (2)至少有1名女运动员.
32
解:(1)任选3名男运动员,方法数为C6,再选2名女运动员,方法数为C4,共有C3C26·4
=120(种)方法.
(2)法一:(直接法)至少1名女运动员包括以下几种情况: 1女4男,2女3男,3女2男,4女1男, 由分类加法计数原理可得总选法数为
4233241C14C6+C4C6+C4C6+C4C6=246(种).
法二:(间接法)“至少有1名女运动员”的反面是“全是男运动员”,因此用间接法求
5
解,不同选法有C510-C6=246(种).
[由题悟法]
1.解决组合应用题的2个步骤
(1)整体分类要注意分类时,不重复不遗漏,用到分类加法计数原理; (2)局部分步用到分步乘法计数原理. 2.解决含有附加条件的组合问题的2种方法
通常用直接法或间接法,应注意对“至少”“最多”“恰好”等词的含义的理解,对于涉及“至少”“至多”等词的组合问题,既可考虑反面情形即间接求解,也可以分类研
究进行直接求解.
[即时应用]
1.(2019·嘉善模拟)跨越台阶,可以一步跨越一级,也可以一步跨越两级,现有11级台阶,准备8步跨完,则不同的跨越方式有( )
A.165种 C.56种
B.120种 D.28种
解析:选C 11级台阶,8步跨完,则其中有3步是跨越两级的,则不同的跨越方式有C38=56种.故选C.
2.(2019·南昌模拟)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有( )
A.30种 C.60种
B.36种 D.72种
2解析:选A 甲、乙两人从4门课程中各选修2门有C24C4=36(种)选法,甲、乙所选
的课程中完全相同的选法有6种,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有36-6=30(种).
3.平面内有10个点,其中有4个点共线,此外再无任何3点共线,则从中任取2点,可以构成的不同的直线的条数为________;从中任取3点,能够构成的不同的三角形的个数为________.
2解析:构成直线的情况是,第一类,从不共线的6点中任取2点,可以构成C6=15条1
不同的直线;第二类,从共线的4点中任取一点,不共线的6点中任取一点,可以构成C16C4
=24条不同的直线;第三类,从共线的4点中任取2点,构成1条直线,所以满足条件的不同的直线有15+24+1=40条.
构成三角形的情况是,第一类,从不共线的6点中任取3点,可以构成C36=20个不同
1的三角形;第二类,从不共线的6点中任取2点,共线的4点中任取1点,可以构成C26C4=
60个不同的三角形;第三类,从不共线的6点中任取1点,共线的4点中任取2点,可以
2构成C16C4=36个不同的三角形.所以满足条件的三角形的个数为20+60+36=116.
答案:40 116
考点三 排列、组合的综合应用?题点多变型考点——多角探明? [锁定考向]
排列与组合是高考命题的一个热点,多以选择题或填空题的形式呈现,试题难度不大,多为容易题或中档题.
常见的命题角度有:
(1)简单的排列与组合的综合问题; (2)分组、分配问题.
2020年浙江高考数学一轮复习:排列与组合
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