解排列组合问题常用方法(二十种)
一、定位问题优先法(特殊元素和特殊位置优先法)
1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数? 例1、由0,分析:特殊元素和特殊位置有特殊要求,应优先考虑。末位和首位有特殊要求。先排末位,从1,3,5三个数中任选一个共有C3种组合;然后排首位,从2,4和剩余的两个奇数中任选一个共有C4种组合;最后
113排中间三个数,从剩余四个数中任选三个共有A4种排列。由分步计数原理得C3C4A4?288。
311变式1、7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多
少不同的种法?
分析:先种两种不同的葵花在不受限制的四个花盒中共有A4种排列,再种其它葵花有A5种排列。由
25分步计数原理得A4A5?1440。
25二、相邻问题捆绑法
例2、7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻,共有多少种不同的排法?
分析:分三步。先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,将丙丁两元素也捆绑成整体看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时在两对相邻元素内部进行自排。由分步计数原理得
522A5A2A2?480。
变式2、某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为 。
2 分析:命中的三枪捆绑成一枪,与命中的另一枪插入未命中四枪形成的五个空位,共有A5种排列。 三、相离问题插空法
例3、一个晚会节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈不能连续出场,则节目出场顺序有多少种?
5分析:相离问题即不相邻问题。分两步。第一步排2个相声和3个独唱共有A5种排列,第二步将4个
舞蹈插入第一步排好后形成的6个空位中(包含首尾两个空位)共有A6种排列,由分步计数原理得
54A5A6?43200。
变式3、某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目,如果将这两个新节
4 目插入原节目单中且不相邻,那么不同插法的种数为 。
分析:将2个新节目插入原定5个节目排好后形成的6个空位中(包含首尾两个空位)共有A6种排列, 由分步计数原理得A6?30。
22四、定序问题除序(去重复)、空位、插入法
例4、7人排队,其中甲、乙、丙3人顺序一定,共有多少种不同的排法?
分析:(除序法)除序法也就是倍缩法或缩倍法。对于某几个元素顺序一定的排列问题,可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。共有不同排法种数为:
7A7?840。 3A3 (空位法)设想有7把椅子,让除甲、乙、丙以外的四人就坐,共有A7种坐法;甲、乙、丙坐
4其余的三个位置,共有1种坐法。总共有A7?840种排法。
4 思考:可以先让甲乙丙就坐吗?(可以)
(插入法)先选三个座位让甲、乙、丙三人坐下,共有C7种选法;余下四个空座位让其余四人
34就坐,共有A4种坐法。总共有C7A4?840种排法。
43变式4、10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少种不同的
排法?
分析:10人身高各不相等且从左至右身高逐渐增加,说明顺序一定。若排成一排,则只有一种排法;
5现排成前后两排,因此共有C10?252种排法。
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五、平均分组问题倍除法(去重复法)
例5、6本不同的书平均分成3堆,每堆2本,有多少种不同的分法?
222分析:分三步取书有C6C4C2种分法,但存在重复计数。记6本书为ABCDEF,若第一步取AB,
222第二步取CD,第三步取EF,该分法记为?AB,CD,EF?,则在C6C4C2中还有?AB,CD,EF?、
?AB,CD,EF?、?AB,CD,EF?、?AB,CD,EF?、?AB,CD,EF?共A33种分法 ,而这些分
22C62C4C2法仅是?AB,CD,EF?一种分法。总共应有种分法。平均分成的组,不管它们的顺序如何,都3A3n是一种情况,分组后一定要除以An(n为均分的组数),避免重复计数。
变式5①、将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队,有多少种不同的分法?
544 分析:分三步。第一步取5个队为一组,有C13种分法;余下8个队平均分成两组,每组4个队,有C8C4种分法,但存在重复计数。记8个队为ABCDEFGH,若第二步取ABCD,第三步取EFGH,该分法
2244记为?ABCD,EFGH?,则在C8种分法,而这A2种分法是同一种分C4中还有?EFGH,ABCD?共A24C84C4法。总共应有C?种分法。 2A2变式5②、10名学生分成3组,其中一组4人,另两组3人,正、副班长不能分在同一组,有多少种不
513同的分组方法?
分析:㈠总的分组方法:分三步。第一步取4人为一组,有C10种分法;余下6个人平均分成两组,
33每组3个人,有C6但存在重复计数。记6个人为ABCDEF,若第二步取ABC,第三步取DEF,C3种分法,
433该分法记为?ABC,DEF?,则在C6C3中还有?DEF,ABC?共A2种分法,而这A2种分法是同一种分
2233C6C3法。总共应有C??2100种分法。 2A2 ㈡正、副班长同分在4人一组:分三步。第一步在8人中取2人,加上正、副班长共4人为一
233组,有C8种分法;余下6个人平均分成两组,每组3个人,有C6C3种分法,但存在重复计数。记6个人
41033为ABCDEF,若第二步取ABC,第三步取DEF,该分法记为?ABC,DEF?,则在C6C3中还有33C6C?DEF,ABC?共A种分法,而这A种分法是同一种分法。总共应有C?23?280种分法。
A2222228 ㈢正、副班长同分在3人一组:分三步。第一步在8人中取4人,有C8种分法;第二步在余下的4人中取3人,有C4种分法;第三步余下1人加上正、副班长形成一组,只有一种分法。总共应有
3C84C4?280种分法。
3333C6C32C6C33 ㈠减㈡减㈢得:总共有C??C8?2?C84C4?2100?280?280?1540种分法。 2A2A2变式5③、某校高二年级共有6个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安 排2名,则不同的安排种数为 。
22分析:分三步。前两步将转入的4名学生平均分成两组,每组2名学生,有C4C2种分法,但存在重
41034复计数。记4名学生为ABCD,若第一步取AB,第二步取CD,该分法记为?AB,CD?,则在C4C2中
22还有?CD,AB?共A2种分法,而这A2种分法是同一种分法。第三步将分成的两组分配到6个班级,有A62222C4C22种分法。总共应有?A6?90种分法。 2A2六、元素相同问题隔板法
例6、有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?
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分析:隔板法也就是档板法。分两步。第一步:每班分配1个名额,只有1种分法;第二步:将剩下的3个名额分配给7个班。取7?1?6块相同隔板,连同3个相同名额排成一排,共9个位置。由隔板法知,
6在9个位置中任取6个位置排上隔板,有C9种排法。每一种插板方法对应一种分法,由分步计数原理知,6共有C9?84种分法。
变式6①、10个相同的球装入5个盒中,每盒至少一球,有多少中装法?
分析:分两步。第一步:每盒先装入1个球,只有1种装法;第二步:将剩下的5个球装入5个盒中。取5?1?4块相同隔板,连同5个相同的球排成一排,共9个位置。由隔板法知,在9个位置中任取4个
44位置排上隔板,有C9种排法。每一种插板方法对应一种装法,由分步计数原理知,共有C9 ?126种装法。变式6②、x?y?z?w?100,求这个方程的自然数解的组数。
分析:取4?1?3块相同隔板,连同100个相同的1排成一排,共103个位置。由隔板法知,在103个
33位置中任取3个位置排上隔板,有C103种排法。每一种插板方法对应一组数,共有C103?176851组数。 七、正难问题则反总体淘汰法(若直接法难,则用间接法) 例7、从01,,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字中取出三个,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种? 分析:直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法。十个数字中有5个偶数5个奇数,所取的三
312312个数字含有3个偶数的取法有C5,只含有1个偶数的取法有C5。淘C5,和为偶数的取法共有C5C5?C5汰和小于10的偶数共9种?0?2?4?、?0?2?6?、?0?1?3?、?0?1?5?、?0?1?7?、?0?1?9?、
123C5?C5?9。 ?2?1?3?、?2?1?5?、?4?1?3?,符合条件的取法共有C5变式7、一个班有43名同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少抽到一人的抽法有多少种?
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分析:未抽到正、副班长、团支部书记的抽法有C40种;正、副班长、团支部书记至少抽到一人的抽
55法有C43种。 ?C40八、重排问题求幂法
例8、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?
分析:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有7种分法,把第二名实习生分配到车间也有7种分法,依此类推,由分步计数原理共有76种不同的分法。
变式8①、某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前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,那么不同插法的种数为 。
分析:完成此事共分两步:把第一个新节目插入原定5个节目排后形成的六个空中,有6种插法;把第二个新节目插入前面6个节目排后形成的七个空中,有7种插法。由分步计数原理共有6?7?42种不同的插法。
变式8②、某8层大楼一楼电梯上来8名乘客,他们到各自的一层下电梯,下电梯的下法有多少种? 分析:完成此事共分八步:第一名乘客下电梯有7种下法,第二名乘客下电梯也有7种下法,依此类推,由分步计数原理共有78种不同的下法。
九、环(圆)排问题直排法
①环形排列问题:如果在圆周上m个不同的位置编上不同的号码,那么从n个不同的元素的中选取m个不同的元素排在圆周上不同的位置,这种排列和直线排列是相同的;如果从n个不同的元素的中选取m个不同的元素排列在圆周上,位置没有编号,元素间的相对位置没有改变,不计顺逆方向,这种排列和直线排列是不同的,这就是环形排列的问题。
②环形排列数:
一个m个元素的环形排列,相当于一个有m个顶点的多边形,沿相邻两个点的弧线剪断,再拉直就是形成一个直线排列,即一个m个元素的环形排列对应着m个直线排列。
设从n个元素中取出m个元素组成的环形排列数为N个,则对应的直线排列数为mN个。
mm又因为从n个元素中取出m个元素排成一排的排列数为An个,所以mN?An,即N?1mAn。 m③环形排列数公式:
解排列组合问题常用方法(共8页)
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