排列组合题型总结
排列组合问题千变万化,解法灵活,条件隐晦,思维抽象,难以找到解题的突破口。因 而在求解排列组合应用题时,除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免重复遗漏外,还 应注意积累排列组合问题得以快速准确求解。 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 A5 ,其余 2 位有四个可供选择 A4 ,由乘法 原理:
2
2
A A =240
25
24
2.特殊位置法
(2)当 1在千位时余下三位有 A5 =60,1 不在千位时,千位有 A4种选法,个位有 A4种, 余下
3
1
1
的有 A4 ,共有 A4 A4 A4=192所以总共有 192+60=252
2
1
1
2
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
A6 2A5 A4 =252
4
3
2
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
2
2
2
C5 2 A3
3
3
3
35
3
33
24
个,其中 0 在百位的有 C4 2 A2个,这是不合题意的。故共可组成不同的三位数 C 2 A - C2 A =432(个)
2
22
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 A9 A10 =100中插入方法。
1
1
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 A4种排法,又乘法原理满足条件的排法有: A4× A4 =576
4
4
4
A4 种排法,而男生之间又有
4
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( C A)
24
33
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( C29
1
A28 )(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 C29其余的
19
1
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 。
分析:此例的实质是 12 个名额分配给 8 个班,每班至少一个名额,可在 12 个名额种的 11个空当中插入 7 块闸板,一种插法对应一种名额的分配方式,故有 C11种
7
练习 1.(a+b+c+d) 有多少项?
15
当项中只有一个字母时,有 C4种(即 a.b.c.d 而指数只有 15 故C4 C14。
1
1
0
当项中有 2 个字母时,有 C4而指数和为 15,即将 15 分配给 2 个字母时,如何分,闸板 法一分
2
为 2, C即C C
114
24
114
当项中有 3 个字母时 C4指数 15 分给 3 个字母分三组即可 C4C14
3
3
2
当项种 4 个字母都在时 C4 C14 四者都相加即可.
4
3
练习 2.有 20个不加区别的小球放入编号为 1,2,3 的三个盒子里,要求每个盒子内的 球数不少编号数,问有多少种不同的方法?( C16 )
2
3.不定方程 X1+X2+X3+?+X50=100 中不同的整数解有( C99 )
49
六. 平均分堆问题 例 6 6 本不同的书平均分成三堆,有多少种不同的方法?
分析:分出三堆书( a1,a 2),(a 3,a4),(a5,a6)由顺序不同可以有 A3 =6种,而这 6种分法
3
只算一种分堆方式,故 6 本不同的书平均分成三堆方式有
CCC =15种
26
24
22
2 2
练习: 1.6本书分三份, 2份1本,1份 4本,则有不同分法?
2.某年级 6 个班的数学课,分配给甲乙丙三名数学教师任教,每人教两个班,则分派方法 的种数。
七. 合并单元格解决染色问题
例 7 (全国卷(文、理))如图 1,一个地区分为 5 个行政区域,现给地图着色,要求相 邻区域不 得使用同一颜色,现有四种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字 作答)。 分析:颜色相同的区域可能是 2、3、4、5. 下面分情况讨论 :
( ⅰ)当 2、4颜色相同且 3、5颜色不同时,将 2、4合并成一个单元格,此时不同的着色方
法相当于 4 个元素
①③⑤的全排列数
2,4
4A4
(ⅱ)当 2、4颜色不同且 3、5 颜色相同时,与情形 ( ⅰ)类似同理可得 种着色法.
4A4
(ⅲ)当 2、4与 3、5 分别同色时,将 2、4;3、5分别合并,这样仅有三个单元格
2,4 3,5
①
从 4 种颜色中选 3 种来着色这三个单元格,计有
由加法原理知:不同着色方法共有 2
433A4 C4 A3
33C4 A3
种方法.
4 3 3
=48+24=72(种)
练习 1(天津卷(文))将 3 种作物种植
1 2 3 4 5 在如图的 5 块试验田里,每快种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一作物 , 不同的种植方法共 种(以数字作答) ( 72)
2.(江苏、辽宁、天津卷(理) )某城市中心广场建造一个花圃,花圃 6 分为个部分(如图 3),现要栽种 4 种颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分不能栽种 同一样颜色的话,不同的 栽种方
法有
种(以数字作答).( 120)
图3 图4
3.如图 4,用不同的 5 种颜色分别为 ABCDE五部分着色,相邻部
分不能用同一颜色,但同 一种颜色可以反复使用也可以不用,则符合这种要求的不同着色种数. ( 540)
4.如图 5:四个区域坐定 4 个单位的人,有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿 同种颜色
的服装,且相邻两区域的颜色不同,不相邻区域颜色相同,不相邻区域颜色相同与
A
否不受限制,那么不同的着色方法是 种(84)
图5 图6
5.将一四棱锥 ( 图 6) 的每个顶点染一种颜色,并使同一条棱的
两端点异色,若只有五种颜 色可供使用,则不同的染色方法共 种( 420) 八. 递推法
例八 一楼梯共 10 级,如果规定每次只能跨上一级或两级,要走上这 10 级楼梯,共有多少 种不同的走法?
分析:设上 n 级楼梯的走法为 an种,易知 a1=1,a 2=2,当 n≥2 时,上 n 级楼梯的走法可分 两类:第一类: 是最后一步跨一级,有 an-1 种走法, 第二类是最后一步跨两级,有 an-2 种走法, 由 加 法 原 理 知 :
an=an-1+ an-2, 据 此 ,
a3=a1+a2=3,a 4=a#+a2=5,a 5=a4+a3=8,a 6=13,a 7=21,a 8=34, a9=55,a 10=89.故走上 10级楼梯共有 89 种
不同的方法。 九. 几何问题
1 .四面体的一个顶点位 A,从其它顶点与各棱中点取 3 个点,使它们和点 A在同一平面上, 不同的取
法有 种( 3 C5+3=33)
3
2.四面体的棱中点和顶点共 10个点( 1)从中任取 3 个点确定一个平面,共能确定多少个平
面?
( C10 -4 C6+4-3 C +3-6C +6+2×6=29)
3
3
34
34
(2) 以这 10 个点为顶点,共能确定多少格凸棱锥? 三棱锥 C10-4C6-6C4-3C4=141 四棱锥 6
4
4
4
4
×4×4=96 3 ×6=18 共有 114 十.先选后排法
例9 有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需 1人承担,从10人中选派 4人承担这三项 任务,不同的选派方法有( )
A.1260 种 B.2025 种 C.2520 种 D.5054 种
分析:先从 10 人中选出 2 人 十一.用转换法解排列组合问题
例 10.某人连续射击 8 次有四次命中,其中有三次连续命中,按“中”与“不中”报告结 果,不同的结果有多少种.
解 把问题转化为四个相同的黑球与四个相同白球,其中只有三个黑球相邻的排列问 题. A5 =20 种
2
例11.个人参加秋游带 10瓶饮料,每人至少带 1 瓶,一共有多少钟不同的带法.
解 把问题转化为 5 个相同的白球不相邻地插入已经排好的 10个相同的黑球之间的 9 个空隙 种的排列问题. C9=126 种
5
例 12 从 1 ,2 ,3,?, 1000 个自然数中任取 10 个不连续的自然数, 有多少种不同的去法. 解 把稳体转化为 10 个相同的黑球与 990 个相同白球,其其中黑球不相邻的排列问题。 C991 例13 某城市
10
街道呈棋盘形,南北向大街 5 条,东西向大街 4 条,一人欲从西南角走到东北 角,路程最短的走法有多少种.
解 无论怎样走必须经过三横四纵,因此,把问题转化为 3 个相同的白球与四个相同的黑 球的排列问题. C7=35(种)
3
例14 一个楼梯共 18 个台阶 12 步登完,可一步登一个台阶也可一步登两个台阶,一共有多 少种不同
的走法.
解 根据题意要想 12步登完只能 6个一步登一个台阶, 6 个一步登两个台阶,因此,把问 题转化为 6 个相同的黑球与 6个相同的白球的排列问题. C12 =924(种).
6
例15 求(a+b+c) 的展开式的项数.
10
解 展开使的项为 abc,且α+β+γ=10,因此,把问题转化为 2 个相同的黑球与 10 个相
α
β
γ
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