排列与组合
1.理解排列的概念及排列数公式,并能利用公式解决一些简单的实际问题.
2.理解组合的概念及组合数公式,并能利用公式解决一些简单的实际问题.
知识聚焦 不简单罗列
1.排列与组合的概念
2.排列数与组合数
(1)从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有__________的个数,叫作从n个不同元素中取出m个元素的排列数.
(2)从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有__________的个数,叫作从n个不同元素中取出m个元素的组合数.
3.排列数、组合数的公式及性质 n!(1)Anm=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)= (n-m)!公式 n!Anmn(n-1)(n-2)…(n-m+1)(2)Cn=m==(n,Amm!m!(n-m)!mm∈N*,且m≤n), 特别地,Cn0=1 性质 (1)0!=1;Ann=n! --(2)Cnm=Cnnm;Cn+1m=Cnm+Cnm1 正本清源 不单纯记忆
■ 链接教材
1.[教材改编] 5名运动员站成一排照相,共有________种不同的站法.
2.[教材改编] 从5名女同学和4名男同学中选出4人参加演讲比赛,男、女同学分别至少有1名,则有________种不同的选法.
3.将7个不同的小球全部放入编号为2和3的两个小盒子里,使得每个盒子里的球的个数不小于盒子的编号,则不同的放球方法共有________种(用数字作答).
■ 易错问题
4.解有关赛制的问题:要弄清比赛规则和比赛局数,再分类考虑.
甲、乙两人进行乒乓球比赛,先赢3局者获胜(无平局),决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次不同视为不同情形)共有________种.
■ 通性通法
5.排列问题:关键在于“有序”.
我国第一艘航母“辽宁舰”在某次舰载机起降飞行训练中,有甲、乙、丙、丁、戊5架歼-15飞机准备着舰,如果甲、乙两机必须相邻着舰,而丙、丁两机不能相邻着舰,那么不同的着舰方法种数为________.
6.组合问题:关键在于“无序”.
从3名骨科、4名脑外科和5名内科医生中选派5人组成一个抗震救灾医疗小组,则骨科、脑外科和内科医生都至少有1人的选派方法种数是________.(用数字作答)
探究点一 排列问题
1 (1)已知身穿红、黄两种颜色衣服的各有2人,身穿蓝颜色衣服的有1人,现将这5人排成一排,要求穿相同颜色衣服的人不能相邻,则不同的排法共有( )
A.48种 B.72种 C.78种 D.84种
(2)将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少1张.如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同的分法种数是________.
[总结反思] (1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法.在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.
(2)有限制条件的排列问题的常用方法:相邻问题采用捆绑法,不相邻问题采用插空法. 式题 用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有( )
A.144个 B.120个 C.96个 D.72个 探究点二 组合问题
2 将5名同学分配到A,B,C 3个宿舍中,每个宿舍至少安排1名,其中甲同学不能分配到A宿舍,则不同的分配方案种数是( )
A.76 B.100 C.132 D.150
[总结反思] 解决组合问题两类题型的方法:
(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.
(2)“至少”或“最多”含有几个元素的组合题型:若直接分类复杂,则间接求解. 式题 (1) 计划将排球、篮球、乒乓球3个项目的比赛安排在四个不同的体育馆举办,每个项目的比赛只能安排在一个体育馆进行,则在同一个体育馆比赛的项目不超过2个的安排方案共有( )
A.60种 B.42种 C.36种 D.24种
(2)有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组,则不同的选法共有( )
A.60种 B.70种 C.75种 D.150种 探究点三 分组分配问题 考向1 整体均分问题 3 某校高二年级共有6个班,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的2个班且每班安排2名,则不同的安排方案种数为( )
1
A.A62C42 B.A62C42
2
C.A62A42 D.2A62
[总结反思] 对于整体均分问题,往往是先分组再排列.在解题时要注意分组后,不管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后一定要除以Ann(n为均分的组数),避免重复计数.
式题 将标号为1,2,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子中,若每个盒子放2个,其中标号为1,2的小球放入同一个盒子中,则不同的放法共有( )
A.12种 B.16种 C.18种 D.36种
考向2 部分均分问题 4 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1名教师,则不同的分配方法有( )
A.80种 B.90种 C.120种 D.150种
[总结反思] 对于部分均分问题,解题时注意重复的次数是均匀分组的阶乘数,即若有m
组元素个数相等,则分组时应除以m!.
式题 某学校推荐甲、乙、丙、丁4名同学参加A,B,C三所大学的自主招生考试.每名同学只推荐一所大学,每所大学至少推荐1名,则不推荐甲同学到A大学的推荐方案有( )
A.24种 B.48种 C.54种 D.60种
考向3 不等分问题 5 5名医生和3名护士被分配到甲、乙2所学校为学生体检,每所学校至少分配2名医生和1名护士,则不同的分配方法有( )
A.30种 B.60种 C.120种 D.240种
[总结反思] 对于不等分问题,首先要对分配数量的可能情形进行一一列举,然后再对每一种情形分类考虑.在每一类的计数中,又要考虑是分步计数还是分类计数,是排列问题还是组合问题.
式题 (1)把3位老师分配到4个贫困村调查义务教育实施情况,若每个村最多去2个人,则不同的分配方法有________种.
(2)甲、乙两位兽医对动物园的三只老虎、两只狮子进行体检.若要求每位兽医至少检查两种动物各一只,则不同的体检任务分配方案有________种.
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创新应用 8.巧用模型法求解排列组合问题
【典例】 把20个相同的球全部装入编号分别为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不小于其编号数,则共有________种不同的放法.
思路 本题可先向1,2,3号三个盒子中分别装入0,1,2个球,再将剩下的17个球随意分成三份装入盒子中即可.
答案 120
解析 题目有限制条件,不能直接运用隔板法,但可转化为隔板问题,向1,2,3号三个盒子中分别装入0,1,2个球后,还剩余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C162=120(种)不同的放法.
排列与组合的根本区别在于是“有序”还是“无序”,对于将若干个相同小球放入几个不同的盒子中这类问题可利用“隔板法”求解,实质上是最终转化为组合问题.对于一些特定的排列组合问题,要根据问题的特点,把握问题的本质,通过联想、类比构建模型是其求解的关键. 【跟踪练习】 (1)12名同学站成两排合影,前排4人后排8人,现摄影师要从后排8人中抽2人调整到前排,若其他人的相对顺序不变,则不同的调整方法的种数是( )
A.C82A32 B.C82A66 C.C82A62 D.C82A52