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文檔簡介
1、排列組合基礎(chǔ)知識及習(xí)題分析在介紹排列組合方法之前我們先來了解一下基本的運算公式!C53(543)/(321)C62(65)/(21)通過這2個例子看出nCmn公式是種子數(shù)M開始與自身連續(xù)的N個自然數(shù)的降序乘積做為分子。以取值N的階層作為分母p53543p66654321通過這2個例子pmn從M開始與自身連續(xù)N個自然數(shù)的降序乘積當(dāng)NM時即M的階層排列、組合的本質(zhì)是研究“從n個不同的元素中,任取m(mn)個元素,有序和無序擺放的各種可能性”.區(qū)別排列與組合的標(biāo)志是“有序”與“無序”.解答排列、組合問題的思維模式有二:其一是看問題是有序的還是無序的?有序用“排列”,無序用“組合”;其二是看問題需要分
2、類還是需要分步?分類用“加法”,分步用“乘法”.分類:“做一件事,完成它可以有n類方法”,這是對完成這件事的所有辦法的一個分類.分類時,首先要根據(jù)問題的特點確定一個適合于它的分類標(biāo)準(zhǔn),然后在這個標(biāo)準(zhǔn)下進行分類;其次,分類時要注意滿足兩條基本原則:完成這件事的任何一種方法必須屬于某一類;分別屬于不同兩類的兩種方法是不同的方法.分步:“做一件事,完成它需要分成n個步驟”,這是說完成這件事的任何一種方法,都要分成n個步驟.分步時,首先要根據(jù)問題的特點,確定一個可行的分步標(biāo)準(zhǔn);其次,步驟的設(shè)置要滿足完成這件事必須并且只需連續(xù)完成這n個步驟后,這件事才算最終完成.兩個原理的區(qū)別在于一個和分類有關(guān),一個與
3、分步有關(guān).如果完成一件事有n類辦法,這n類辦法彼此之間是相互獨立的,無論那一類辦法中的那一種方法都能單獨完成這件事,求完成這件事的方法種數(shù),就用加法原理;如果完成一件事需要分成n個步驟,缺一不可,即需要依次完成所有的步驟,才能完成這件事,而完成每一個步驟各有若干種不同的方法,求完成這件事的方法種類就用乘法原理.在解決排列與組合的應(yīng)用題時應(yīng)注意以下幾點:1有限制條件的排列問題常見命題形式:“在”與“不在”“鄰”與“不鄰”在解決問題時要掌握基本的解題思想和方法:“相鄰”問題在解題時常用“合并元素法”,可把兩個以上的元素當(dāng)做一個元素來看,這是處理相鄰最常用的方法. “不鄰”問題在解題時最常用的是“插
4、空排列法”. “在”與“不在”問題,常常涉及特殊元素或特殊位置,通常是先排列特殊元素或特殊位置. 元素有順序限制的排列,可以先不考慮順序限制,等排列完畢后,利用規(guī)定順序的實情求出結(jié)果. 2有限制條件的組合問題,常見的命題形式: “含”與“不含” “至少”與“至多” 在解題時常用的方法有“直接法”或“間接法”. 3 在處理排列、組合綜合題時,通過分析條件按元素的性質(zhì)分類,做到不重、不漏,按事件的發(fā)生過程分步,正確地交替使用兩個原理,這是解決排列、組合問題的最基本的,也是最重要的思想方法。. * 提供10道習(xí)題供大家練習(xí) 1、三邊長均為整數(shù),且最大邊長為11的三角形的個數(shù)為( C ) (A)25個
5、 (B)26個 (C)36個 (D)37個 - 【解析】 根據(jù)三角形邊的原理 兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊 可見最大的邊是11 則兩外兩邊之和不能超過22 因為當(dāng)三邊都為11時 是兩邊之和最大的時候 因此我們以一條邊的長度開始分析 如果為11,則另外一個邊的長度是11,10,9,8,7,6,。1 如果為10 則另外一個邊的長度是10,9,8。2, (不能為1 否則兩者之和會小于11,不能為11,因為第一種情況包含了11,10的組合) 如果為9 則另外一個邊的長度是 9,8,7,。3 (理由同上 ,可見規(guī)律出現(xiàn)) 規(guī)律出現(xiàn) 總數(shù)是1197。1(111)6236 2、 (1)將4封信投入
6、3個郵筒,有多少種不同的投法? - 【解析】 每封信都有3個選擇。信與信之間是分步關(guān)系。比如說我先放第1封信,有3種可能性。接著再放第2封,也有3種可能性,直到第4封, 所以分步屬于乘法原則 即333334 (2)3位旅客,到4個旅館住宿,有多少種不同的住宿方法? - 【解析】跟上述情況類似 對于每個旅客我們都有4種選擇。彼此之間選擇沒有關(guān)系 不夠成分類關(guān)系。屬于分步關(guān)系。如:我們先安排第一個旅客是4種,再安排第2個旅客是4種選擇。知道最后一個旅客也是4種可能。根據(jù)分步原則屬于乘法關(guān)系 即 44443 (3)8本不同的書,任選3本分給3個同學(xué),每人一本,有多少種不同的分法? - 【解析】分步來
7、做 第一步:我們先選出3本書 即多少種可能性 C8取356種 第二步:分配給3個同學(xué)。 P336種 這 里稍微介紹一下為什么是P33 ,我們來看第一個同學(xué)可以有3種書選擇,選擇完成后,第2個同學(xué)就只剩下2種選擇的情況,最后一個同學(xué)沒有選擇。即321 這是分步選擇符合乘法原則。最常見的例子就是 1,2,3,4四個數(shù)字可以組成多少4位數(shù)? 也是滿足這樣的分步原則。 用P來計算是因為每個步驟之間有約束作用 即下一步的選擇受到上一步的壓縮。 所以該題結(jié)果是566336 3、 七個同學(xué)排成一橫排照相. (1) 某甲不站在排頭也不能在排尾的不同排法有多少種? (3600) - 【解析】 這個題目我們分2步
8、完成 第一步: 先給甲排 應(yīng)該排在中間的5個位置中的一個 即C5取15 第二步: 剩下的6個人即滿足P原則 P66720 所以 總數(shù)是72053600 (2)某乙只能在排頭或排尾的不同排法有多少種? (1440) - 【解析】 第一步:確定乙在哪個位置 排頭排尾選其一 C2取12 第二步:剩下的6個人滿足P原則 P66720 則總數(shù)是 72021440 (2) 甲不在排頭或排尾,同時乙不在中間的不同排法有多少種? (3120) - 【解析】特殊情況先安排特殊 第一種情況:甲不在排頭排尾 并且不在中間的情況 去除3個位置 剩下4個位置供甲選擇 C4取14, 剩下6個位置 先安中間位置 即除了甲乙
9、2人,其他5人都可以 即以5開始,剩下的5個位置滿足P原則 即5P555120600 總數(shù)是46002400 第2種情況:甲不在排頭排尾, 甲排在中間位置 則 剩下的6個位置滿足P66720 因為是分類討論。所以最后的結(jié)果是兩種情況之和 即 24007203120 (4)甲、乙必須相鄰的排法有多少種? (1440) - 【解析】相鄰用捆綁原則 2人變一人,7個位置變成6個位置,即分步討論 第1: 選位置 C6取16 第2: 選出來的2個位置對甲乙在排 即P222 則安排甲乙符合情況的種數(shù)是2612 剩下的5個人即滿足P55的規(guī)律120 則 最后結(jié)果是 120121440 (5)甲必須在乙的左邊
10、(不一定相鄰)的不同排法有多少種?(2520) - 【解析】 這個題目非常好,無論怎么安排甲出現(xiàn)在乙的左邊 和出現(xiàn)在乙的右邊的概率是一樣的。 所以我們不考慮左右問題 則總數(shù)是P775040 ,根據(jù)左右概率相等的原則 則排在左邊的情況種數(shù)是504022520 4、用數(shù)字0,1,2,3,4,5組成沒有重復(fù)數(shù)字的數(shù). (1)能組成多少個四位數(shù)? (300) - 【解析】 四位數(shù) 從高位開始到低位 高位特殊 不能排0。 則只有5種可能性 接下來3個位置滿足P53原則54360 即總數(shù)是 605300 (2)能組成多少個自然數(shù)? (1631) - 【解析】自然數(shù)是從個位數(shù)開始所有情況 分情況 1位數(shù):
11、C6取16 2位數(shù): C5取2P22C5取1P1125 3位數(shù): C5取3P33C5取2P222100 4位數(shù): C5取4P44C5取3P333300 5位數(shù): C5取5P55C5取4P444600 6位數(shù): 5P555120600 總數(shù)是1631 這里解釋一下計算方式 比如說2位數(shù): C5取2P22C5取1P1125 先從不是0的5個數(shù)字中取2個排列 即C5取2P22 還有一種情況是從不是0的5個數(shù)字中選一個和0搭配成2位數(shù) 即C5取1P11 因為0不能作為最高位 所以最高位只有1種可能 (3)能組成多少個六位奇數(shù)? (288) - 【解析】高位不能為0 個位為奇數(shù)1,3,5 則 先考慮低位
12、,再考慮高位 即 34P441224288 (3) 能組成多少個能被25整除的四位數(shù)? (21) - 【解析】 能被25整除的4位數(shù)有2種可能 后2位是25: 339 后2位是50: P424312 共計91221 (5)能組成多少個比201345大的數(shù)? (479) - 【解析】 從數(shù)字201345 這個6位數(shù)看 是最高位為2的最小6位數(shù) 所以我們看最高位大 于等于2的6位數(shù)是多少? 4P554120480 去掉 201345這個數(shù) 即比201345大的有4801479 (6)求所有組成三位數(shù)的總和. (32640) - 【解析】每個位置都來分析一下 百位上的和:M1=100P52(5+4+
13、3+2+1) 十位上的和:M2=4410(5+4+3+2+1) 個位上的和:M3=44(5+4+3+2+1) 總和 MM1+M2+M3=32640 5、生產(chǎn)某種產(chǎn)品100件,其中有2件是次品,現(xiàn)在抽取5件進行檢查. (1)“其中恰有兩件次品”的抽法有多少種? (152096) 【解析】 也就是說被抽查的5件中有3件合格的 ,即是從98件合格的取出來的 所以 即C2取2C98取3152096 (2)“其中恰有一件次品”的抽法有多少種? (7224560) 【解析】同上述分析,先從2件次品中挑1個次品,再從98件合格的產(chǎn)品中挑4個 C2取1C98取47224560 (3)“其中沒有次品”的抽法有多
14、少種? (67910864) 【解析】則即在98個合格的中抽取5個 C98取567910864 (4)“其中至少有一件次品”的抽法有多少種? (7376656) 【解析】全部排列 然后去掉沒有次品的排列情況 就是至少有1種的 C100取5C98取57376656 (5)“其中至多有一件次品”的抽法有多少種? (75135424) 【解析】所有的排列情況中去掉有2件次品的情況即是至多一件次品情況的 C100取5C98取375135424 6、從4臺甲型和5臺乙型電視機中任意取出3臺,其中至少要有甲型和乙型電視機各1臺,則不同的取法共有( ) (A)140種 (B)84種 (C)70種 (D)35
15、種 - 【解析】根據(jù)條件我們可以分2種情況 第一種情況:2臺甲1臺乙 即 C4取2C5取16530 第二種情況:1臺甲2臺乙 即 C4取1C5取241040 所以總數(shù)是 304070種 7、在50件產(chǎn)品中有4件是次品,從中任抽5件,至少有3件是次品的抽法有_種. - 【解析】至少有3件 則說明是3件或4件 3件:C4取3C46取24140 4件:C4取4C46取146 共計是 4140464186 8、有甲、乙、丙三項任務(wù), 甲需2人承擔(dān), 乙、丙各需1人承擔(dān).從10人中選派4人承擔(dān)這三項任務(wù), 不同的選法共有( C ) (A)1260種 (B)2025種 (C)2520種 (D)5040種
16、【解析】分步完成 第一步:先從10人中挑選4人的方法有:C10取4210 第二步:分配給甲乙并的工作是C4取2C2取1C1取162112種情況 則根據(jù)分步原則 乘法關(guān)系 210122520 9、12名同學(xué)分別到三個不同的路口進行車流量的調(diào)查,若每個路口4人,則不同的分配方案共有_種 C(4,12)C(4,8)C(4,4) 【解析】每個路口都按次序考慮 第一個路口是C12取4 第二個路口是C8取4 第三個路口是C4取4 則結(jié)果是C12取4C8取4C4取4 可能到了這里有人會說 三條不同的路不是需要P33嗎 其實不是這樣的 在我們從12人中任意抽取人數(shù)的時候,其實將這些分類情況已經(jīng)包含了對不同路的
17、情況的包含。 如果再P33 則是重復(fù)考慮了. 如果這里不考慮路口的不同 即都是相同路口 則情況又不一樣 因為我們在分配人數(shù)的時候考慮了路口的不同。所以最后要去除這種可能情況 所以在上述結(jié)果的情況下要P33 10、在一張節(jié)目表中原有8個節(jié)目,若保持原有節(jié)目的相對順序不變,再增加三個節(jié)目,求共有多少種安排方法? 990 【解析】 這是排列組合的一種方法 叫做2次插空法 直接解答較為麻煩,故可先用一個節(jié)目去插9個空位,有P(9,1)種方法;再用另一個節(jié)目去插10個空位,有P(10,1)種方法;用最后一個節(jié)目去插11個空位,有P(11,1)方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法為P(9,1)P(10,
18、1)P(11,1)=990種。 另解:先在11個位置中排上新添的三個節(jié)目有P(11,3)種,再在余下的8個位置補上原有的8個節(jié)目,只有一解,所以所有方法有P3111=990種。 解決排列組合問題的策略 1、 逆向思維法:我們知道排列組合都是對一個元素集合進行篩選排序。我們可以把這個集合看成數(shù)學(xué)上的單位1,那么1ab 就是我們構(gòu)建逆向思維的數(shù)學(xué)模型了, 當(dāng)a不利于我們運算求解的時候,我們不妨從b的角度出發(fā)思考,這樣同樣可以求出a1b。 例題:7個人排座,甲坐在乙的左邊(不一定相鄰)的情況有多少種? 例題:一個正方體有8個頂點 我們?nèi)我膺x出4個,有多少種情況是這4個點可以構(gòu)成四面體的。 例題:用0
19、,2,3,4,5這五個數(shù)字,組成沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù),其中偶數(shù)共有( ) A24個 B30個 C40個 D60個 2、解含有特殊元素、特殊位置的題采用特殊優(yōu)先安排的策略: (1)無關(guān)型:兩個特殊位置上分別可取的元素所組成的集合的交是空集 例題:用0,1,2,3,4,5六個數(shù)字可組成多少個被10整除且數(shù)字不同的六位數(shù)? (2)包含型:兩個特殊位置上分別可取的元素所組成集合具有包合關(guān)系 例題:用0,1,2,3,4,5六個數(shù)字可組成多少個被5整除且數(shù)字不同的六位奇數(shù)? P55P441202496 用0,1,2,3,4,5六個數(shù)字可組成多少個被25整除且數(shù)字不同的六位數(shù)? 25,75 (3321)2P
20、44362460 (3)影響型:兩個特殊位置上可取的元素既有相同的,又有不同的。 例題:用1,2,3,4,5這五個數(shù)字,可以組成比20000大并且百位數(shù)字不是3的沒有重復(fù)數(shù)字的五位數(shù)有多少個? 3.解含有約束條件的排列組合問題一采用合理分類與準(zhǔn)確分步的策略 例題:平面上4條平行直線與另外5條平行直線互相垂直,則它們構(gòu)成的矩形共有_個。 簡析:按構(gòu)成矩形的過程可分為如下兩步:第一步先在4條平行線中任取兩條,有C4取2種取法;第二步再在5條平行線中任取兩條,有C5取2種取法。這樣取出的四條直線構(gòu)成一個矩形,據(jù)乘法原理,構(gòu)成的矩形共有610=60個 4、解排列組臺混合問題采用先選后排策略 對于排列與
21、組合的混合問題,可采取先選出元素,后進行排列的策略。 例:4個不同小球放入編號為1、2、3、4的四個盒子,則恰有一個空盒的放法有_種。144 5、插板法 插板法的條件構(gòu)成: 1元素相同,2分組不同,3必須至少分得1個 插板法的類型: (1)、10塊奶糖分給4個小朋友,每個小朋友至少1塊,則有多少種分法?(典型插板法 點評略) (2)、10塊奶糖分給4個小朋友有多少種方法?(湊數(shù)插板法: 這個題目對照插板法的3個條件我們發(fā)現(xiàn) 至少滿足1個這個條件沒有, 所以我們必須使其滿足,最好的方法 就是用14塊奶糖來分,至少每人1塊 ,當(dāng)每個人都分得1塊之后,剩下的10塊就可以隨便分了,就回歸到了原題) (
22、3)、10塊奶糖放到編號為1,2,3的3個盒子里,每個盒子的糖數(shù)量不少于其編號數(shù),則有幾種方法?(定制插板法: 已然是最后一個條件不滿足,我們該怎么處理呢,應(yīng)該學(xué)會先去安排 使得每個盒子都差1個,這樣就保證每個盒子必須分得1個,從這個思路出發(fā),跟第二個例題是姊妹題 思路是一樣的 對照條件 想辦法使其和條件吻合?。?(4)、8塊奶糖和另外3個不同品牌的水果糖要放到編號為111的盒子里面,每個盒子至少放1個,有多少種方法?(多次插空法 這里不多講,見我排列組合基礎(chǔ)講義) 6、遞歸法(枚舉法) 公考也有這樣的類型, 排錯信封問題,還有一些郵票問題 歸納法: 例如:5封信一一對應(yīng)5個信封,其中有3個封
23、信裝錯信封的情況有多少種? 枚舉法:例如:10張相同的郵票 分別裝到4個相同的信封里面,每個信封至少1張郵票,有多少種方法? 枚舉:8 1,1,1,7 1,1,2,6 1,1,3,5 1,1,4,4 1,2,2,5 1,2,3,4 1,3,3,3 2,2,2,4 2,2,3,3 9種方法! 疑難問題 1、如何驗證重復(fù)問題 2、關(guān)于位置與元素的相同問題, 例如: 6個人平均分配給3個不同的班級,跟 6個學(xué)生平分成3組的區(qū)別 3.關(guān)于排列組合里面,充分運用對稱原理。 例題: 1,2,3,4,5 五個數(shù)字可以組成多少個十位數(shù)小于個位數(shù)的四位數(shù)? 例題:7個人排成一排,其中甲在乙右邊(可以不相鄰)的情
24、況有多少種? 注解:分析2種對立情況的概率,即可很容易求解。 當(dāng)對立情況的概率相等,即對稱原理。 4、環(huán)形排列和線性排列問題。(見我的基礎(chǔ)排列組合講義二習(xí)題講解) 例如:3個女生和4個男生圍坐在一個圓桌旁。 問有多少種方法? 例如:3對夫婦圍坐在圓桌旁,男女間隔的坐法有多少種? 注解:排列組合中,特殊的地方在于,第一個坐下來的人是作為參照物,所以不納入排列的范疇,我們知道,環(huán)形排列中 每個位置都是相對的位置,沒有絕對位置,所以需要有一個人坐下來作為參照位置。 5、幾何問題:見下面部分的內(nèi)容。 例析立體幾何中的排列組合問題 在數(shù)學(xué)中,排列、組合無論從內(nèi)容上還是從思想方法上,都體現(xiàn)了實際應(yīng)用的觀點
25、。 1 點 11 共面的點 例題: 四面體的一個頂點為A,從其它頂點與棱的中點中取3個點,使它們和點A在同一平面上,不同的取法有( ) A30種 B33種 C36種 D39種 答案:B 點評:此題主要考查組合的知識和空間相像能力;屬難度中等的選擇題,失誤的主要原因是沒有把每條棱上的3點與它對棱上的中點共面的情況計算在內(nèi)。 12 不共面的點 例2: 四面體的頂點和各棱中點共10個點,在其中取4個不共面的點,不同的取法共有( ) A150種 B147種 C144種 D141種 解析:從10 個點中任取4個點有C(10,4)210 種取法,其中4點共面的情況有三類:第一類,取出的4個點位于四面體的同
26、一個面內(nèi),有C(6,2)15種;第二類,取任一條棱上的3 9 個點及對棱的中點,這4點共面有6種;第三類,由中位線構(gòu)成的平行四邊形,它的4個頂點共面,有3種。 以上三類情況不合要求應(yīng)減掉,所以不同取法共有21041563141 種。 答案:D。 點評:此題難度很大,對空間想像能力要求高,很好的考察了立體幾何中點共面的幾種情況;排列、組合中正難則反易的解題技巧及分類討論的數(shù)學(xué)思想。 幾何型排列組合問題的求解策略 有關(guān)幾何型組合題經(jīng)常出現(xiàn)在各類試題中,它的求解不僅要具備排列組合的有關(guān)知識,而且還要掌握相關(guān)的幾何知識.這類題目新穎、靈活、能力要求高,因此要求掌握四種常用求解策略. 一 分步求解 例1
27、 圓周上有2n個等分點(n1),以其中三個點為頂點的直角三角形的個數(shù)為_ 解:本題所求的三角形,即為圓的內(nèi)接直角三角形,由平面幾何知識,應(yīng)分兩步進行:先從2n個點中構(gòu)成直徑(即斜邊)共有n種取法;再從余下的(2n2)個點中取一點作為直角頂點,有(2n2)種不同取法故總共有n(2n2)2n(n1)個直角三角形故填2n(n1) 例2: 從集合0、1、2、3、5、7、11中任取3個元素分別作為直線方程AxByC0中的A、B、C,所得的經(jīng)過坐標(biāo)原點原直線共有_條(結(jié)果用數(shù)值來表示). 解:因為直線過原點,所以C0. 從1、2、3、5、7、11這6個數(shù)中任取2個作為A、B, 兩數(shù)的順序不同,表示的直線也
28、不同,所以直線的條數(shù)為 P(6,2)30 二 分類求解 例3 四邊體的一個頂點為A,從其它頂點與各棱的中點中取3點,使它們和A在同一平面上,不同取法有( ) (A)30種 (B)33種 (C)36種 (D)39種 解:符合條件的取法可分三類: 4個點(含A)在同一側(cè)面上,有3 30種;4個點(含A)在側(cè)棱與對棱中點的截面上,有3種;由加法原理知不同取法有33種,故選B. 三 排除法求解 例4 從正方體的6個面中選取3個面,其中有2個面不相鄰的選法共有( ) (A) 8種 (B) 12種 (C) 16種 (D) 20種 解:由六個任取3個面共有 C(6,3)20種,排除掉3個面都相鄰的種數(shù),即8
29、個角上3個平面相鄰的特殊情形共8種,故符合條件共有 20812種,故選(B) 例5 正六邊形的中心和頂點共7個點,以其中3個點為頂點的三角形共有( )個? 解:從7個點中任取3個點,共有C(7,3)35 個,排除掉不能構(gòu)成三角形的情形3點在同一直線上有3個,故符合條件的三角形共有 35332個 四 轉(zhuǎn)化法求解 例6 空間六個點,它們?nèi)魏稳c不共線,任何四點不共面,則過每兩點的直線中有多少對異面直線? 解:考慮到每一個三棱錐對應(yīng)著3 對異面直線,問題就轉(zhuǎn)化為能構(gòu)成多少個三棱錐. 由于這六個點可構(gòu)成C(6,4)15 個三棱錐,故共有315 45對異面直線. 例7 一個圓的圓周上有10個點,每兩個點
30、連接一條弦,求這些弦在圓內(nèi)的交點個數(shù)最多有幾個? 解:考慮到每個凸四邊形的兩條對角線對應(yīng)一個交點,則問題可轉(zhuǎn)化為構(gòu)成凸四邊形的個數(shù)顯然可構(gòu)成 C(10,4)210個圓內(nèi)接四邊形,故10個點連成的點最多能在圓中交點210個.6、染色問題: 不涉及環(huán)形染色 可以采用特殊區(qū)域優(yōu)先處理的方法來分步解決。 環(huán)形染色可采用如下公式解決: An(a1)n+(a-1)(-1)n n表示被劃分的個數(shù),a表示顏色種類 原則:被染色部分編號,并按編號順序進行染色,根據(jù)情況分類 在所有被染色的區(qū)域,區(qū)分特殊和一般,特殊區(qū)域優(yōu)先處理 例題1:將3種作物種植在如圖4所示的5塊試驗田里,每塊種植一種作物,且相鄰的試驗田不能
31、種同一種作物。則有多少種種植方法? ABCDE 例題2:用5種不同顏色為圖中ABCDE五個部分染色,相鄰部分不能同色,但同一種顏色可以反復(fù)使用,也可以不使用,則符合要求的不同染色方法有多少種? ABCDE例題3:將一個四棱錐的五個頂點染色,使同一條棱的2個端點不同色,且只由五個顏色可以使用,有多少種染色方法? 例題4:一個地區(qū)分為如圖4所示的五個行政區(qū)域,現(xiàn)在有4種顏色可供選擇,給地圖著色,要求相鄰區(qū)域不同色,那么則有多少種染色方法? 例題5:某城市中心廣場建造了一個花圃,分6個部分(如圖5) 現(xiàn)在要栽種4種不同的顏色的花,每部分栽種一種且相鄰部分不能種同樣顏色的花,則有多少種不同栽種方式?
32、1. 排列組合題(系列之二)一) 1, 2, 3, 4作成數(shù)字不同的三位數(shù),試求其總和?但數(shù)字不重復(fù)。 解析 組成3位數(shù) 我們以其中一個位置(百位,十位,個位)為研究對象就會發(fā)現(xiàn) 當(dāng)某個位置固定 比如是1,那么其他的2個位置上有多少種組合? 這個大家都知道 是剩下的3個數(shù)字的全排列 P32 我們研究的位置上每個數(shù)字都會出現(xiàn)P32次 所以每個位置上的數(shù)字之和就可以求出來了 個位是:P32*(1+2+3+4)=60 十位是:P32*(1+2+3+4)*10=600 百位是:P32*(1+2+3+4)*100=6000 所以總和是6660 (二) 將“PROBABILITY ”11個字母排成一列,排
33、列數(shù)有_種,若保持P, R, O次序,則排列數(shù)有_種。 解析 這個題目就是直線全排列出現(xiàn)相同元素的問題:在我的另外一個帖子里面有介紹:/read-htm-tid-9487547.html (1)我們首先把相同元素找出來,B有2個, I 有2個 我們先看作都是不同的11個元素全排列 這樣就簡單的多是P11,11 然后把相同的元素能夠形成的排列剔除即可 P11/(P2,2*P2,2)=9979200。 (2)第2個小問題 因要保持PRO的順序,就將PRO視為相同元素(跟B,I類似的性質(zhì)),則其排列數(shù)有11!/(2!2!3?。? 166320種。 (三) 李先生與
34、其太太有一天邀請鄰家四對夫婦共10人圍坐一圓桌聊天,試求下列各情形之排列數(shù): (1)男女間隔而坐。 (2)主人夫婦相對而坐。 (3)每對夫婦相對而坐。(4)男女間隔且夫婦相鄰。 (5)夫婦相鄰。 (6)男的坐在一起,女的坐在一起。 解析 (1) 這個問題也在/read-htm-tid-9487547.html介紹過 先簡單介紹一下環(huán)形排列的特征,環(huán)形排列相對于直線排列缺少的就是參照物.第一個坐下來的人是沒有參照物的,所以無論做哪個位置都是一樣的. 所以從這里我們就可以看出 環(huán)形排列的特征是 第一個人是做參照物,不參與排列. 下面就來解答6個小問題: (1)先
35、讓5個男的或5個女的先坐下來 全排列應(yīng)該是 P44, 空出來的位置他們的妻子(丈夫), 妻子(丈夫)的全排列這個時候有了參照物所以排列是P55 答案就是 P44*P55=2880種 (2)先讓主人夫婦找一組相對座位入座 其排列就是P11(記住不是P22 ),這個時候其他8個人再入座,就是P88,所以此題答案是 P88 (3)每對夫婦相對而坐,就是捆綁的問題.5組相對位置有一組位置是作為參照位置給第一個入座的夫婦的,剩下的4組位置就是P44, 考慮到剩下來的4組位置夫婦可以互換位置即 P44*24=384 (4)夫婦相鄰,且間隔而坐. 我們先將每對夫婦捆綁 那么就是5個元素做環(huán)形全排列 即P44
36、 這里在從性別上區(qū)分 男女看作2個元素 可以互換位置 即答案是P44*2=48種(值得注意的是,這里不是*24 因為要互換位置,必須5對夫婦都得換 要不然就不能保持男女間隔) (5) 夫婦相鄰 這個問題顯然比第4個問題簡單多了,即看作捆綁 答案就是P44 但是這里卻是每對夫婦呼喚位置都可以算一種方法的. 即 最后答案是P44*25 (6)先從大方向上確定男女分開座,那么我們可以通過性別確定為2個元素做環(huán)形全排列.即P1,1 , 剩下的5個男生和5個女生單獨做直線全排列 所以答案是P1,1 *P55*P55 (四)在一張節(jié)目表中原有8個節(jié)目,若保持原有節(jié)目的相對順序不變,再增加三個節(jié)目,求共有多
37、少種安排方法? 解析 這個題目相信大家都見過 就是我們這次2008年國家公務(wù)員考試的一道題目: 這是排列組合的一種方法 叫做2次插空法或多次插空法 直接解答較為麻煩,我們知道8個節(jié)目相對位置不動,前后共計9個間隔,故可先用一個節(jié)目去插9個空位,有C9取1種方法;這樣9個節(jié)目就變成了10個間隔,再用另一個節(jié)目去插10個空位,有C10取1種方法;同理用最后一個節(jié)目去插10個節(jié)目形成的11個間隔中的一個,有C11取1方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法為9*10*11=990種。 方法2: 我們先安排11個位置,把8個節(jié)目按照相對順序放進去,在放另外3個節(jié)目,11個位置選3個出來進行全排列 那就是
38、P11,3=11*10*9=990 (五) 0,1,2,3,4,5五個數(shù)字能組成多少個被25整除的四位數(shù)? 解析 這里考察了一個常識性的問題 即 什么樣數(shù)才能被25整除 即這個數(shù)的后2位必須是25或者50,或者75或者00 方可. 后兩位是25的情況有:千位只有3個數(shù)字可選(0不能) 百位也是3個可選 即3*3=9種 后兩位是50的情況有:剩下的4個數(shù)字進行選2位排列 P4,2=12種 75不可能,因為數(shù)字中沒有7 00也不可能,因為數(shù)字不能重復(fù) 共計 9+12=21種 2. “插板法”的條件模式隱藏運用分析 在說這2 道關(guān)于“插板法”的排列組合題目之前,我們需要弄懂一個問題: 插板法排列組合
39、是需要什么條件下才可以使用?這個問題清楚了,我們在以后的答題中 就可以盡量的變化題目使其滿足這個條件。 這個條件就是: 分組或者分班等等 至少分得一個元素。 注意條件是 至少分得1個元素! 好我們先來看題目, 例題1:某學(xué)校四、五、六三個年級組織了一場文藝演出,共演出18個節(jié)目,如果每個年級至少演出4個節(jié)目,那么這三個年級演出節(jié)目數(shù)的所有不同情況共有幾種?【解析】 這個題目是Q友出的題目,題目中是不考慮節(jié)目的不同性 你可以視為18個相同的節(jié)目 不區(qū)分! 發(fā)現(xiàn)3個年級都是需要至少4個節(jié)目以上! 跟插板法的條件有出入, 插板法的條件是至少1個,這個時候?qū)Ρ纫幌?,我們就有了這樣的思路 ,為什么我們不把18個節(jié)目中分別給這3個年級各分配3個節(jié)目。 這樣這3個班級就都少1個,從而滿足至少1個的情況了 339 還剩下1899個 剩下的9個節(jié)目就可以按照插板法來解答。 9個節(jié)目排成一排共計8個間隔。分別選取其中任意2個間隔就可以分成3份(班級)! C8取228 練習(xí)題目: 有10個相同的小球。 分別放到編號為1,2,3的盒子里
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