高中數(shù)學(xué)搞定排列組合方法-各種問題大全(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高考數(shù)學(xué)定排列組合方法 問題大全排隊(duì)問題大全三男四女排隊(duì)30問小結(jié) 典例 ：有3名男生和4名女生，若分別滿足下列條件， 則各有多少種不同的排法：1全體排一排： 2、選5人排一排：2520甲站在正中間：6!=720 _甲只能站在正中間或兩頭：甲既不在排頭也不在排尾：甲、乙必須在兩頭： _甲、乙不站排頭和排尾： _甲不在排頭、乙不在排尾：甲在乙的右邊： _甲、乙必須相鄰： _甲、乙不能相鄰：甲、乙、丙三人都相鄰：甲、乙、丙三人都不相鄰： 人排成一排，其中甲、乙、丙三人中，有兩人相鄰，但這三人不同時相鄰：男女生各站在一起：男生必排在一起： _( 或女生必排在一起：_ )男女

2、各不相鄰(即男女相間、4女互不相鄰)：男生不排在一起： 任何兩男生彼此不相鄰： 甲、乙兩人之間須相隔人： 甲、乙兩人中間恰有3人：甲、乙、丙3人自左至右順序不變(即男生順序一定,只排女生)：從左到右，4名女生按甲、乙、丙、丁的順序不變(即只排男生)：甲、乙兩人相鄰，但都不與丙相鄰： 甲、乙相鄰且丙不站排頭和排尾：排成前后兩排，前3人后4人： 前3后4人且甲、乙在前排，丙排后排： 三名男生身高互不相同，且從左到右按從高到矮順序排：若兩端都不能排女生：一.特殊元素和特殊位置優(yōu)先策略例1.由0,1,2,3,4,5可以組成多少個沒有重復(fù)數(shù)字五位奇數(shù).解:由于末位和首位有特殊要求,應(yīng)該優(yōu)先安排,以免不合

3、要求的元素占了這兩個位置. 先排末位共有 然后排首位共有 最后排其它位置共有 由分步計數(shù)原理得位置分析法和元素分析法是解決排列組合問題最常用也是最基本的方法,若以元素分析為主,需先安排特殊元素,再處理其它元素.若以位置分析為主,需先滿足特殊位置的要求,再處理其它位置。若有多個約束條件，往往是考慮一個約束條件的同時還要兼顧其它條件練習(xí)題:7種不同的花種在排成一列的花盆里,若兩種葵花不種在中間，也不種在兩端的花盆里，問有多少不同的種法？二.相鄰元素捆綁策略例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相鄰且丙丁相鄰, 共有多少種不同的排法.解：可先將甲乙兩元素捆綁成整體并看成一個復(fù)合元素，同時丙丁也看成一個復(fù)合

4、元素，再與其它元素進(jìn)行排列，同時對相鄰元素內(nèi)部進(jìn)行自排。由分步計數(shù)原理可得共有種不同的排法要求某幾個元素必須排在一起的問題,可以用捆綁法來解決問題.即將需要相鄰的元素合并為一個元素,再與其它元素一起作排列,同時要注意合并元素內(nèi)部也必須排列.練習(xí)題:某人射擊8槍，命中4槍，4槍命中恰好有3槍連在一起的情形的不同種數(shù)為 20 三.不相鄰問題插空策略例3.一個晚會的節(jié)目有4個舞蹈,2個相聲,3個獨(dú)唱,舞蹈節(jié)目不能連續(xù)出場,則節(jié)目的出場順序有多少種？解:分兩步進(jìn)行第一步排2個相聲和3個獨(dú)唱共有種，第二步將4舞蹈插入第一步排好的6個元素中間包含首尾兩個空位共有種不同的方法,由分步計數(shù)原理,節(jié)目的不同順序

5、共有 種元素相離問題可先把沒有位置要求的元素進(jìn)行排隊(duì)再把不相鄰元素插入中間和兩端練習(xí)題：某班新年聯(lián)歡會原定的5個節(jié)目已排成節(jié)目單，開演前又增加了兩個新節(jié)目.如果將這兩個新節(jié)目插入原節(jié)目單中，且兩個新節(jié)目不相鄰，那么不同插法的種數(shù)為 30四.定序問題倍縮空位插入策略例4.7人排隊(duì),其中甲乙丙3人順序一定共有多少不同的排法解:(倍縮法)對于某幾個元素順序一定的排列問題,可先把這幾個元素與其他元素一起進(jìn)行排列,然后用總排列數(shù)除以這幾個元素之間的全排列數(shù),則共有不同排法種數(shù)是： (空位法)設(shè)想有7把椅子讓除甲乙丙以外的四人就坐共有種方法，其余的三個位置甲乙丙共有 1種坐法，則共有種方法。 思考:可以先

6、讓甲乙丙就坐嗎? （插入法)先排甲乙丙三個人,共有1種排法,再把其余4四人依次插入共有 方法定序問題可以用倍縮法，還可轉(zhuǎn)化為占位插空模型處理練習(xí)題:10人身高各不相等,排成前后排，每排5人,要求從左至右身高逐漸增加，共有多少排法？五.重排問題求冪策略例5.把6名實(shí)習(xí)生分配到7個車間實(shí)習(xí),共有多少種不同的分法解:完成此事共分六步:把第一名實(shí)習(xí)生分配到車間有 7 種分法.把第二名實(shí)習(xí)生分配到車間也有7種分依此類推,由分步計數(shù)原理共有種不同的排法允許重復(fù)的排列問題的特點(diǎn)是以元素為研究對象，元素不受位置的約束，可以逐一安排各個元素的位置，一般地n不同的元素沒有限制地安排在m個位置上的排列數(shù)為種練習(xí)題：

7、1 某班新年聯(lián)歡會原定的5個節(jié)目已排成節(jié)目單，開演前又增加了兩個新節(jié)目.如果將這兩個節(jié)目插入原節(jié)目單中，那么不同插法的種數(shù)為 42 2. 某8層大樓一樓電梯上來8名乘客人,他們到各自的一層下電梯,下電梯的方法六.環(huán)排問題線排策略例6. 8人圍桌而坐,共有多少種坐法?解：圍桌而坐與坐成一排的不同點(diǎn)在于，坐成圓形沒有首尾之分，所以固定一人并從此位置把圓形展成直線其余7人共有（8-1）！種排法即！ 一般地,n個不同元素作圓形排列,共有(n-1)!種排法.如果從n個不同元素中取出m個元素作圓形排列共有練習(xí)題：6顆顏色不同的鉆石，可穿成幾種鉆石圈 120七.多排問題直排策略例7.8人排成前后兩排,每排4

8、人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法解:8人排前后兩排,相當(dāng)于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.個特殊元素有種,再排后4個位置上的特殊元素丙有種,其余的5人在5個位置上任意排列有種,則共有種一般地,元素分成多排的排列問題,可歸結(jié)為一排考慮,再分段研究. 八 留空排列問題例8、一排10個坐位，3人去坐，每兩人之間都要留空位，共有 種坐法。練習(xí)題：有兩排座位，前排11個座位，后排12個座位，現(xiàn)安排2人就座規(guī)定前排中間的3個座位不能坐，并且這2人不左右相鄰，那么不同排法的種數(shù)是 346 八.排列組合混合問題先選后排策略例8.有5個不同的小球,裝入4個不同的盒內(nèi),每盒至少裝一個球,共有多少不同

9、的裝法.解:第一步從5個球中選出2個組成復(fù)合元共有種方法.再把4個元素(包含一個復(fù)合元素)裝入4個不同的盒內(nèi)有種方法，根據(jù)分步計數(shù)原理裝球的方法共有解決排列組合混合問題,先選后排是最基本的指導(dǎo)思想.此法與相鄰元素捆綁策略相似嗎?練習(xí)題：一個班有6名戰(zhàn)士,其中正副班長各1人現(xiàn)從中選4人完成四種不同的任務(wù),每人完成一種任務(wù),且正副班長有且只有1人參加,則不同的選法有 192 種九.小集團(tuán)問題先整體后局部策略例9.用1,2,3,4,5組成沒有重復(fù)數(shù)字的五位數(shù)其中恰有兩個偶數(shù)夾1,在兩個奇數(shù)之間,這樣的五位數(shù)有多少個？解：把,當(dāng)作一個小集團(tuán)與排隊(duì)共有種排法，再排小集團(tuán)內(nèi)部共有種排法，由分步計數(shù)原理共有

10、種排法.小集團(tuán)排列問題中，先整體后局部，再結(jié)合其它策略進(jìn)行處理。練習(xí)題：.計劃展出10幅不同的畫,其中1幅水彩畫,幅油畫,幅國畫, 排成一行陳列,要求同一 品種的必須連在一起，并且水彩畫不在兩端，那么共有陳列方式的種數(shù)為2. 5男生和女生站成一排照像,男生相鄰,女生也相鄰的排法有種十.元素相同問題隔板策略例10.有10個運(yùn)動員名額，分給7個班，每班至少一個,有多少種分配方案？ 解：因?yàn)?0個名額沒有差別，把它們排成一排。相鄰名額之間形成個空隙。在個空檔中選個位置插個隔板，可把名額分成份，對應(yīng)地分給個班級，每一種插板方法對應(yīng)一種分法共有種分法。將n個相同的元素分成m份（n，m為正整數(shù)）,每份至少

11、一個元素,可以用m-1塊隔板，插入n個元素排成一排的n-1個空隙中，所有分法數(shù)為練習(xí)題：1， 10個相同的球裝編號1,2,3的3個盒中,每盒不少于編號有多少裝法？ 2 .求這個方程組的自然數(shù)解的組數(shù) 十一.正難則反總體淘汰策略例11.從0,1,2,3,4,5,6,7,8,9這十個數(shù)字中取出三個數(shù)，使其和為不小于10的偶數(shù),不同的 取法有多少種？解：這問題中如果直接求不小于10的偶數(shù)很困難,可用總體淘汰法。這十個數(shù)字中有5個偶數(shù)5個奇數(shù),所取的三個數(shù)含有3個偶數(shù)的取法有,只含有1個偶數(shù)的取法有,和為偶數(shù)的取法共有。再淘汰和小于10的偶數(shù)共9種，符合條件的取法共有有些排列組合問題,正面直接考慮比較

12、復(fù)雜,而它的反面往往比較簡捷,可以先求出它的反面,再從整體中淘汰.練習(xí)題：我們班里有43位同學(xué),從中任抽5人,正、副班長、團(tuán)支部書記至少有一人在內(nèi)的抽法有多少種?十二.平均分組問題除法策略例12. 6本不同的書平均分成3堆,每堆2本共有多少分法？ 解: 分三步取書得種方法,但這里出現(xiàn)重復(fù)計數(shù)的現(xiàn)象,不妨記6本書為ABCDEF，若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF該分法記為(AB,CD,EF),則中還有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB)(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共有種取法 ,而這些分法僅是(AB,CD,EF)一種分法,故共有種分法。平均分成的組

13、,不管它們的順序如何,都是一種情況,所以分組后要一定要除以(為均分的組數(shù))避免重復(fù)計數(shù)。練習(xí)題：1 將13個球隊(duì)分成3組,一組5個隊(duì),其它兩組4個隊(duì), 有多少分法？（）2.10名學(xué)生分成3組,其中一組4人, 另兩組3人但正副班長不能分在同一組,有多少種不同的分組方法 （1540）3.某校高二年級共有六個班級，現(xiàn)從外地轉(zhuǎn) 入4名學(xué)生，要安排到該年級的兩個班級且每班安排2名，則不同的安排方案種數(shù)為_（）十三. 多面手問題例13.在一次演唱會上共10名演員,其中8人能能唱歌,5人會跳舞,現(xiàn)要演出一個2人唱歌2人伴舞的節(jié)目,有多少選派方法解：10演員中有5人只會唱歌，2人只會跳舞3人為全能演員。選上唱

14、歌人員為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究 只會唱的5人中沒有人選上唱歌人員共有種,只會唱的5人中只有1人選上唱歌人員種,只會唱的5人中只有2人選上唱歌人員有種，由分類計數(shù)原理共有 種。 本題還有如下分類標(biāo)準(zhǔn)：*以3個全能演員是否選上唱歌人員為標(biāo)準(zhǔn)*以3個全能演員是否選上跳舞人員為標(biāo)準(zhǔn)*以只會跳舞的2人是否選上跳舞人員為標(biāo)準(zhǔn)例. 有12名劃船運(yùn)動員,其中3人只會劃左舷, 4人只會劃右舷, 其它5人既會劃左舷, 又會劃右舷, 現(xiàn)要從這12名運(yùn)動員中選出6人平均分在左右舷參加劃船比賽,有多少種不同的選法?十四.構(gòu)造模型策略例14. 馬路上有編號為1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路燈,現(xiàn)要關(guān)掉其中的3盞,但不能關(guān)

15、掉相鄰的2盞或3盞,也不能關(guān)掉兩端的2盞,求滿足條件的關(guān)燈方法有多少種？解：把此問題當(dāng)作一個排隊(duì)模型在6盞亮燈的5個空隙中插入3個不亮的燈有 種一些不易理解的排列組合題如果能轉(zhuǎn)化為非常熟悉的模型，如占位填空模型，排隊(duì)模型，裝盒模型等，可使問題直觀解決練習(xí)題：某排共有10個座位，若4人就坐，每人左右兩邊都有空位，那么不同的坐法有多少種？（120）十五分球入盒問題例32：將5個小球放到3個盒子中，在下列條件下，各有多少種投放方法？ 小球不同，盒子不同，盒子不空解：將小球分成3份，每份1，1，3或1，2，2。再放在3個不同的盒子中，即先分堆，后分配。有小球不同，盒子不同，盒子可空 解：種小球不同，盒

16、子相同，盒子不空解：只要將5個不同小球分成3份，分法為：1，1，3；1，2，2。共有=25種小球不同，盒子相同，盒子可空本題即是將5個不同小球分成1份，2份，3份的問題。共有種小球相同，盒子不同，盒子不空解：（隔板法）。0 00 00 ，有種方法小球相同，盒子不同，盒子可空解一：把5個小球及插入的2個隔板都設(shè)為小球（7個球）。7個球中任選兩個變?yōu)楦舭澹梢韵噜彛?。那?塊隔板分成3份的小球數(shù)對應(yīng)于 相應(yīng)的3個不同盒子。故有=21解：分步插板法。小球相同，盒子相同，盒子不空解：5個相同的小球分成3份即可，有3，1，1；2，2，1。 共 2種小球相同，盒子相同，盒子可空解：只要將將5個相同小球分成

17、1份，2份，3份即可。分法如下：5，0，0； 4，1，0；3，2，0； 3，1，1； 2，2，1。例33、有4個不同的小球，放入4個不同的盒子內(nèi)，球全部放入盒子內(nèi)（1）共有幾種放法？（答：）（2）恰有1個空盒，有幾種放法？（答：）（3）恰有1個盒子內(nèi)有2個球，有幾種放法？（答：）（4）恰有2個盒子不放球，有幾種放法？（答：）例15.設(shè)有編號1,2,3,4,5的五個球和編號1,2,3,4,5的五個盒子,現(xiàn)將5個球投入這五個盒子內(nèi),要求每個盒子放一個球，并且恰好有兩個球的編號與盒子的編號相同,有多少投法解：從5個球中取出2個與盒子對號有種還剩下3球3盒序號不能對應(yīng)，利用實(shí)際操作法，如果剩下3,4,

18、5號球, 3,4,5號盒3號球裝4號盒時，則4,5號球有只有1種裝法，同理3號球裝5號盒時,4,5號球有也只有1種裝法,由分步計數(shù)原理有種 3號盒 4號盒 5號盒 對于條件比較復(fù)雜的排列組合問題，不易用公式進(jìn)行運(yùn)算，往往利用窮舉法或畫出樹狀圖會收到意想不到的結(jié)果十六. 分解與合成策略例16. 30030能被多少個不同的偶數(shù)整除分析：先把30030分解成質(zhì)因數(shù)的乘積形式30030=2×3×5 × 7 ×11×13依題意可知偶因數(shù)必先取2,再從其余5個因數(shù)中任取若干個組成乘積，所有的偶因數(shù)為：練習(xí):正方體的8個頂點(diǎn)可連成多少對異面直線解：我們先從8

19、個頂點(diǎn)中任取4個頂點(diǎn)構(gòu)成四體共有體共,每個四面體有分解與合成策略是排列組合問題的一種最基本的解題策略,把一個復(fù)雜問題分解成幾個小問題逐一解決,然后依據(jù)問題分解后的結(jié)構(gòu),用分類計數(shù)原理和分步計數(shù)原理將問題合成,從而得到問題的答案 ,每個比較復(fù)雜的問題都要用到這種解題策略3對異面直線,正方體中的8個頂點(diǎn)可連成對異面直線十七.化歸策略例17. 25人排成5×5方陣,現(xiàn)從中選3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的選法有多少種？解：將這個問題退化成9人排成3×3方陣,現(xiàn)從中選3人,要求3人不在同一行也不在同一列,有多少選法.這樣每行必有1人從其中的一行中選取1人后,把這人所在的

20、行列都劃掉，如此繼續(xù)下去.從3×3方隊(duì)中選3人的方法有種。再從5×5方陣選出3×3方陣便可解決問題.從5×5方隊(duì)中選取3行3列有選法所以從5×5方陣選不在同一行也不在同一列的3人有選法。處理復(fù)雜的排列組合問題時可以把一個問題退化成一個簡要的問題，通過解決這個簡要的問題的解決找到解題方法，從而進(jìn)下一步解決原來的問題練習(xí)題:某城市的街區(qū)由12個全等的矩形區(qū)組成其中實(shí)線表示馬路，從A走到B的最短路徑有多少種？()十八.數(shù)字排序問題查字典策略例18由0，1，2，3，4，5六個數(shù)字可以組成多少個沒有重復(fù)的比大的數(shù)？解:數(shù)字排序問題可用查字典法,查字典的法

21、應(yīng)從高位向低位查,依次求出其符合要求的個數(shù),根據(jù)分類計數(shù)原理求出其總數(shù)。 練習(xí):用0,1,2,3,4,5這六個數(shù)字組成沒有重復(fù)的四位偶數(shù),將這些數(shù)字從小到大排列起來,第71個數(shù)是 3140 十九.樹圖策略例19人相互傳球,由甲開始發(fā)球,并作為第一次傳球,經(jīng)過次傳求后,球仍回到甲的手中,則不同的傳球方式有_ 對于條件比較復(fù)雜的排列組合問題，不易用公式進(jìn)行運(yùn)算，樹圖會收到意想不到的結(jié)果練習(xí): 分別編有1，2，3，4，5號碼的人與椅，其中號人不坐號椅（）的不同坐法有多少種？二十.復(fù)雜分類問題表格策略例20有紅、黃、蘭色的球各5只,分別標(biāo)有A、B、C、D、E五個字母,現(xiàn)從中取5只,要求各字母均有且三色

22、齊備,則共有多少種不同的取法紅111223黃123121蘭321211取法 解:一些復(fù)雜的分類選取題,要滿足的條件比較多, 無從入手,經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)遺漏的情況,用表格法,則分類明確,能保證題中須滿足的條件,能達(dá)到好的效果.二十一：住店法策略解決“允許重復(fù)排列問題”要注意區(qū)分兩類元素：一類元素可以重復(fù)，另一類不能重復(fù)，把不能重復(fù)的元素看作“客”，能重復(fù)的元素看作“店”，再利用乘法原理直接求解.例21.七名學(xué)生爭奪五項(xiàng)冠軍，每項(xiàng)冠軍只能由一人獲得，獲得冠軍的可能的種數(shù)有 .分析：因同一學(xué)生可以同時奪得n項(xiàng)冠軍，故學(xué)生可重復(fù)排列，將七名學(xué)生看作7家“店”，五項(xiàng)冠軍看作5名“客”，每個“客”有7種住宿法

23、，由乘法原理得7種.22、區(qū)域涂色問題分步與分類綜合法解答區(qū)域涂色問題，一是根據(jù)分步計數(shù)原理，對各個區(qū)域分步涂色；二是根據(jù)共用了多少種顏色分類討論；三是根據(jù)相間區(qū)域使用顏色的種數(shù)分類以上三種方法常會結(jié)合起來使用。例27.用5種不同的顏色給圖中標(biāo)、的各部分涂色，每部分只涂一種顏色，相鄰部分涂不同顏色，則不同的涂色方法有多少種？法1：法2：例28、一個地區(qū)分5個區(qū)域,現(xiàn)用4種顏色給地圖著色,要求相鄰區(qū)域不得使用同一種顏色,則不同的著色方法有多少種?法1.分步：涂有4種方法，涂有3種方法，涂有2種方法，涂有2種方法，涂時需看與是否相同，因此分兩類。法2.按用了幾種顏色分兩類：涂了4色和3色例29、某城市在中心廣場建造一個花圃，花圃分為6個部分（如圖），現(xiàn)要栽種4種不同顏色的花，每部分栽種一種且相鄰兩個區(qū)域不能同色，不同的栽種方法有_種 (用數(shù)字作答）解法1：首先栽種第1部分，有種栽種方法；然后問題就轉(zhuǎn)化為用余下3種顏色的花，去栽種周圍的5個部分（如右圖所示），