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文檔簡(jiǎn)介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上排列與組合的八大典型錯(cuò)誤、24種解題技巧和三大模型總論:一、知識(shí)點(diǎn)歸納二、常見(jiàn)題型分析三、排列組合解題備忘錄1分類(lèi)討論的思想2.等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想3.容斥原理與計(jì)數(shù)4.模型構(gòu)造思想四、排列組合中的8大典型錯(cuò)誤1沒(méi)有理解兩個(gè)基本原理出錯(cuò)2.判斷不出是排列還是組合出錯(cuò)3.重復(fù)計(jì)算出錯(cuò)4.遺漏計(jì)算出錯(cuò)5.忽視題設(shè)條件出錯(cuò)6. 未考慮特殊情況出錯(cuò)7題意的理解偏差出錯(cuò)87.解題策略的選擇不當(dāng)出錯(cuò)五、排列組合24種解題技巧1排序問(wèn)題相鄰問(wèn)題捆綁法相離問(wèn)題插空排定序問(wèn)題縮倍法(插空法)定位問(wèn)題優(yōu)先法多排問(wèn)題單排法圓排問(wèn)題單排法可重復(fù)的排列求冪法全錯(cuò)位排列問(wèn)題公式法2分組分配問(wèn)題平均分堆
2、問(wèn)題去除重復(fù)法(平均分配問(wèn)題)相同物品分配的隔板法全員分配問(wèn)題分組法有序分配問(wèn)題逐分法3排列組合中的解題技巧至多至少間接法染色問(wèn)題合并單元格法交叉問(wèn)題容斥原理法構(gòu)造遞推數(shù)列法六排列組合中的基本模型分組模型(分堆模型)錯(cuò)排模型染色問(wèn)題一知識(shí)點(diǎn)歸納 1排列的概念:從個(gè)不同元素中,任取()個(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)排列2排列數(shù)的定義:從個(gè)不同元素中,任?。ǎ﹤€(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從個(gè)元素中取出元素的排列數(shù),用符號(hào)表示3排列數(shù)公式:()4階乘:表示正整數(shù)1到的連乘積,叫做的階乘規(guī)定5排列數(shù)的另一個(gè)計(jì)算公式:= 6組合的概念:一般地,從
3、個(gè)不同元素中取出個(gè)元素并成一組,叫做從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的一個(gè)組合7組合數(shù)的概念:從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從 個(gè)不同元素中取出個(gè)元素的組合數(shù)用符號(hào)表示8組合數(shù)公式:或9 組合數(shù)的性質(zhì)1:規(guī)定:;10組合數(shù)的性質(zhì)2:+ ;11.“16字方針”是解決排列組合問(wèn)題的基本規(guī)律,即:分類(lèi)相加,分步相乘,有序排列,無(wú)序組合,。12.“1個(gè)技巧”是迅速解決排列組合的捷徑二基本題型講解 例1 分別求出符合下列要求的不同排法的種數(shù)(1)6名學(xué)生排3排,前排1人,中排2人,后排3人;(2)6名學(xué)生排成一排,甲不在排頭也不在排尾;(3)從6名運(yùn)動(dòng)員中選出4人參加4×100米接力賽
4、,甲不跑第一棒,乙不跑第四棒;(4)6人排成一排,甲、乙必須相鄰;(5)6人排成一排,甲、乙不相鄰;(6)6人排成一排,限定甲要排在乙的左邊,乙要排在丙的左邊(甲、乙、丙可以不相鄰)解:(1)分排坐法與直排坐法一一對(duì)應(yīng),故排法種數(shù)為(2)甲不能排頭尾,讓受特殊限制的甲先選位置,有種選法,然后其他5人選,有種選法,故排法種數(shù)為(3)有兩棒受限制,以第一棒的人選來(lái)分類(lèi):乙跑第一棒,其余棒次則不受限制,排法數(shù)為;乙不跑第一棒,則跑第一棒的人有種選法,第四棒除了乙和第一棒選定的人外,也有種選法,其余兩棒次不受限制,故有種排法,由分類(lèi)計(jì)數(shù)原理,共有種排法(4)將甲乙“捆綁”成“一個(gè)元”與其他4人一起作全
5、排列共有種排法(5)甲乙不相鄰,第一步除甲乙外的其余4人先排好;第二步,甲、乙選擇已排好的4人的左、右及之間的空擋插位,共有(或用6人的排列數(shù)減去問(wèn)題(2)后排列數(shù)為)(6)三人的順序定,實(shí)質(zhì)是從6個(gè)位置中選出三個(gè)位置,然后排按規(guī)定的順序放置這三人,其余3人在3個(gè)位置上全排列,故有排法種點(diǎn)評(píng):排隊(duì)問(wèn)題是一類(lèi)典型的排列問(wèn)題,常見(jiàn)的附加條件是定位與限位、相鄰與不相鄰例2 假設(shè)在100件產(chǎn)品中有3件是次品,從中任意抽取5件,求下列抽取方法各多少種?(1)沒(méi)有次品;(2)恰有兩件是次品;(3)至少有兩件是次品解:(1)沒(méi)有次品的抽法就是從97件正品中抽取5件的抽法,共有種(2)恰有2件是次品的抽法就是
6、從97件正品中抽取3件,并從3件次品中抽2件的抽法,共有種(3)至少有2件次品的抽法,按次品件數(shù)來(lái)分有二類(lèi):第一類(lèi),從97件正品中抽取3件,并從3件次品中抽取2件,有種第二類(lèi)從97件正品中抽取2件,并將3件次品全部抽取,有種按分類(lèi)計(jì)數(shù)原理有種點(diǎn)評(píng):此題是只選“元”而不排“序”的典型的組合問(wèn)題,附加的條件是從不同種類(lèi)的元素中抽取,應(yīng)當(dāng)注意:如果第(3)題采用先從3件次品抽取2件(以保證至少有2件是次品),再?gòu)挠嘞碌?8件產(chǎn)品中任意抽取3件的抽法,那么所得結(jié)果是種,其結(jié)論是錯(cuò)誤的,錯(cuò)在“重復(fù)”:假設(shè)3件次品是A、B、C,第一步先抽A、B第二步再抽C和其余2件正品,與第一步先抽A、C(或B、C),第
7、二步再抽B(或A)和其余2件正品是同一種抽法,但在算式中算作3種不同抽法例3 求證:;證明:利用排列數(shù)公式左 右另一種證法:(利用排列的定義理解)從n個(gè)元素中取m個(gè)元素排列可以分成兩類(lèi):第一類(lèi)不含某特殊元素的排列有第二類(lèi)含元素的排列則先從個(gè)元素中取出個(gè)元素排列有種,然后將插入,共有m個(gè)空檔,故有種,因此利用組合數(shù)公式左右另法:利用公式推得左右點(diǎn)評(píng):證明排列、組合恒等式通常利用排列數(shù)、組合數(shù)公式及組合數(shù)基本性質(zhì)例4 已知是集合到集合的映射(1)不同的映射有多少個(gè)?(2)若要求則不同的映射有多少個(gè)?分析:(1)確定一個(gè)映射,需要確定的像(2)的象元之和為4,則加數(shù)可能出現(xiàn)多種情況,即4有多種分析方
8、案,各方案獨(dú)立且并列需要分類(lèi)計(jì)算解:(1)A中每個(gè)元都可選0,1,2三者之一為像,由分步計(jì)數(shù)原理,共有個(gè)不同映射(2)根據(jù)對(duì)應(yīng)的像為2的個(gè)數(shù)來(lái)分類(lèi),可分為三類(lèi):第一類(lèi):沒(méi)有元素的像為2,其和又為4,必然其像均為1,這樣的映射只有一個(gè);第二類(lèi):一個(gè)元素的像是2,其余三個(gè)元素的像必為0,1,1,這樣的映射有個(gè);第三類(lèi):二個(gè)元素的像是2,另兩個(gè)元素的像必為0,這樣的映射有個(gè)由分類(lèi)計(jì)數(shù)原理共有1+12+6=19(個(gè))點(diǎn)評(píng):?jiǎn)栴}(1)可套用投信模型:n封不同的信投入m個(gè)不同的信箱,有種方法;問(wèn)題(2)的關(guān)鍵結(jié)合映射概念恰當(dāng)確定分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),做到不重、不漏例5 四面體的頂點(diǎn)和各棱的中點(diǎn)共10個(gè)點(diǎn)(1)設(shè)一個(gè)頂
9、點(diǎn)為A,從其他9點(diǎn)中取3個(gè)點(diǎn),使它們和點(diǎn)A在同一平面上,不同的取法有多少種?(2)在這10點(diǎn)中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同的取法有多少種?解:(1)如圖,含頂點(diǎn)A的四面體的三個(gè)面上,除點(diǎn)A外都有5個(gè)點(diǎn),從中取出3點(diǎn)必與點(diǎn)A共面,共有種取法含頂點(diǎn)A的棱有三條,每條棱上有3個(gè)點(diǎn),它們與所對(duì)棱的中點(diǎn)共面,共有3種取法根據(jù)分類(lèi)計(jì)數(shù)原理和點(diǎn)A共面三點(diǎn)取法共有種(2)取出的4點(diǎn)不共面比取出的4點(diǎn)共面的情形要復(fù)雜,故采用間接法:先不加限制任取4點(diǎn)(種取法)減去4點(diǎn)共面的取法取出的4點(diǎn)共面有三類(lèi):第一類(lèi):從四面體的同一個(gè)面上的6點(diǎn)取出4點(diǎn)共面,有種取法第二類(lèi):每條棱上的3個(gè)點(diǎn)與所對(duì)棱的中點(diǎn)共面,有6種取法第三類(lèi):從
10、6條棱的中點(diǎn)取4個(gè)點(diǎn)共面,有3種取法根據(jù)分類(lèi)計(jì)數(shù)原理4點(diǎn)共面取法共有故取4個(gè)點(diǎn)不共面的不同取法有(種)點(diǎn)評(píng):由點(diǎn)構(gòu)成直線、平面、幾何體等圖形是一類(lèi)典型的組合問(wèn)題,附加的條件是點(diǎn)共線與不共線,點(diǎn)共面與不共面,線共面與不共面等三、排列組合解題備忘錄 :個(gè)不同的元素必須相鄰,有 種“捆綁”方法個(gè)不同元素互不相鄰,分別“插入”到個(gè)“間隙”中的個(gè)位置有 種不同的“插入”方法個(gè)相同的元素互不相鄰,分別“插入”到個(gè)“間隙”中的個(gè)位置,有 種不同的“插入”方法若干個(gè)不同的元素“等分”為 個(gè)組,要將選取出每一個(gè)組的組合數(shù)的乘積除以 四排列組合問(wèn)題中的數(shù)學(xué)思想方法(一)分類(lèi)討論的思想:許多“數(shù)數(shù)”問(wèn)題往往情境復(fù)雜
11、,層次多,視角廣,這就需要我們?cè)诜治鰡?wèn)題時(shí),選擇恰當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn),從不同的側(cè)面,把原問(wèn)題變成幾個(gè)小問(wèn)題,分而治之,各種擊破。例.已知集合A和集合B各含有12個(gè)元素,含有4個(gè)元素,求同時(shí)滿足下列條件的集合C的個(gè)數(shù):1)且C中含有3個(gè)元素,2)84 8解:如圖,因?yàn)锳,B各含有12個(gè)元素,含有4個(gè)元素,所以中的元素有12+12-4=20個(gè),其中屬于A的有12個(gè),屬于A而不屬于B的有8個(gè),要使,則C中的元素至少含在A中,集合C的個(gè)數(shù)是:1)只含A中1個(gè)元素的有;2)含A中2個(gè)元素的有;3)含A中3個(gè)元素的有,故所求的集合C的個(gè)數(shù)共有+=1084個(gè)(二)等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想:很多“數(shù)數(shù)”問(wèn)題的解決,如果能跳出題
12、沒(méi)有限定的“圈子”,根據(jù)題目的特征構(gòu)思設(shè)計(jì)出一個(gè)等價(jià)轉(zhuǎn)化的途徑,可使問(wèn)題的解決呈現(xiàn)出“要柳暗花明”的格局。1.具體與抽象的轉(zhuǎn)化例.某人射擊7槍?zhuān)瑩糁?槍?zhuān)瑔?wèn)擊中和末擊中的不同順序情況有多少種?分析:沒(méi)擊中用“1”表示,擊中的用“0”表示,可將問(wèn)題轉(zhuǎn)化不下列問(wèn)題:數(shù)列有兩項(xiàng)為0,5項(xiàng)是1,不同的數(shù)列個(gè)數(shù)有多少個(gè)?解:1)兩個(gè)0不相鄰的情況有種,2)兩個(gè)0相鄰的情況有種,所以擊中和末擊中的不同順序情況有+=21種。2)不同的數(shù)學(xué)概念之間的轉(zhuǎn)化例.連結(jié)正方體8個(gè)頂點(diǎn)的直線中,為異面直線有多少對(duì)?分析:正面求解或反面求解(利用補(bǔ)集,雖可行,但容易遺漏或重復(fù),注意這樣一個(gè)事實(shí),每一個(gè)三棱錐對(duì)應(yīng)著三對(duì)異面
13、直線,因而轉(zhuǎn)化為計(jì)算以正方體頂點(diǎn),可以構(gòu)成多少個(gè)三棱錐)解:從正文體珠8個(gè)頂點(diǎn)中任取4個(gè),有種,其中4點(diǎn)共面的有12種,(6個(gè)表面和6個(gè)對(duì)角面)將不共面的4點(diǎn)可構(gòu)一個(gè)三棱錐,共有-12個(gè)三棱錐,因而共有3(-12)=174對(duì)異面直線。綜上所述,有以上幾種解排列組合的方法,此外,當(dāng)然也還有其他的方法要靠我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和積累,我們要掌握好這些方法,并且能夠靈活運(yùn)用,這樣,在日常生活中,我們們能輕易解決很多問(wèn)題。教師點(diǎn)評(píng):對(duì)排列組合問(wèn)題的處理方法總結(jié)得很細(xì)、很全面,而且挖掘出其中所蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)思想方法,對(duì)學(xué)習(xí)排列組合有一定的指導(dǎo)性。(三)容斥原理與計(jì)數(shù)1、文氏圖: 在文氏圖中,以下圖形的含義如下: 矩形:
14、其內(nèi)部的點(diǎn)表示全集的所有元素; 矩形內(nèi)的圓(或其它閉曲線):表示不同的集合; 圓(或閉曲線)內(nèi)部的點(diǎn):表示相應(yīng)集合的元素。 2、三交集公式:A+B+C=ABC+AB+BC+AC-ABC (ABC指的是E,ABC指的是D) (四)模型構(gòu)造例1. 4名同學(xué)各寫(xiě)一張賀卡,先集中起來(lái),然后每人從中拿出一張別人寫(xiě)的賀卡,則四張賀卡的不同分配方式共有 種.例2. 將編號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)小球分別放入編號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)盒子中,要求每個(gè)盒子放一個(gè)小球,且小球的編號(hào)與盒子的編號(hào)不能相同,則共有 種不同的放法.這兩個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)都是每個(gè)元素都不在自己編號(hào)的位置上的排列問(wèn)題,我們把這種限制條件的
15、排列問(wèn)題叫做全錯(cuò)位排列問(wèn)題.例3.五位同學(xué)坐在一排,現(xiàn)讓五位同學(xué)重新坐,至多有兩位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置,則不同的坐法有 種.解析:可以分類(lèi)解決:第一類(lèi),所有同學(xué)都不坐自己原來(lái)的位置;第二類(lèi),恰有一位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置;第三類(lèi),恰有兩位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置.對(duì)于第一類(lèi),就是上面講的全錯(cuò)位排列問(wèn)題;對(duì)于第二、第三類(lèi)有部分元素還占有原來(lái)的位置,其余元素可以歸結(jié)為全錯(cuò)位排列問(wèn)題,我們稱這種排列問(wèn)題為部分錯(cuò)位排列問(wèn)題.設(shè)n個(gè)元素全錯(cuò)位排列的排列數(shù)為T(mén)n,則對(duì)于例3,第一類(lèi)排列數(shù)為T(mén)5,第二類(lèi)先確定一個(gè)排原來(lái)位置的同學(xué)有5種可能,其余四個(gè)同學(xué)全錯(cuò)位排列,所以第二類(lèi)的排列數(shù)為5T4,第三類(lèi)先確定兩個(gè)排原位
16、的同學(xué),有=10種,所以第三類(lèi)的排列數(shù)為10T3,因此例3的答案為:T5+5T4+10T3.五排列組合中的易錯(cuò)題1沒(méi)有理解兩個(gè)基本原理出錯(cuò)排列組合問(wèn)題基于兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理,即加法原理和乘法原理,故理解“分類(lèi)用加、分步用乘”是解決排列組合問(wèn)題的前提.例1(1995年上海高考題)從6臺(tái)原裝計(jì)算機(jī)和5臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)中任意選取5臺(tái),其中至少有原裝與組裝計(jì)算機(jī)各兩臺(tái),則不同的取法有 種.誤解:因?yàn)榭梢匀?臺(tái)原裝與3臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)或是3臺(tái)原裝與2臺(tái)組裝計(jì)算機(jī),所以只有2種取法.錯(cuò)因分析:誤解的原因在于沒(méi)有意識(shí)到“選取2臺(tái)原裝與3臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)或是3臺(tái)原裝與2臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)”是完成任務(wù)的兩“類(lèi)”辦法,每類(lèi)辦法中都還
17、有不同的取法.正解:由分析,完成第一類(lèi)辦法還可以分成兩步:第一步在原裝計(jì)算機(jī)中任意選取2臺(tái),有種方法;第二步是在組裝計(jì)算機(jī)任意選取3臺(tái),有種方法,據(jù)乘法原理共有種方法.同理,完成第二類(lèi)辦法中有種方法.據(jù)加法原理完成全部的選取過(guò)程共有種方法.例2 在一次運(yùn)動(dòng)會(huì)上有四項(xiàng)比賽的冠軍在甲、乙、丙三人中產(chǎn)生,那么不同的奪冠情況共有( )種.(A) (B) (C)
18、60; (D)誤解:把四個(gè)冠軍,排在甲、乙、丙三個(gè)位置上,選A.錯(cuò)因分析:誤解是沒(méi)有理解乘法原理的概念,盲目地套用公式. 正解:四項(xiàng)比賽的冠軍依次在甲、乙、丙三人中選取,每項(xiàng)冠軍都有3種選取方法,由乘法原理共有種.說(shuō)明:本題還有同學(xué)這樣誤解,甲乙丙奪冠均有四種情況,由乘法原理得.這是由于沒(méi)有考慮到某項(xiàng)冠軍一旦被一人奪得后,其他人就不再有4種奪冠可能.2判斷不出是排列還是組合出錯(cuò)在判斷一個(gè)問(wèn)題是排列還是組合問(wèn)題時(shí),主要看元素的組成有沒(méi)有順序性,有順序的是排列,無(wú)順序的是組合.例3 有大小形狀相同的3個(gè)紅色小球和5個(gè)白色小球,排成一排,共有多少種不同的排列方法?誤解:因?yàn)槭?/p>
19、8個(gè)小球的全排列,所以共有種方法.錯(cuò)因分析:誤解中沒(méi)有考慮3個(gè)紅色小球是完全相同的,5個(gè)白色小球也是完全相同的,同色球之間互換位置是同一種排法.正解:8個(gè)小球排好后對(duì)應(yīng)著8個(gè)位置,題中的排法相當(dāng)于在8個(gè)位置中選出3個(gè)位置給紅球,剩下的位置給白球,由于這3個(gè)紅球完全相同,所以沒(méi)有順序,是組合問(wèn)題.這樣共有:排法. 3重復(fù)計(jì)算出錯(cuò)在排列組合中常會(huì)遇到元素分配問(wèn)題、平均分組問(wèn)題等,這些問(wèn)題要注意避免重復(fù)計(jì)數(shù),產(chǎn)生錯(cuò)誤。例4(2002年北京文科高考題)5本不同的書(shū)全部分給4個(gè)學(xué)生,每個(gè)學(xué)生至少一本,不同的分法種數(shù)為( )(A)480 種
20、0; (B)240種 (C)120種 (D)96種誤解:先從5本書(shū)中取4本分給4個(gè)人,有種方法,剩下的1本書(shū)可以給任意一個(gè)人有4種分法,共有種不同的分法,選A.乙丙丁甲表1乙丙丁甲表2錯(cuò)因分析:設(shè)5本書(shū)為、,四個(gè)人為甲、乙、丙、丁.按照上述分法可能如下的表1和表2: 表1是甲首先分得、乙分得、丙分得、丁分得,最后一本書(shū)給甲的情況;表2是甲首先分得、乙分得、丙分得、丁分得,最后一本書(shū)給甲的情況.
21、這兩種情況是完全相同的,而在誤解中計(jì)算成了不同的情況。正好重復(fù)了一次.正解:首先把5本書(shū)轉(zhuǎn)化成4本書(shū),然后分給4個(gè)人.第一步:從5本書(shū)中任意取出2本捆綁成一本書(shū),有種方法;第二步:再把4本書(shū)分給4個(gè)學(xué)生,有種方法.由乘法原理,共有種方法,故選B.例5 某交通崗共有3人,從周一到周日的七天中,每天安排一人值班,每人至少值2天,其不同的排法共有( )種.(A)5040 (B)1260 (C)210
22、 (D)630誤解:第一個(gè)人先挑選2天,第二個(gè)人再挑選2天,剩下的3天給第三個(gè)人,這三個(gè)人再進(jìn)行全排列.共有:,選B.錯(cuò)因分析:這里是均勻分組問(wèn)題.比如:第一人挑選的是周一、周二,第二人挑選的是周三、周四;也可能是第一個(gè)人挑選的是周三、周四,第二人挑選的是周一、周二,所以在全排列的過(guò)程中就重復(fù)計(jì)算了.正解:種.4遺漏計(jì)算出錯(cuò)在排列組合問(wèn)題中還可能由于考慮問(wèn)題不夠全面,因?yàn)檫z漏某些情況,而出錯(cuò)。例6 用數(shù)字0,1,2,3,4組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的比1000大的奇數(shù)共有( )(A)36個(gè)
23、0; (B)48個(gè) (C)66個(gè) (D)72個(gè)01,3誤解:如右圖,最后一位只能是1或3有兩種取法,又因?yàn)榈?位不能是0,在最后一位取定后只有3種取法,剩下3個(gè)數(shù)排中間兩個(gè)位置有種排法,共有個(gè).錯(cuò)因分析:誤解只考慮了四位數(shù)的情況,而比1000大的奇數(shù)還可能是五位數(shù).正解:任一個(gè)五位的奇數(shù)都符合要求,共有個(gè),再由前面分析四位數(shù)個(gè)數(shù)和五位數(shù)個(gè)數(shù)之和共有72個(gè),選D.5忽視題設(shè)條件出錯(cuò)13254在解決排列組合問(wèn)題時(shí)一定要注意題目中的每一句話甚至每
24、一個(gè)字和符號(hào),不然就可能多解或者漏解.例7 (2003全國(guó)高考題)如圖,一個(gè)地區(qū)分為5個(gè)行政區(qū)域,現(xiàn)給地圖著色,要求相鄰區(qū)域不得使用同一顏色,現(xiàn)有4種顏色可供選擇,則不同的著色方法共有 種.(以數(shù)字作答)誤解:先著色第一區(qū)域,有4種方法,剩下3種顏色涂四個(gè)區(qū)域,即有一種顏色涂相對(duì)的兩塊區(qū)域,有種,由乘法原理共有:種.錯(cuò)因分析:據(jù)報(bào)導(dǎo),在高考中有很多考生填了48種.這主要是沒(méi)有看清題設(shè)“有4種顏色可供選擇”,不一定需要4種顏色全部使用,用3種也可以完成任務(wù).正解:當(dāng)使用四種顏色時(shí),由前面的誤解知有48種著色方法;當(dāng)僅使用三種顏色時(shí):從4種顏色中選取3種有種方法,先著色第一區(qū)域,有3種方法,剩下2
25、種顏色涂四個(gè)區(qū)域,只能是一種顏色涂第2、4區(qū)域,另一種顏色涂第3、5區(qū)域,有2種著色方法,由乘法原理有種.綜上共有:種.例8 已知是關(guān)于的一元二次方程,其中、,求解集不同的一元二次方程的個(gè)數(shù).誤解:從集合中任意取兩個(gè)元素作為、,方程有個(gè),當(dāng)、取同一個(gè)數(shù)時(shí)方程有1個(gè),共有個(gè).錯(cuò)因分析:誤解中沒(méi)有注意到題設(shè)中:“求解集不同的”所以在上述解法中要去掉同解情況,由于同解、同解,故要減去2個(gè)。正解:由分析,共有個(gè)解集不同的一元二次方程.6未考慮特殊情況出錯(cuò)在排列組合中要特別注意一些特殊情況,一有疏漏就會(huì)出錯(cuò).例9 現(xiàn)有1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元、20元、50元人民幣各一張,100元人民幣
26、2張,從中至少取一張,共可組成不同的幣值種數(shù)是( )(A)1024種(B)1023種(C)1536種(D)1535種誤解:因?yàn)楣灿腥嗣駧?1張,每張人民幣都有取和不取2種情況,減去全不取的1種情況,共有種.錯(cuò)因分析:這里100元面值比較特殊有兩張,在誤解中被計(jì)算成 4 種情況,實(shí)際上只有不取、取一張和取二張3種情況.正解:除100元人民幣以外每張均有取和不取2種情況,100元人民幣的取法有3種情況,再減去全不取的1種情況,所以共有種.7題意的理解偏差出錯(cuò) 例10 現(xiàn)有8個(gè)人排成一排照相,其中有甲、乙、丙三人不能相鄰的排法有( )種.(A) (B) &
27、#160;(C) (D)誤解:除了甲、乙、丙三人以外的5人先排,有種排法,5人排好后產(chǎn)生6個(gè)空檔,插入甲、乙、丙三人有種方法,這樣共有種排法,選A.錯(cuò)因分析:誤解中沒(méi)有理解“甲、乙、丙三人不能相鄰”的含義,得到的結(jié)果是“甲、乙、丙三人互不相鄰”的情況.“甲、乙、丙三人不能相鄰”是指甲、乙、丙三人不能同時(shí)相鄰,但允許其中有兩人相鄰.正解:在8個(gè)人全排列的方法數(shù)中減去甲、乙、丙全相鄰的方法數(shù),就得到甲、乙、丙三人不相鄰的方法數(shù),即,故選B.8解題策略的選擇不當(dāng)出錯(cuò)有些排列組合問(wèn)題用直接法或分類(lèi)討論比較困難,要采取適當(dāng)?shù)慕鉀Q策略,如間接法、插入法、捆綁法、概率法等,
28、有助于問(wèn)題的解決.例10 高三年級(jí)的三個(gè)班到甲、乙、丙、丁四個(gè)工廠進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐,其中工廠甲必須有班級(jí)去,每班去何工廠可自由選擇,則不同的分配方案有( ).(A)16種 (B)18種 (C)37種 (D)48種誤解:甲工廠先派一個(gè)班去,有3種選派方法,剩下的2個(gè)班均有4種選擇,這樣共有種方案.錯(cuò)因分析:顯然這里有重復(fù)計(jì)算.如:班先派去了甲工廠,班選擇時(shí)也去了甲工廠,這與班先派去了甲工廠,班選擇時(shí)也去了甲工廠是同一種情況,而在上述解法中當(dāng)作了不一樣的情況,并且這種重復(fù)很難排除.正解:用間接法.先計(jì)算3個(gè)班自由選擇去何工廠的總數(shù),再扣除甲工廠無(wú)人去的情況,即:種方案.排列組合問(wèn)題雖然種類(lèi)繁多,但只要
29、能把握住最常見(jiàn)的原理和方法,即:“分步用乘、分類(lèi)用加、有序排列、無(wú)序組合”,留心容易出錯(cuò)的地方就能夠以不變應(yīng)萬(wàn)變,把排列組合學(xué)好.六練習(xí) 1五個(gè)工程隊(duì)承建某項(xiàng)工程的五個(gè)不同的子項(xiàng)目,每個(gè)工程隊(duì)承建1項(xiàng),其中甲工程隊(duì)不能承建1號(hào)子項(xiàng)目,則不同的承建方案共有(B)A種 B種 C種 D種2在由數(shù)字0,1,2,3,4,5所組成的沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)中,不能被5整除的數(shù)共有 192 個(gè)3有12個(gè)座位,現(xiàn)安排2人就座并且這2人不左右相鄰,那么不同排法的種數(shù)是_110_4某校高三年級(jí)舉行一次演講賽共有10位同學(xué)參賽,其中一班有3位,二班有2位,其它班有5位,若采用抽簽的方式確定他們的演講順序,則一班有3位同
30、學(xué)恰好被排在一起(指演講序號(hào)相連,不管人的順序),而二班的2位同學(xué)沒(méi)有被排在一起的概率為: ( D ) A B C D5用1、2、3、4、5、6、7、8組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的八位數(shù),要求1和2相鄰,3與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相鄰,這樣的八位數(shù)共有 576 個(gè) 6把一同排6張座位編號(hào)為1,2,3,4,5,6的電影票全部分給4個(gè)人,每人至少分1張,至多分2張,且這兩張票具有連續(xù)的編號(hào),那么不同的分法種數(shù)( D )A168B96C72D1447將標(biāo)號(hào)為1,2,10的10個(gè)球放入標(biāo)號(hào)為1,2,10的10個(gè)盒子里,每個(gè)盒內(nèi)放一個(gè)球,恰好3個(gè)球的標(biāo)號(hào)與其在盒子的標(biāo)號(hào)不一致的放入方法種數(shù)為( B )A1
31、20B240C360D7208從5位男教師和4位女教師中選出3位教師,派到3個(gè)班擔(dān)任班主任(每班1位班主任), 要求這3位班主任中男、女教師都要有,則不同的選派方案共( B )種A210種B420種C630種D840 9從集合 P,Q,R,S與0,1,2,3,4,5,6,7,8,9中各任選2個(gè)元素排成一排(字母和數(shù)字均不能重復(fù))每排中字母Q和數(shù)字0至多只能出現(xiàn)一個(gè)的不同排法種數(shù)是_5832_(用數(shù)字作答)10從6人中選出4人分別到巴黎、倫敦、悉尼、莫斯科四個(gè)城市游覽,要求每個(gè)城市有一人游覽,每人只游覽一個(gè)城市,且這6人中甲、乙兩人不去巴黎游覽,則不同的選擇方案共有( B )A300種B240種
32、C144種D96種題示:11四棱錐的8條棱代表8種不同的化工產(chǎn)品,有公共點(diǎn)的兩條棱代表的化工產(chǎn)品放在同一倉(cāng)庫(kù)是危險(xiǎn)的,沒(méi)有公共頂點(diǎn)的兩條棱多代表的化工產(chǎn)品放在同一倉(cāng)庫(kù)是安全的,現(xiàn)打算用編號(hào)為、的4個(gè)倉(cāng)庫(kù)存放這8種化工產(chǎn)品,那么安全存放的不同方法種數(shù)為 ( B)A96 B48 C24 D012 4棵柳樹(shù)和4棵楊樹(shù)栽成一行,柳樹(shù)、楊樹(shù)逐一相間的栽法有_種解析:2A·A=1152種答案:115213某餐廳供應(yīng)客飯,每位顧客可以在餐廳提供的菜肴中任選2菜2素共4種不同的品種現(xiàn)在餐廳準(zhǔn)備了5種不同的葷菜,若要保證每位顧客有200種以上的不同選擇,則餐廳至少還需要不同的素菜品種_種(結(jié)果用數(shù)值表
33、示)解析:設(shè)素菜n種,則C·C200n(n1)40,所以n的最小值為7答案:714設(shè)有編號(hào)為1,2,3,4,5的五個(gè)球和編號(hào)為1,2,3,4,5的五個(gè)盒子現(xiàn)將這五個(gè)球投放入這五個(gè)盒子內(nèi),要求每個(gè)盒子內(nèi)投放一球,并且恰好有兩個(gè)球的編號(hào)與盒子的編號(hào)相同,則這樣的投放方法有多少種?分析:五個(gè)球分別投放到五個(gè)盒子內(nèi),恰好有兩個(gè)球的編號(hào)與盒子的編號(hào)相同,則其他三個(gè)球必不能投放到與球的編號(hào)相同的盒子內(nèi),此時(shí),這三個(gè)球與對(duì)應(yīng)的三個(gè)盒子,就成了受限的特殊元素與特殊位置解:先在五個(gè)球中任選兩個(gè)球投放到與球編號(hào)相同的盒子內(nèi),有C種;剩下的三個(gè)球,不失一般性,不妨設(shè)編號(hào)為3,4,5,投放3號(hào)球的方法數(shù)為C
34、,則投放4,5號(hào)球的方法只有一種,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理共有C·C=20種點(diǎn)評(píng):本題投放球有兩種方法,一種是投入到與編號(hào)相同的盒子內(nèi),另一種是投入到與編號(hào)不同的盒子內(nèi),故應(yīng)分步完成15 球臺(tái)上有4個(gè)黃球,6個(gè)紅球,擊黃球入袋記2分,擊紅球入袋記1分,欲將此十球中的4球擊入袋中,但總分不低于5分,擊球方法有幾種?解:設(shè)擊入黃球x個(gè),紅球y個(gè)符合要求,則有 x+y=4,2x+y5(x、yN),得1x4相應(yīng)每組解(x,y),擊球方法數(shù)分別為CC,CC,CC,CC共有不同擊球方法數(shù)為CC+CC+CC+CC=195七排列組合問(wèn)題經(jīng)典題型與通用方法(一)排序問(wèn)題1.相鄰問(wèn)題捆綁法:題目中規(guī)定相鄰的幾個(gè)
35、元素捆綁成一個(gè)組,當(dāng)作一個(gè)大元素參與排列.例1.五人并排站成一排,如果必須相鄰且在的右邊,則不同的排法有( )A、60種 B、48種 C、36種 D、24種解析:把視為一人,且固定在的右邊,則本題相當(dāng)于4人的全排列,種,答案:.2.相離問(wèn)題插空排:元素相離(即不相鄰)問(wèn)題,可先把無(wú)位置要求的幾個(gè)元素全排列,再把規(guī)定的相離的幾個(gè)元素插入上述幾個(gè)元素的空位和兩端.例2.七人并排站成一行,如果甲乙兩個(gè)必須不相鄰,那么不同的排法種數(shù)是( )A、1440種 B、3600種 C、4820種 D、4800種解析:除甲乙外,其余5個(gè)排列數(shù)為種,再用甲乙去插6個(gè)空位有種,不同的排法種數(shù)是種,選.3.定序問(wèn)題縮倍
36、法:在排列問(wèn)題中限制某幾個(gè)元素必須保持一定的順序,可用縮小倍數(shù)的方法.例3.A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果必須站在的右邊(可以不相鄰)那么不同的排法有( )A、24種 B、60種 C、90種 D、120種解析:在的右邊與在的左邊排法數(shù)相同,所以題設(shè)的排法只是5個(gè)元素全排列數(shù)的一半,即種,選.11.定位問(wèn)題優(yōu)先法:某個(gè)或幾個(gè)元素要排在指定位置,可先排這個(gè)或幾個(gè)元素;再排其它的元素。例11.現(xiàn)有1名老師和4名獲獎(jiǎng)同學(xué)排成一排照相留念,若老師不站兩端則有不同的排法有多少種?解析:老師在中間三個(gè)位置上選一個(gè)有種,4名同學(xué)在其余4個(gè)位置上有種方法;所以共有種。12.多排問(wèn)題單排法:把元素排成幾
37、排的問(wèn)題可歸結(jié)為一排考慮,再分段處理。例12.(1)6個(gè)不同的元素排成前后兩排,每排3個(gè)元素,那么不同的排法種數(shù)是( )A、36種 B、120種 C、720種 D、1440種(2)8個(gè)不同的元素排成前后兩排,每排4個(gè)元素,其中某2個(gè)元素要排在前排,某1個(gè)元素排在后排,有多少種不同排法?解析:(1)前后兩排可看成一排的兩段,因此本題可看成6個(gè)不同的元素排成一排,共種,選.(2)解析:看成一排,某2個(gè)元素在前半段四個(gè)位置中選排2個(gè),有種,某1個(gè)元素排在后半段的四個(gè)位置中選一個(gè)有種,其余5個(gè)元素任排5個(gè)位置上有種,故共有種排法.16.圓排問(wèn)題單排法:把個(gè)不同元素放在圓周個(gè)無(wú)編號(hào)位置上的排列,順序(例
38、如按順時(shí)鐘)不同的排法才算不同的排列,而順序相同(即旋轉(zhuǎn)一下就可以重合)的排法認(rèn)為是相同的,它與普通排列的區(qū)別在于只計(jì)順序而無(wú)首位、末位之分,下列個(gè)普通排列:在圓排列中只算一種,因?yàn)樾D(zhuǎn)后可以重合,故認(rèn)為相同,個(gè)元素的圓排列數(shù)有種.因此可將某個(gè)元素固定展成單排,其它的元素全排列.例16.有5對(duì)姐妹站成一圈,要求每對(duì)姐妹相鄰,有多少種不同站法?解析:首先可讓5位姐姐站成一圈,屬圓排列有種,然后在讓插入其間,每位均可插入其姐姐的左邊和右邊,有2種方式,故不同的安排方式種不同站法.說(shuō)明:從個(gè)不同元素中取出個(gè)元素作圓形排列共有種不同排法.17.可重復(fù)的排列求冪法:允許重復(fù)排列問(wèn)題的特點(diǎn)是以元素為研究對(duì)
39、象,元素不受位置的約束,可逐一安排元素的位置,一般地個(gè)不同元素排在個(gè)不同位置的排列數(shù)有種方法.例17.把6名實(shí)習(xí)生分配到7個(gè)車(chē)間實(shí)習(xí)共有多少種不同方法?解析:完成此事共分6步,第一步;將第一名實(shí)習(xí)生分配到車(chē)間有7種不同方案,第二步:將第二名實(shí)習(xí)生分配到車(chē)間也有7種不同方案,依次類(lèi)推,由分步計(jì)數(shù)原理知共有種不同方案.14.選排問(wèn)題先取后排:從幾類(lèi)元素中取出符合題意的幾個(gè)元素,再安排到一定的位置上,可用先取后排法.例14.(1)四個(gè)不同球放入編號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)盒中,則恰有一個(gè)空盒的放法有多少種?(2)9名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,其中男5名,女4名,現(xiàn)在要進(jìn)行混合雙打訓(xùn)練,有多少種不同的分組方法?解析
40、:先取四個(gè)球中二個(gè)為一組,另二組各一個(gè)球的方法有種,再排:在四個(gè)盒中每次排3個(gè)有種,故共有種.解析:先取男女運(yùn)動(dòng)員各2名,有種,這四名運(yùn)動(dòng)員混和雙打練習(xí)有種排法,故共有種.4.標(biāo)號(hào)排位問(wèn)題分步法:把元素排到指定位置上,可先把某個(gè)元素按規(guī)定排入,第二步再排另一個(gè)元素,如此繼續(xù)下去,依次即可完成.例4.將數(shù)字1,2,3,4填入標(biāo)號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)方格里,每格填一個(gè)數(shù),則每個(gè)方格的標(biāo)號(hào)與所填數(shù)字均不相同的填法有( ) A、6種 B、9種 C、11種 D、23種解析:先把1填入方格中,符合條件的有3種方法,第二步把被填入方格的對(duì)應(yīng)數(shù)字填入其它三個(gè)方格,又有三種方法;第三步填余下的兩個(gè)數(shù)字,只有一
41、種填法,共有3×3×1=9種填法,選.22.全錯(cuò)位排列問(wèn)題公式法:全錯(cuò)位排列問(wèn)題(賀卡問(wèn)題,信封問(wèn)題)記住公式即可瑞士數(shù)學(xué)家歐拉按一般情況給出了一個(gè)遞推公式: 用A、B、C表示寫(xiě)著n位友人名字的信封,a、b、c表示n份相應(yīng)的寫(xiě)好的信紙。把錯(cuò)裝的總數(shù)為記作f(n)。假設(shè)把a(bǔ)錯(cuò)裝進(jìn)B里了,包含著這個(gè)錯(cuò)誤的一切錯(cuò)裝法分兩類(lèi): (1)b裝入A里,這時(shí)每種錯(cuò)裝的其余部分都與A、B、a、b無(wú)關(guān),應(yīng)有f(n-2)種錯(cuò)裝法。 (2)b裝入A、B之外的一個(gè)信封,這時(shí)的裝信工作實(shí)際是把(除a之外的) 份信紙b、c裝入(除B以外的)n1個(gè)信封A、C,顯然這時(shí)裝錯(cuò)的方法有f(n-1)種??傊赼裝
42、入B的錯(cuò)誤之下,共有錯(cuò)裝法f(n-2)+f(n-1)種。a裝入C,裝入D的n2種錯(cuò)誤之下,同樣都有f(n-2)+f(n-1)種錯(cuò)裝法,因此:得到一個(gè)遞推公式: f(n)=(n-1) f(n-1)+f(n-2),分別代入n=2、3、4等可推得結(jié)果。也可用迭代法推導(dǎo)出一般公式: 例.五位同學(xué)坐在一排,現(xiàn)讓五位同學(xué)重新坐,至多有兩位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置,則不同的坐法有 種.解析:可以分類(lèi)解決:第一類(lèi),所有同學(xué)都不坐自己原來(lái)的位置;第二類(lèi),恰有一位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置;第三類(lèi),恰有兩位同學(xué)坐自己原來(lái)的位置.對(duì)于第一類(lèi),就是上面講的全錯(cuò)位排列問(wèn)題;對(duì)于第二、第三類(lèi)有部分元素還占有原來(lái)的位置,其余元素可以
43、歸結(jié)為全錯(cuò)位排列問(wèn)題,我們稱這種排列問(wèn)題為部分錯(cuò)位排列問(wèn)題.設(shè)n個(gè)元素全錯(cuò)位排列的排列數(shù)為T(mén)n,則對(duì)于例3,第一類(lèi)排列數(shù)為T(mén)5,第二類(lèi)先確定一個(gè)排原來(lái)位置的同學(xué)有5種可能,其余四個(gè)同學(xué)全錯(cuò)位排列,所以第二類(lèi)的排列數(shù)為5T4,第三類(lèi)先確定兩個(gè)排原位的同學(xué),有=10種,所以第三類(lèi)的排列數(shù)為10T3,因此例3的答案為:T5+5T4+10T3.(二)分組分配問(wèn)題24平均分堆問(wèn)題去除重復(fù)法 例2. 從7個(gè)參加義務(wù)勞動(dòng)的人中,選出6個(gè)人,分成兩組,每組都是3人,有多少種不同的分法?分析:記7個(gè)人為a、b、c、d、e、f、g寫(xiě)出一些組來(lái)考察。表1選3人再選3人分組方法種數(shù)a b cd e fd e fa b
44、 c這兩種只能算一種分法a b cd e gd e ga b c這兩種只能算一種分法由表1可見(jiàn),把a(bǔ)bc,def看作2個(gè)元素順序不同的排列有種,而這只能算一種分組方法。解:選3人為一組有種,再選3人為另一組有種,依分步計(jì)數(shù)原理,又每種分法只能算一種,所以不同的分法有(種)。也可以先選再分組為70(種) 例6 6本不同的書(shū)平均分成三堆,有多少種不同的方法? 分析:分出三堆書(shū)(a1,a2),(a3,a4),(a5,a6)由順序不同可以有=6種,而這6種分法只算一種分堆方式,故6本不同的書(shū)平均分成三堆方式有=15種練習(xí):16本書(shū)分三份,2份1本,1份4本,則有不同分法?2某年級(jí)6個(gè)班的數(shù)學(xué)課,分配給
45、甲乙丙三名數(shù)學(xué)教師任教,每人教兩個(gè)班,則分派方法的種數(shù)。5.有序分配問(wèn)題逐分法:有序分配問(wèn)題指把元素分成若干組,可用逐步下量分組法.例5.(1)有甲乙丙三項(xiàng)任務(wù),甲需2人承擔(dān),乙丙各需一人承擔(dān),從10人中選出4人承擔(dān)這三項(xiàng)任務(wù),不同的選法種數(shù)是( ) A、1260種 B、2025種 C、2520種 D、5040種 (2)12名同學(xué)分別到三個(gè)不同的路口進(jìn)行流量的調(diào)查,若每個(gè)路口4人,則不同的分配方案有( )A、種 B、種 C、種 D、種解析:(1)先從10人中選出2人承擔(dān)甲項(xiàng)任務(wù),再?gòu)氖O碌?人中選1人承擔(dān)乙項(xiàng)任務(wù),第三步從另外的7人中選1人承擔(dān)丙項(xiàng)任務(wù),不同的選法共有種,選.(2)答案:.6.
46、全員分配問(wèn)題分組法:例6.(1)4名優(yōu)秀學(xué)生全部保送到3所學(xué)校去,每所學(xué)校至少去一名,則不同的保送方案有多少種?(2)5本不同的書(shū),全部分給4個(gè)學(xué)生,每個(gè)學(xué)生至少一本,不同的分法種數(shù)為( )A、480種 B、240種 C、120種 D、96種答案:(1)36.(2).7.名額分配問(wèn)題隔板法(無(wú)差別物品分配問(wèn)題隔板法):例7:10個(gè)三好學(xué)生名額分到7個(gè)班級(jí),每個(gè)班級(jí)至少一個(gè)名額,有多少種不同分配方案?解析:10個(gè)名額分到7個(gè)班級(jí),就是把10個(gè)名額看成10個(gè)相同的小球分成7堆,每堆至少一個(gè),可以在10個(gè)小球的9個(gè)空位中插入6塊木板,每一種插法對(duì)應(yīng)著一種分配方案,故共有不同的分配方案為種.8.限制條
47、件的分配問(wèn)題分類(lèi)法:例8.某高校從某系的10名優(yōu)秀畢業(yè)生中選4人分別到西部四城市參加中國(guó)西部經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)建設(shè),其中甲同學(xué)不到銀川,乙不到西寧,共有多少種不同派遣方案?解析:因?yàn)榧滓矣邢拗茥l件,所以按照是否含有甲乙來(lái)分類(lèi),有以下四種情況:若甲乙都不參加,則有派遣方案種;若甲參加而乙不參加,先安排甲有3種方法,然后安排其余學(xué)生有方法,所以共有;若乙參加而甲不參加同理也有種;若甲乙都參加,則先安排甲乙,有7種方法,然后再安排其余8人到另外兩個(gè)城市有種,共有方法.所以共有不同的派遣方法總數(shù)為種.(三)排列組合問(wèn)題中的技巧10.交叉問(wèn)題集合法(容斥原理):某些排列組合問(wèn)題幾部分之間有交集,可用集合中求元素個(gè)
48、數(shù)公式例10.從6名運(yùn)動(dòng)員中選出4人參加4×100米接力賽,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少種不同的參賽方案?解析:設(shè)全集=6人中任取4人參賽的排列,A=甲跑第一棒的排列,B=乙跑第四棒的排列,根據(jù)求集合元素個(gè)數(shù)的公式得參賽方法共有:種.13.“至少”“至多”問(wèn)題用間接排除法或分類(lèi)法:例13.從4臺(tái)甲型和5臺(tái)乙型電視機(jī)中任取3臺(tái),其中至少要甲型和乙 型電視機(jī)各一臺(tái),則不同的取法共有 ( ) A、140種 B、80種 C、70種 D、35種解析1:逆向思考,至少各一臺(tái)的反面就是分別只取一種型號(hào),不取另一種型號(hào)的電視機(jī),故不同的取法共有種,選.解析2:至少要甲型和乙 型電視機(jī)各一
49、臺(tái)可分兩種情況:甲型1臺(tái)乙型2臺(tái);甲型2臺(tái)乙型1臺(tái);故不同的取法有臺(tái),選.23構(gòu)造數(shù)列遞推法例 一樓梯共10級(jí),如果規(guī)定每次只能跨上一級(jí)或兩級(jí),要走上這10級(jí)樓梯,共有多少種不同的走法?分析:設(shè)上n級(jí)樓梯的走法為an種,易知a1=1,a2=2,當(dāng)n2時(shí),上n級(jí)樓梯的走法可分兩類(lèi):第一類(lèi):是最后一步跨一級(jí),有an-1種走法,第二類(lèi)是最后一步跨兩級(jí),有an-2種走法,由加法原理知:an=an-1+ an-2,據(jù)此,a3=a1+a2=3,a4=a#+a2=5,a5=a4+a3=8,a6=13,a7=21,a8=34,a9=55,a10=89.故走上10級(jí)樓梯共有89種不同的方法。15.部分合條件問(wèn)題
50、排除法:在選取的總數(shù)中,只有一部分合條件,可以從總數(shù)中減去不符合條件數(shù),即為所求.例15.(1)以正方體的頂點(diǎn)為頂點(diǎn)的四面體共有( )A、70種 B、64種 C、58種 D、52種(2)四面體的頂點(diǎn)和各棱中點(diǎn)共10點(diǎn),在其中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同的取法共有( )A、150種 B、147種 C、144種 D、141種解析:(1)正方體8個(gè)頂點(diǎn)從中每次取四點(diǎn),理論上可構(gòu)成四面體,但6個(gè)表面和6個(gè)對(duì)角面的四個(gè)頂點(diǎn)共面都不能構(gòu)成四面體,所以四面體實(shí)際共有個(gè).(2)解析:10個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)共有種,其中四點(diǎn)共面的有三種情況:在四面體的四個(gè)面上,每面內(nèi)四點(diǎn)共面的情況為,四個(gè)面共有個(gè);過(guò)空間四邊形各邊中點(diǎn)的
51、平行四邊形共3個(gè);過(guò)棱上三點(diǎn)與對(duì)棱中點(diǎn)的三角形共6個(gè).所以四點(diǎn)不共面的情況的種數(shù)是種.18.復(fù)雜排列組合問(wèn)題構(gòu)造模型法:例18.馬路上有編號(hào)為1,2,3,9九只路燈,現(xiàn)要關(guān)掉其中的三盞,但不能關(guān)掉相鄰的二盞或三盞,也不能關(guān)掉兩端的兩盞,求滿足條件的關(guān)燈方案有多少種?解析:把此問(wèn)題當(dāng)作一個(gè)排隊(duì)模型,在6盞亮燈的5個(gè)空隙中插入3盞不亮的燈種方法,所以滿足條件的關(guān)燈方案有10種.說(shuō)明:一些不易理解的排列組合題,如果能轉(zhuǎn)化為熟悉的模型如填空模型,排隊(duì)模型,裝盒模型可使問(wèn)題容易解決.19.元素個(gè)數(shù)較少的排列組合問(wèn)題可以考慮枚舉法:例19.設(shè)有編號(hào)為1,2,3,4,5的五個(gè)球和編號(hào)為1,2,3,4,5的盒
52、子現(xiàn)將這5個(gè)球投入5個(gè)盒子要求每個(gè)盒子放一個(gè)球,并且恰好有兩個(gè)球的號(hào)碼與盒子號(hào)碼相同,問(wèn)有多少種不同的方法?解析:從5個(gè)球中取出2個(gè)與盒子對(duì)號(hào)有種,還剩下3個(gè)球與3個(gè)盒子序號(hào)不能對(duì)應(yīng),利用枚舉法分析,如果剩下3,4,5號(hào)球與3,4,5號(hào)盒子時(shí),3號(hào)球不能裝入3號(hào)盒子,當(dāng)3號(hào)球裝入4號(hào)盒子時(shí),4,5號(hào)球只有1種裝法,3號(hào)球裝入5號(hào)盒子時(shí),4,5號(hào)球也只有1種裝法,所以剩下三球只有2種裝法,因此總共裝法數(shù)為種.9.多元問(wèn)題分類(lèi)法:元素多,取出的情況也多種,可按結(jié)果要求分成不相容的幾類(lèi)情況分別計(jì)數(shù)再相加。例9(1)由數(shù)字0,1,2,3,4,5組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的六位數(shù),其中個(gè)位數(shù)字小于十位數(shù)字的共有(
53、 )A、210種 B、300種 C、464種 D、600種(2)從1,2,3,100這100個(gè)數(shù)中,任取兩個(gè)數(shù),使它們的乘積能被7整除,這兩個(gè)數(shù)的取法(不計(jì)順序)共有多少種?(3)從1,2,3,100這100個(gè)數(shù)中任取兩個(gè)數(shù),使其和能被4整除的取法(不計(jì)順序)有多少種?解析:(1)按題意,個(gè)位數(shù)字只可能是0,1,2,3,4共5種情況,分別有個(gè),個(gè),合并總計(jì)300個(gè),選.另解,首位數(shù)字不能為0,故首位數(shù)字有5種選擇,其它五個(gè)數(shù)字全排列,由于個(gè)位數(shù)字比十位數(shù)字大與個(gè)位數(shù)字比十位數(shù)字小是對(duì)稱的。故所求六位數(shù)共有5/2=300。(2)解析:被取的兩個(gè)數(shù)中至少有一個(gè)能被7整除時(shí),他們的乘積就能被7整除,
54、將這100個(gè)數(shù)組成的集合視為全集I,能被7整除的數(shù)的集合記做共有14個(gè)元素,不能被7整除的數(shù)組成的集合記做共有86個(gè)元素;由此可知,從中任取2個(gè)元素的取法有,從中任取一個(gè),又從中任取一個(gè)共有,兩種情形共符合要求的取法有種.(3)解析:將分成四個(gè)不相交的子集,能被4整除的數(shù)集;能被4除余1的數(shù)集,能被4除余2的數(shù)集,能被4除余3的數(shù)集,易見(jiàn)這四個(gè)集合中每一個(gè)有25個(gè)元素;從中任取兩個(gè)數(shù)符合要;從中各取一個(gè)數(shù)也符合要求;從中任取兩個(gè)數(shù)也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有種.20.復(fù)雜的排列組合問(wèn)題也可用分解與合成法:例20.(1)30030能被多少個(gè)不同偶數(shù)整除?(2)正方
55、體8個(gè)頂點(diǎn)可連成多少對(duì)異面直線?解析:先把30030分解成質(zhì)因數(shù)的形式:30030=2×3×5×7×11×13;依題意偶因數(shù)2必取,3,5,7,11,13這5個(gè)因數(shù)中任取若干個(gè)組成成積,所有的偶因數(shù)為個(gè).(2)解析:因?yàn)樗拿骟w中僅有3對(duì)異面直線,可將問(wèn)題分解成正方體的8個(gè)頂點(diǎn)可構(gòu)成多少個(gè)不同的四面體,從正方體8個(gè)頂點(diǎn)中任取四個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的四面體有個(gè),所以8個(gè)頂點(diǎn)可連成的異面直線有3×58=174對(duì).21.利用對(duì)應(yīng)思想轉(zhuǎn)化法:對(duì)應(yīng)思想是教材中滲透的一種重要的解題方法,它可以將復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題處理.例21.(1)圓周上有10點(diǎn),以這些點(diǎn)為端點(diǎn)的弦相交于圓內(nèi)的交點(diǎn)有多少個(gè)?(2)某城市的街區(qū)有12個(gè)全等的矩形組成,其中實(shí)線表示馬路,從A到B的最短路徑有多少種?解析:因?yàn)閳A的一個(gè)內(nèi)接四邊形的兩條對(duì)角線相交于圓內(nèi)一點(diǎn),一個(gè)圓的內(nèi)接四邊形就對(duì)應(yīng)著兩條弦相交于圓內(nèi)的一個(gè)交點(diǎn),于是問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為圓周上的10個(gè)點(diǎn)可以確定多少個(gè)不同的四邊形,顯然有個(gè),所以圓周上有10點(diǎn),以這些點(diǎn)為端點(diǎn)的弦相交于圓內(nèi)的交點(diǎn)有個(gè).(2)解析:可將圖中矩形的一邊叫一小段,從到最短路線必須走7小段,其中:向東4段,向北3段;而且前一段的尾接后一段的首,所以只要確定向東走過(guò)4段的走法,便能確定路徑,因此不同走法有種.例17 圓周上共有1
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