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1、排列组合问题的基本模型及解题方法导语:解决排列组合问题要讲究策略,首先要认真审题,弄清楚是排列( 有序)还是组合 ( 无序) ,还是排列与组合混合问题。其次,要抓住问题的本质特征,准确合理地利用两个基本原则进行“分类与分步”。加法原理的特征是分类解决问题,分类必须满足两个条件:类与类必须互斥( 不相容 ),总类必须完备 (不遗漏 ) ;乘法原理的特征是分步解决问题,分步必须做到步与步互相独立,互不干扰并确保连续性。分类与分步是解决排列组合问题的最基本的思想策略,在实际操作中往往是“步”与“类”交叉,有机结合,可以是类中有步,也可以是步中有类,以上解题思路分析,可以用顺口溜概括为:审明题意,排(
2、组)分清;合理分类,用准加乘;周密思考,防漏防重;直接间接,思路可循;元素位置,特殊先行;一题多解,检验真伪。注意以下几点:1、解排列组合应用题的一般步骤为:什么事:明确要完成的是一件什么事(审题);怎么做:分步还是分类,有序还是无序。2、解排列组合问题的思路(1) 两种思路:直接法,间接法。(2) 两种途径:元素分析法,位置分析法。3、基本模型及解题方法:(一)、元素相邻问题(1) 、全相邻问题,捆邦法例 1、6 名同学排成一排,其中甲,乙两人必须排在一起的不同排法有( C )种。A、720 B 、360 C 、240 D 、120 说明:从上述解法可以看出,所谓“捆邦法”,就是在解决对于某
3、几个元素要求相邻问题时,可以整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。(2) 、全不相邻问题插空法例 2、要排一张有 6 个歌唱节目和 4 个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,问有多少不同的排法,解:先将 6 个歌唱节目排好,其中不同的排法有6! ,这 6 个节目的空隙及两端共有七个位置中再排 4 个舞蹈节目有47A种排法,由乘法原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为4676A A种例 3、高三(一)班学要安排毕业晚会的4 各音乐节目, 2 个舞蹈节目和 1 个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是A、1800 B、3600 C、4320 D、5040 解
4、:不同排法的种数为5256A A3600,故选 B 说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它隔开,此类问题可以先将其它元素排好,再将特殊元素插入,故叫插空法。(3) 、不全相邻排除法,排除处理例 4、五个人站成一排,其中甲、乙、丙三人有两人相邻,有多少排法?解:533235332372AA AA A222232或 3A A A例 5、有两排座位,前排 11 个座位,后排 12 个座位,现安排 2 人就座,规定前排中间的 3 个座位不能坐,并且这2 人不左右相邻,那么不同排法的种数是解法一:前后各一个,有8122192种方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎
5、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 前排左、右各一人:共有44232 种方法两人都在前排:两人都在前排左边的四个位置:乙可坐 2个位置乙可坐 1 个位置224 112 此种情况共有 426 种方法因为两边都是 4 个位置,都坐右边亦有 6 种方法,所以坐在第一排总共有6612 种方法两人都坐在第二排位置,先规定甲左乙右甲左乙右总共有55102110128910种方法同样甲、乙可互换位置,乙左甲右也同样有55 种方法,所以甲、乙按要求同坐第二排总共有5
6、52110种方法。综上所述,按要求两人不同排法有 192 3212110346种解法二:考虑 20个位置中安排两个人就坐,并且这两人左右不相邻,4 号座位与 5 号座位不算相邻(坐在前排相邻的情况有12 种。 ) ,7 号座位与 8 号座位不算相邻(坐在后排相邻的情况有22种。 ) ,共有346)611(2220A种(二) 、定序问题缩倍法例 6、信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号,现有3 面红旗、 2 面白旗,把 5 面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是() (用数字作答)。解:5 面旗全排列有55A种挂,由于 3 面红旗与 2 面白旗的分别全排列均只能作一次的挂法,故有55323
7、210AA A说明 : 在排列的问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序问题, 这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便 . 例 7、某工程队有 6 项工程需要单独完成, 其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有工程丁必须在工程丙完成后立即进行。那么安排这 6项工程的不同排法种数是。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 解一:依题意,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的5
8、个空中(插一个或二个),可得有22525AA30 种不同排法。解二:6!4!=30 例 8、由数字 0、1、2、3、4、5 组成没有重复数字的6 位数,其中个位数字小于十位的数字的共有()A、210个 B、300 个 C、464个 D、600 个解:155513002A A故选 B (三) 、多元问题分类法例 9某校从 8 名教师中选派 4 名教师同时去 4 个边远地区支教 ( 每地 1 人), 其中甲和乙不同去 , 甲和丙只能同去或同不去 , 则不同的选派方案共有种解析:某校从 8 名教师中选派 4 名教师同时去 4 个边远地区支教 ( 每地 1 人) ,其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同
9、不去,可以分情况讨论,甲、丙同去,则乙不去,有2454CA=240种选法;甲、丙同不去,乙去,有3454CA=240种选法;甲、乙、丙都不去,有45120A种选法,共有 600 种不同的选派方案例 10、设集合1,2,3,4,5I。选择 I 的两个非空子集 A和 B,要使 B中最小的数大于A中最大的数,则不同的选择方法共有 (B) A、50种 B、49种 C、48种 D、47种解析:若集合 A、B中分别有一个元素,则选法种数有25C=10种;若集合 A中有一个元素,集合 B中有两个元素,则选法种数有35C=10种;若集合 A中有一个元素,集合B中有三个元素,则选法种数有45C=5 种;若集合
10、A 中有一个元素,集合B 中有四个元素,则选法种数有55C=1 种;若集合 A 中有两个元素,集合B 中有一个元素,则选法种数有35C=10种;若集合 A中有两个元素,集合B中有两个个元素,则选法种数有45C=5 种;若集合 A 中有两个元素,集合B 中有三个元素,则选法种数有55C=1 种;若集合 A 中有三个元素,集合B 中有一个元素,则选法种数有45C=5 种;若集合 A 中有三个元素,集合 B 中有两个元素,则选法种数有55C=1 种;若集合 A 中有四个元素,集合B 中有一个元素,则选法种数有55C=1种;总计有49种,选 B. 解法二:集合 A、B中没有相同的元素,且都不是空集,从
11、 5 个元素中选出 2 个元素,有25C=10种选法,小的给 A集合,大的给 B集合;从 5 个元素中选出 3 个元素,有35C=10 种选法,再分成1、2 两组,较小元素的一组给 A集合,较大元素的一组的给B集合,共有 210=20 种方法;从 5 个元素中选出 4 个元素,有45C=5种选法,再分成1、3;2、2;3、1 两组,较小元素的一组给 A集合,较大元素的一组的给B集合,共有 35=15 种方法;从 5 个元素中选出 5 个元素,有55C=1种选法,再分成1、4;2、3;3、2;4、1两组,较小元素的一组给A集合,较大元素的一组的给B集合,共有 41=4 种方法;总计为 10+20
12、+15+4=49种方法。选 B. 例 11、将 4 个颜色互不相同的球全部放入编号为1 和 2 的两个盒子里,使得放入每个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有()A、10 种B、20 种C 、36种D 、52 种解析:将 4 个颜色互不相同的球全部放入编号为1 和 2 的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,分情况讨论:1 号盒子中放 1
13、个球,其余 3 个放入 2 号盒子, 有144C种方法; 1 号盒子中放 2 个球, 其余 2 个放入 2号盒子, 有246C种方法;则不同的放球方法有10 种,选 A说明:元素多,取出的情况也多种,可按要求分成互不相容的几类情况分别计算,最后总计。(四) 、元素交叉问题集合法(二元否定问题,依次分类)例 12、从 6 名运动员中选出 4 名参加 4100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?解:设全集 U=6 人中任选 4 人参赛的排列 ,A=甲跑第一棒的排列 ,B=乙跑第四棒 的 排 列 , 根 据 求 集 合 元 素 的 个 数 的 公 式 可 得 参 赛
14、方 法 共 有 :card(U)-card(A)-card(B)+card(AB)=252 例 13、某天的课表要排入语文、数学、英语、物理、化学、体育共六门课程,且上午安排四节课,下午安排两节课。(1)若第一节不排体育,下午第一节不排数学,一共有多少种不同的排课方法?(2)要求数学、物理、化学不能排在一起(上午第四节与下午第一节不算连排),有多少种不同的排课方法?例 14、同室 4 人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有()A、6 种 B 、9 种 C 、11 种 D 、23 种解:此题可以看成是将数字1、2、3、4 填入标号为 1、2
15、、3、4 的四个方格里,每格填一数,且每个方格的标号与所填数字不同的填法问题。所以先将1 填入 2 至 4 的 3 个方格里有 3 种填法;第二步把被填入方格的对应数字填入其它3 个方格,又有 3 种填法;第三步将余下的两个数字填入余下的两格中只有一种填法,故共有331=9 种填法。故选 B 说明:求解二元否定问题先把某个元素按规定排入,再排另一个元素,如此继续下去,依此即可完成。例 15、安排 5 名歌手的演出顺序时, 要求某名歌手不第一个出场, 另一名歌手不最后一个出场,不同排法的总数是 .(用数字作答 ) 。 (答: 78 种)说明:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素的个
16、数的公式来求解。(五) 、多排问题单排法例 16、两排座位,第一排有3 个座位,第二排有5 个座位,若 8 名学生入座(每人一座位) ,则不同的座法为()A、5388C C B、153288A C C C、3588A A D、88A解:此题分两排座可以看成是一排座,故有88A种座法。选 D 说明:把元素排成几排的问题,可归纳为一排考虑,再分段处理。(六) 、至多、至少问题分类法或 间接法(去杂处理)含“至多”或“至少”的排列组合问题,是需要分类问题,或排除法。排除法,适用于反面情况明确且易于计算的情况。例 17、从 4 名男生和 3 名女生中选出 3 人,分别从事三项不同的工作,若这3 人中至
17、少有 1 名女生,则选派方案共有()名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - A、108种 B、186 种C、216种 D 、270 种解析:从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派方案共有3374AA=186 种,选B. 例 18、5 名乒乓球队员中 , 有 2 名老队员和 3 名新队员 . 现从中选出 3 名队员排成 1、2、3 号参加团体比赛 , 则入选的 3 名队员中至少有一名老队员, 且 1、2 号中至少
18、有 1 名新队员的排法有 _种.( 以数作答 ) 【解析】两老一新时 , 有112322C12C A种排法;两新一老时, 有123233C C36A种排法 ,即共有 48 种排法 . 例 19、将 5 名实习教师分配到高一年级的3 个班实习,每班至少1 名,最多 2 名,则不同的分配方案有 A、30种B、90 种 C、180种D、270 种解析:将 5 名实习教师分配到高一年级的3 个班实习,每班至少1 名,最多 2 名,则将5 名教师分成三组,一组1 人,另两组都是 2 人,有12542215CCA种方法,再将 3 组分到 3个班,共有331590A种不同的分配方案,选B. (七) 、部分符
19、合条件淘汰法例 20、四面体的顶点各棱中点共有10 个点,在其中取4 个不共面的点,不同的取法共有() A、150种 B、147 种 C、144 种 D、141 种解:10 个点取 4 个点共有410C种取法,其中面ABC 内的 6 个点中任取 4 个点必共面,这样的面共有6 个,又各棱中点共6 个点,有四点共面的平面有3 个,故符合条件不共面的平面有44106463141CC选 D 说明:在选取总数中,只有一部分符合条件,可从总数中减去不符合条件数,即为所求。(八) 、分组问题与分配问题分组问题:均匀分组,除法处理;非均匀分组,组合处理例 21、有 9 个不同的文具盒:(1)将其平均分成三组
20、;(2)将其分成三组,每组个数 2,3,4。上述问题各有多少种不同的分法?分析: (1)此题属于分组问题:先取3 个为第一组,有39C种分法,再取 3 个不第二组, 有36C种分法, 剩下 3 个为第三组,有33C种分法, 由于三组之间没有顺序, 故有33396333C C CA种分法。 (2)同( 1) ,共有234974C C C种分法,因三组个数各不相同,故不必再除以33A。分配问题:定额分配,组合处理;随机分配,先组后排例 22、有 9 本不同的书:(1)分给甲 2 本,乙 3 本,丙 4 本; (2)分给三个人,分别得 2 本,3 本,4 本。上述问题各有多少种不同的分法?(1)此题
21、是定额分配问题,先让甲选,有29C种;再让乙选,有37C种;剩下的给丙,有44C种,共有234974C C C种不同的分法( 2)此题是随机分配问题:先将9 本书分成 2 本,3 本,4 本共有三堆,再将三堆分给三个人,共有23439743.C C CA种不同的分法。例 23、对某种产品的 6 件不同正品和 4 件不同次品一一进行测试,至区分出所有次品为止,若所有次品恰好在第5 次测试时被全部发现, 则这样的测试方法有多少种可能? 解:第 5 次必测出一次品,余下3 件次品在前 4 次被测出,从 4 件中确定最后一件次品有14C种方法,前 4 次中应有 1 件正品、 3 件次品,有3316CC
22、种,前 4 次测试中的顺序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - 有44A种,由分步计数原理即得:14C(3316CC)44A576。本题涉及一类重要问题: 问题中既有元素的限制, 又有排列的问题, 一般是先选元素(即组合)后排列 . 练习:1、3 名教师分配到 6 个班里,各人教不同的班级,若每人教2 个班,有多少种分配方法?22264290C C C2、将 10 本不同的专著分成3 本,3 本,3 本和 1 本,分
23、别交给 4 位学者阅读,问有多少种不同的分法?3331107414!3!C C C C例 24、某外商计划在四个候选城市投资3 个不同的项目 , 且在同一个城市投资的项目不超过 2 个, 则该外商不同的投资方案有 ( ) A.16 种 B.36种 C.42种 D.60种解析:有两种情况,一是在两个城市分别投资1 个项目、 2 个项目,此时有123436CA,二是在在两个城市分别投资1,1,1 个项目,此时有3424A, 共有1234CA34A=60,故选(D)(九) 、相同元素入盒问题隔板法在排列组合中,对于将不可分辨的球装入到可以分辨的盒子中,每盒至少一个,求方法数的问题,常用隔板法。例 2
24、5、求方程 x+y+z=10的正整数解的个数。 ( 即:10 个相同的小球分给三人,每人至少 1 个,有多少方法? ) 分析:将 10 个球排成一排,球与球之间形成9 个空隙,将两个隔板插入这些空隙中(每空至多插一块隔板) ,规定由隔板分成的左、中、右三部分的球数分别为 x.y.z之值(如图)则隔板与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为2936C个。实际运用隔板法解题时,在确定球数、如何插隔板等问题上形成了一些技巧。下面举例说明:(1) 、添加球数用隔板法例 26、求方程 x+y+z=10 的非负整数解的个数。分析:注意到 x 、y 、z 可以为零,故上题解法中的限定“每空至多插一块隔
25、板”就不成立了。怎么办呢?只要添加三个球,给 x 、 y 、z 各一个球。这样原问题就转化为求x+y+z=13 的正整数解的个数了,故解的个数为212C=66个。(2) 、减少球数用隔板法例 27、将 20 个相同的小球放入编号分别为1,2,3,4 的四个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于它的编号数,求放法总数。分析 1:先在编号 1,2,3,4 的四个盒子内分别放0,1,2,3个球,有 1 种方法;再把剩下的 14 个球,分成 4组,每组至少 1 个,由例 25 知有313C =286 种方法。分析 2:第一步先在编号 1,2,3,4 的四个盒子内分别放1,2,3,4 个球,有 1 种方法;
26、第二步把剩下的10 个相同的球放入编号为1,2,3,4 的盒子里,由例26 知有313C =286 种方法。(3) 、先后插入用隔板法例 28、为构建和谐社会出一份力,一文艺团体下基层宣传演出,准备的节目表中原有名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 11 页 - - - - - - - - - 4 个歌舞节目,如果保持这些节目的相对顺序不变,拟再添2 个小品节目,则不同的排列方法有多少种?分析:记两个小品节目分别为A、B。先排 A节目。根据 A节目前后的歌舞节目
27、数目考虑方法数,相当于把4 个球分成两堆,由例26 知有15C种方法。这一步完成后就有5个节目了。再考虑需加入的B 节目前后的节目数,同上理知有16C种方法。故由乘法原理知,共有115630C C种方法。(十) 、数字问题(组成无重复数字的整数) 能被 2 整除的数的特征:末位数是偶数;不能被2 整除的数的特征:末位数是奇数。能被 3 整除的数的特征:各位数字之和是3 的倍数;能被 9 整除的数的特征:各位数字之和是 9 的倍数。能被 4 整除的数的特征:末两位是4 的倍数。能被 5 整除的数的特征:末位数是0 或 5。能被 25整除的数的特征:末两位数是25,50,75。能被 6 整除的数的
28、特征:各位数字之和是3 的倍数的偶数。例 29、在1,2,3,4,5这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为奇数的共有A、36 个 B、24个 C、18 个D 、6 个解:依题意,所选的三位数字有两种情况: (1)3 个数字都是奇数,有33A种方法( 2)3 个数字中有一个是奇数,有1333C A,故共有33A1333C A24 种方法,故选 B 例 30、用数字 0,1,2,3,4 组成没有重复数字的五位数,则其中数字1,2 相邻的偶数有24 个. (十一) 、分球入盒问题例 30、将 5个小球放到 3 个盒子中,在下列条件下,各有多少种投放方法? 小球不同,盒子不同,盒子不空
29、解:将小球分成3 份,每份 1,1,3 或 1,2,2。再放在 3 个不同的盒子中,即先分堆,后分配。有31223525332222CC(+)AAACC 小球不同,盒子不同,盒子可空解:53种小球不同,盒子相同,盒子不空解:只要将 5 个不同小球分成 3 份,分法为:1,1,3;1,2,2。共有312252532222CC+AACC=25种小球不同,盒子相同,盒子可空本 题 即 是 将5个 不 同 小 球 分 成1份 , 2份 , 3份 的 问 题 。 共 有312254352535552222CC()(+)41AACCCCC种小球相同,盒子不同,盒子不空解: (隔板法)。0 00 00 ,有
30、24C种方法小球相同,盒子不同,盒子可空解一:把 5 个小球及插入的2 个隔板都设为小球( 7 个球) 。7 个球中任选两个变为隔名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 11 页 - - - - - - - - - 265431板 (可以相邻)。 那么 2块隔板分成 3份的小球数对应于相应的 3个不同盒子。故有27C=21.解:分步插板法。小球相同,盒子相同,盒子不空解:5 个相同的小球分成 3 份即可,有 3,1,1;2,2,1。共 2 种小球相同,盒子相同,盒
31、子可空解:只要将将 5 个相同小球分成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 31、有 4 个不同的小球,放入4 个不同的盒子内,球全部放入盒子内(1)共有几种放法?(答:44)(2)恰有 1 个空盒,有几种放法?(答:2344144C A)(3)恰有 1 个盒子内有 2 个球,有几种放法?(答:同上2344144C A)(4)恰有 2 个盒子不放球,有几种放法?(答:3222444484C AC C)(十二)、涂色问题(1)用计数原理处理的问题,需要关注图形的特征:多少块?多少色?(2)以涂色先后分步,以色的种类
32、分类。例 32、某城市在中心广场建造一个花圃,花圃分为6 个部分(如下图)。现要栽种 4种不同颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分要能栽种同种颜色的花,则不同的栽种方法有多少种?法 1:按对称区域颜色是否相同分类分析:四种不同的颜色涂在如图所示的6 个区域, 且相邻两个区域不能同色,只能选用 4 种颜色,要分四类:(1)与同色、与同色,则有44A;(2)与同色、与同色,则有44A;(3)与同色、与同色,则有44A;(4)与同色、与同色,则有44A;(5)与同色、与同色,则有44A;所以根据加法原理得涂色方法总数为544A=120 。法 2: 转化法将其转化为空间图形如右图,转化为对点涂色。1 号
33、和其他 5 个区域都相邻,其他 5 个区域按逆时针顺序3 个 3 个相邻,因此对这个5 棱锥的涂色问题,可转化为用 3 种颜色对底面 5 边形进行涂色。第 1 步:对顶点 1 进行涂色,有14C种涂法;第 2 步:用剩余的 3 种颜色对平面 5 边形的顶点涂色,则必然有二组相对顶点同色,有如下五种分组方式:第一种: (2,4) , (3,5) ,6;第二种: (2,4) , (3,6) ,5;第三种: (2,5) , (3,6) ,4;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
34、8 页,共 11 页 - - - - - - - - - 第四种: (2,5) , (4,6) ,3;第五种: (3,5) , (4,6) ,2. 每种分组方式的涂色方法有33A种,根据分类、分步计数原理有13435120CA种涂色方法。例 33、将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端异色,若只有五种颜色可供使用,则不同的染色种数为 420 应该指出的是,上述所介绍的适用不同要求的各种方法并不是绝对的,对于同一问题有时会有多种方法,这时要认真思考和分析,灵活选取最佳方法。(十三) 、不同元素进盒,先分堆再分配对于不同的元素放入几个不同的盒内,当有的盒内有不小于2个元素时,不可
35、分批进入,必须先分堆再分配。例 34、 5个老师分配到 3个班搞活动,每班至少一个,有几种不同的分法?解:先把 5位老师分 3堆,有两类:3,1,1分布有35C种和1,2,2分布有12254222C C CA种,再排列到 3个班里有33A种,故共有122335425322()C C CCAA种。注意:不同的老师不可分批进入同一个班,须一次到位( 否则有重复计数 ) 。即“同一盒内的元素必须一次进入”。(十四) 、两类元素问题组合选位法例 35、10级楼梯,要求 7步走完,每步可跨一级,也可跨两级,问有几种不同的跨法?解:由题意知,有 4步跨单级, 3步跨两级,所以只要在7 步中任意选 3步跨两
36、级即可。故有37C种跨法。注意:两类元素的排列问题涉及面很广,应予重视。例 36、沿图中的网格线从顶点A到顶点 B , 最短的路线有几条?解:每一种最短走法,都要走三段“| ”线和四段“”线,这是两类元素不分顺序的排列问题。故有37C或47C种走法。例 37、从 5个班中选 10人组成校篮球队 ( 无任何要求 ) ,有几种选法?解:这个问题与例 12有区别,虽仍可看成 4块“档板”将 10个球分成 5格(构成 5个盒子), 是球与档板两类元素不分顺序的排列问题。但某些盒子中可能没有球, 故 4块“档板”与 10个球一样也要参与排成一列而占位置,故有414C种选法。(十五) 、特殊元素(位置)优
37、先法对于特殊元素的排列组合问题,一般先考虑特殊元素,再考虑其他元素的安排。在操作时,针对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”。例 38、0,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有几个?解法一: ( 元素优先 )分两类 :第一类:含 0 , 0 在个位有24A种, 0在十位有1123A A种;第二类:不含 0 ,有1223A A种。 故共有2111242323(AA A )+A A30种。注:在考虑每一类时,又要优先考虑个位。解法二: ( 位置优先 )分两类 :第一类: 0 在个位有24A种;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
38、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 11 页 - - - - - - - - - 第二类 : 0不在个位,先从两个偶数中选一个放个位,再选一个放百位,最后考虑十位,有111233A A A种。故共有21114233A +A A A =30例 39、电视台连续播放6 个广告,其中含 4 个不同的商业广告和2个不同的公益广告,要求首尾必须播放公益广告,则共有种不同的播放方式(结果用数值表示). 解:分二步:首尾必须播放公益广告的有A22种;中间 4 个为不同的商业广告有A44种,从而应当填 A22A4448. 从而应填 48(十六)
39、 、“小团体”排列,先“团体”后整体对于某些排列问题中的某些元素要求组成“小团体”时,可先按制约条件“组团”并视为一个元素再与其它元素排列。例 40、四名男歌手与两名女歌手联合举行一场演唱会,演出的出场顺序要求两名女歌手之间有两名男歌手,则出场方案有几种?解:先从四名男歌手中选2人排入两女歌手之间进行“组团”有2242A A种,把这个“女男男女”小团体视为 1人再与其余 2男进行排列有33A种,由乘法原理,共有2242A A33A种( 十七)、逐步试验法如果题中附加条件增多 , 直接解决困难 , 用试验法寻找规律也是行之有效的方法例 41、将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格
40、内,每个方格填一个,则每个方格的标号与所填的数字均不相同的填法种数有种。解:此题考查排列的定义,由于附加条件较多,解法较为复杂,可用试验法逐步解决第一方格内可填 2或3或 4 如填 2, 则第二方格内可填 1或 3或 4 若第二方格内填 1,则第三方格内只能填4 ,第四方格内填3若第二方格填3,则第三方格应填4 ,第四方格应填 1同理,若第二方格填4,则第三、四方格应分别填3,1。因而第一方格填 2共有 3种方法。同理,第一格填3或 4也各有 3种,所以一共有 9种方法。(十八)、探索规律法对于情况复杂,不易发现其规律的问题需要仔细分析,探索出其中规律,再予以解决。例 42、从 1到100的自
41、然数中,每次取出不同的两个数,使他们的和大于100,则不同的取法种数有种。解:此题的数字较多,情况也不一样,需要分析摸索其规律。为方便,两个加数中较小的为被加数, 1 100101100,1为被加数的有 1种;同理, 2为被加数的有 2种; 3为被加数的有 3种; 49为被加数的有 49 种; 50为被加数的有 50种;但 51为被加数的只有 49种; 52为被加数的只有48种; 99为被加数的只有 1种,故不同的区法有:(12350)(49481)2500种。(十九)、可重复元素问题住店法解决“允许重复排列”的问题要注意区分两类元素:一类元素可重复,另一类元素不能重复。把不能重复的元素看着“
42、客”,能重复的元素看着“店” ,再利用分步计数原理直接求解的方法称为“住店法” 。例 43、 7名学生争夺五项冠军,获得冠军的可能种数是种。解:应同一学生可同时夺得n项冠军,故学生可重复排列,将7名学生看着 7 家“店”,五项冠军看着 5名“客” ,每个客有 7 种住宿方法,由分步计数原理得5N=7种。(二十)、特征分析法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 11 页 - - - - - - - - - 有约束条件的排数问题,必须紧扣题中所提供的数字和结构特征
43、,进行推理,分析求解。例 44、由1,2,3,4,5,6六个数可组成多少个无重复且是6的倍数的五位数?解:分析数字的特征:6 的倍数的数既是 2的倍数,又是 3的倍数。其中 3的倍数又满足“各个数位上的数字之和是3的倍数”的特征。而且 12621是3的倍数,从 6个数字中取 5个,使之和还是 3的倍数,则所去掉的数字只能是3或 6 。因而可以分两类讨论:第一类,所排的五位数不含3,即由1,2,3,4,5,6作数码;首先从2,4,6三个中任选一个作个位数字有13A种,然后其余 4个数字在其他数位上的全排列有44A,所以11134NA A;第二 类, 所排 的五 位数 不含 6 , 即 由1, 2
44、, 3, 4, 5作数 码, 依上 法有14224NA A,故12N=NN120种。(二十一)、元素成双问题先取后放例 45、从 6 双不同颜色的手套中任取4 只,其中恰有一双同色的取法有多少种?分析:先从 6 双中取 1 双组合成双,有16C种,再从剩下的5 双中任取 2 双,在每双手套中各取 1 只,有211522C C C种,再由分步计数原理可得,共有12116522240C C C C种取法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 11 页 - - - - - - - - -