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1、排列组合解题技巧12 法首先,谈谈排列组合综合问题的一般解题规律:1)使用“分类计数原理”还是“分步计数原理”要根据我们完成某件事时采取的方式而定,可以分类来完成这件事时用“分类计数原理”,需要分步来完成这件事时就用“分步计数原理”;那么,怎样确定是分类,还是分步骤?“分类”表现为其中任何一类均可独立完成所给的事件,而“分步”必须把各步骤均完成才能完成所给事件,所以准确理解两个原理强调完成一件事情的几类办法互不干扰,相互独立,彼此间交集为空集,并集为全集,不论哪类办法都能将事情单独完成,分步计数原理强调各步骤缺一不可,需要依次完成所有步骤才能完成这件事,步与步之间互不影响,即前步用什么方法不影
2、响后面的步骤采用的方法。2)排列与组合定义相近,它们的区别在于是否与顺序有关。3)复杂的排列问题常常通过试验、画“树图”、“框图”等手段使问题直观化,从而寻求解题途径,由于结果的正确性难于检验,因此常常需要用不同的方法求解来获得检验。4)按元素的性质进行分类,按事件发生的连续性进行分步是处理排列组合问题的基本思想方法,要注意“至少、至多”等限制词的意义。5)处理排列、组合综合问题,一般思想是先选元素(组合),后排列,按元素的性质进行“分类”和按事件的过程“分步”,始终是处理排列、组合问题的基本原理和方法,通过解题训练要注意积累和掌握分类和分步的基本技能,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次
3、清楚,不重不漏。6)在解决排列组合综合问题时,必须深刻理解排列组合的概念,能熟练地对问题进行分类,牢记排列数与组合数公式与组合数性质,容易产生的错误是重复和遗漏计数。总之,解决排列组合问题的基本规律,即:分类相加,分步相乘,排组分清,加乘明确;有序排列,无序组合;正难则反,间接排除等。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 5 页 -其次,我们在抓住问题的本质特征和规律,灵活运用基本原理和公式进行分析解答的同时,还要注意讲究一些解题策略和方法技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解。下面介绍几种常用的解题方法和策略。一特殊元素(位置)的“优先安排法”:对于特殊元素(位置)的排列
4、组合问题,一般先考虑特殊,再考虑其他。例 1、用 0,2,3,4,5,五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有()。A 24 个 B.30 个 C.40 个 D.60 个 分析 由于该三位数为偶数,故末尾数字必为偶数,又因为0 不能排首位,故 0就是其中的“特殊”元素,应该优先安排,按 0 排在末尾和 0不排在末尾分两类:1)0 排末尾时,有 A42个,2)0 不排在末尾时,则有C21 A31A31个,由分数计数原理,共有偶数A42+C21 A31A31=30 个,选 B。二总体淘汰法:对于含否定的问题,还可以从总体中把不合要求的除去。如例1 中,也可用此法解答:五个数字组成三位数的全
5、排列有A53个,排好后发现 0不能排首位,而且数字3,5 也不能排末位,这两种排法要排除,故有A53-3A42+C21A31=30个偶数。三 合理分类与准确分步 含有约束条件的排列组合问题,按元素的性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。四相邻问题用捆绑法:在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先整体考虑,将相邻的元素“捆绑”起来,看作一“大”元素与其余元素排列,然后再考虑大元素内部各元素间顺序的解题策略就是捆绑法例 2、有 8 本不同的书;其中数学书3 本,外语书 2 本,其它学科书 3 本若将这些书排成一列放在书架上,让数学书排在一起,外语书也恰好
6、排在一起的排法共有()种(结果用数值表示)解:把 3本数学书“捆绑”在一起看成一本大书,2 本外语书也“捆绑”在一起看成一本大书,与其它 3 本书一起看作 5 个元素,共有 A55种排法;又 3 本数学书有 A33种排法,2 本外语书有 A22种排法;根据分步计数原理共有排法A55 A33 A22=1440(种).名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 5 页 -注:运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题五不相邻问题用“插空法”:不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开 解决此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相
7、邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法例 3、用 1、2、3、4、5、6、7、8 组成没有重复数字的八位数,要求1 与 2 相邻,2 与 4 相邻,5 与 6 相邻,而 7 与 8 不相邻。这样的八位数共有()个(用数字作答)解:由于要求 1 与 2 相邻,2 与 4 相邻,可将 1、2、4 这三个数字捆绑在一起形成一个大元素,这个大元素的内部中间只能排2,两边排 1 和 4,因此大元素内部共有 A22种排法,再把 5 与 6 也捆绑成一个大元素,其内部也有A22种排法,与数字 3 共计三个元素,先将这三个元素排好,共有 A33种排法,再从前面排好的三个元素形成的间隙及两端共四个位置中
8、任选两个,把要求不相邻的数字7和 8 插入即可,共有 A42种插法,所以符合条件的八位数共有A22 A22 A33 A42288(种)注:运用“插空法”解决不相邻问题时,要注意欲插入的位置是否包含两端位置六顺序固定用“除法”:对于某几个元素按一定的顺序排列问题,可先把这几个元素与其他元素一同进行全排列,然后用总的排列数除于这几个元素的全排列数。例 4、6 个人排队,甲、乙、丙三人按“甲-乙-丙”顺序排的排队方法有多少种?分析:不考虑附加条件,排队方法有A66种,而其中甲、乙、丙的 A33种排法中只有一种符合条件。故符合条件的排法有A66 A33=120 种。(或 A63种)例 5、4 个男生和
9、 3 个女生,高矮不相等,现在将他们排成一行,要求从左到右女生从矮到高排列,有多少种排法。解:先在 7 个位置中任取 4 个给男生,有 A74 种排法,余下的 3 个位置给女生,只有一种排法,故有A74 种排法。(也可以是 A77 A33种)七分排问题用“直排法”:把几个元素排成若干排的问题,可采用统一排成一排的排法来处理。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 5 页 -例 6、7 个人坐两排座位,第一排3 个人,第二排坐 4 个人,则不同的坐法有多少种?分析:7 个人可以在前两排随意就坐,再无其它条件,故两排可看作一排来处理,不同的坐法共有 A77种。八逐个试验法:题
10、中附加条件增多,直接解决困难时,用试验逐步寻找规律。例 7.将数字 1,2,3,4 填入标号为 1,2,3,4 的方格中,每方格填1 个,方格标号与所填数字均不相同的填法种数有()A6 B.9 C.11 D.23 解:第一方格内可填2 或 3 或 4,如第一填 2,则第二方格可填1 或 3 或 4,若第二方格内填 1,则后两方格只有一种方法;若第二方格填3 或 4,后两方格也只有一种填法。一共有9 种填法,故选 B 九、构造模型“隔板法”:对于较复杂的排列问题,可通过设计另一情景,构造一个隔板模型来解决问题。例 8、方程 a+b+c+d=12有多少组正整数解?分析:建立隔板模型:将12 个完全
11、相同的球排成一列,在它们之间形成的11个间隙中任意插入3 块隔板,把球分成 4 堆,每一种分法所得 4 堆球的各堆球的数目,对应为 a、b、c、d 的一组正整解,故原方程的正整数解的组数共有C113.又如方程 a+b+c+d=12非负整数解的个数,可用此法解。十.排除法:对于含“至多”或“至少”的排列组合问题,若直接解答多需进行复杂讨论,可以考虑“总体去杂”,即将总体中不符合条件的排列或组合删除掉,从而计算出符合条件的排列组合数的方法例 9、从 4 台甲型和 5 台乙型电视机中任意取出3 台,其中至少要甲型与乙型电视机各一台,则不同的取法共有()种A140 种 B80 种 C70 种 D35
12、种解:在被取出的 3 台中,不含甲型或不合乙型的抽取方法均不合题意,因此符合题意的抽取方法有C93-C43-C53=70(种),故选 C注:这种方法适用于反面的情况明确且易于计算的习题名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 5 页 -十一逐步探索法:对于情况复杂,不易发现其规律的问题需要认真分析,探索出其规律例 10、从 1 到 100的自然数中,每次取出不同的两个数,使它们的和大于100,则不同的取法种数有多少种。解:两个数相加中以较小的数为被加数,1+100100,1 为被加数时有 1 种,2为被加数有 2 种,,,49 为被加数的有 49 种,50 为被加数的有 50 种,但 51为被加数有 49 种,52 为被加数有 48 种,,,99 为被捕加数的只有 1 种,故不同的取法有(1+2+3+,+50)+(49+48+,+1)=2500种十二一一对应法:例 11.在 100名选手之间进行单循环淘汰赛(即一场失败要退出比赛)最后产生一名冠军,要比赛几场?解:要产生一名冠军,要淘汰冠军以外的所有选手,即要淘汰99 名选手,要淘汰一名就要进行一场,故比赛99 场。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 5 页 -