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1、排列组合常见题型及解题策略一可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,则通过“住店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理的策略中,关键是在正确判断哪个是底数,哪个是指数【例1】 (1)有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有多少种不同的报名方法?(2)有4名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有多少种不同的结果?(3)将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则有多少种不同投法?【解析】:(1)(2) (3)【例2】 把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?【解析】:完成此事共分6步,第
2、一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有种不同方案.【例3】 8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有( )A、 B、 C、 D、【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项冠军,把8名学生看作8家“店”,3项冠军看作3个“客”,他们都可能住进任意一家“店”,每个“客”有8种可能,因此共有种不同的结果。所以选A二相邻问题捆绑法: 题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参及排列. 【例1】五人并排站成一排,如果必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法种数有 【解析】:把视为一人,且B固定在A的右边
3、,则本题相当于4人的全排列,种【例2】(2009四川卷理)3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( ) A. 360 B. 188 C. 216 D. 96 【解析】: 间接法 6位同学站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有,其中男生甲站两端的有,符合条件的排法故共有288 三相离问题插空法 :元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.【例1】七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是 【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为种,
4、再用甲乙去插6个空位有种,不同的排法数是【例2】 书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有 种不同的插法(数字作答)【解析】: 【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 【解析】:不同排法的种数为3600【例4】 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 【解析】:依题,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的5个空中,可得有20种不同
5、排法。【例5】某市春节晚会原定10个节目,导演最后决定添加3个及“抗冰救灾”有关的节目,但是赈灾节目不排在第一个也不排在最后一个,并且已经排好的10个节目的相对顺序不变,则该晚会的节目单的编排总数为 种.【解析】: 【例6】.马路上有编号为1,2,3,9九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种?【解析】:把此问题当作一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯种方法,所以满足条件的关灯方案有10种.说明:一些不易理解的排列组合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型,排队模型,装盒模型可使问题容易解决.【例7】 3个人坐在
6、一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种数有多少种?【解析】: 解法1、先将3个人(各带一把椅子)进行全排列有A,*,在四个空中分别放一把椅子,还剩一把椅子再去插空有A种,所以每个人左右两边都空位的排法有=24种.解法2:先拿出5个椅子排成一排,在5个椅子中间出现4个空,*再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有24种.【例8】 停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放.要求空车位置连在一起,不同的停车方法有几种?【解析】:先排好8辆车有A种方法,要求空车位置连在一起,则在每2辆之间及其两端的9个空档中任选一个,将空车位置插入有C种方法,所以共有种方法. 注:题中*表示元素,
7、表示空.四元素分析法(位置分析法):某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的元素。【例1】 2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 ( ) A. 36种 B. 12种 C. 18种 D. 48种【解析】: 方法一: 从后两项工作出发,采取位置分析法。 方法二:分两类:若小张或小赵入选,则有选法;若小张、小赵都入选,则有选法,共有选法36种,选A. 【例2】 1名老师和4名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站
8、两端则有不同的排法有多少种?【解析】: 老师在中间三个位置上选一个有种,4名同学在其余4个位置上有种方法;所以共有【例3】 有七名学生站成一排,某甲不排在首位也不排在末位的排法有多少种?【解析】 法一: 法二: 法三:五多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理。【例1】(1) 6个不同的元素排成前后两排,每排3个元素,那么不同的排法种数是( )A、36种 B、120种 C、720种 D、1440种(2)把15人分成前后三排,每排5人,不同的排法种数为(A)(B) (C)(D) (3)8个不同的元素排成前后两排,每排4个元素,其中某2个元素要排在前排,某1个元素排在后排,
9、有多少种不同排法?【解析】:(1)前后两排可看成一排的两段,因此本题可看成6个不同的元素排成一排,共种,选. (2)答案:C(3)看成一排,某2个元素在前半段四个位置中选排2个,有种,某1个元素排在后半段的四个位置中选一个有种,其余5个元素任排5个位置上有种,故共有种排法.六定序问题缩倍法(等几率法):在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.【例1】.五人并排站成一排,如果必须站在的右边(可以不相邻)那么不同的排法种数【解析】:在的右边及在的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即种【例2】 书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺
10、序,有多少种不同的插法?【解析】 :法一: 法二:【例3】将A、B、C、D、E、F这6个字母排成一排,若A、B、C必须按A在前,B居中,C在后的原则(A、B、C允许不相邻),有多少种不同的排法? 【解析】 :法一: 法二: 六标号排位问题(不配对问题) 把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.【例1】 将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号及所填数字均不相同的填法有( )A、6种 B、9种 C、11种 D、23种【解析】 :先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应
11、数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有331=9种填法,选.【例2】 编号为1、2、3、4、5的五个人分别去坐编号为1、2、3、4、5的五个座位,其中有且只有两个的编号及座位号一致的坐法是( ) A 10种 B 20种 C 30种 D 60种 答案:B【例3】: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出的贺年卡,则4张贺年卡不同的分配方式共有( ) (A)6种(B)9种(C)11种(D)23种 【解析】:设四个人分别为甲、乙、丙、丁,各自写的贺年卡分别为a、b、c、d。 第一步,甲取其中一张,有3种等同的方式; 第二步,假设甲取b,则
12、乙的取法可分两类:(1)乙取a,则接下来丙、丁取法都是唯一的,(2)乙取c或d(2种方式),不管哪一种情况,接下来丙、丁的取法也都是唯一的。根据加法原理和乘法原理,一共有种分配方式。 故选(B)【例4】:五个人排成一列,重新站队时,各人都不站在原来的位置上,那么不同的站队方式共有( )(A)60种(B)44种(C)36种(D)24种 答案:B 七不同元素的分配问题(先分堆再分配):注意平均分堆的算法【例1】 有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式? 分成1本、2本、3本三组;分给甲、乙、丙三人,其中一个人1本,一个人2本,一个人3本;分成每组都是2本的三个组;分给甲、乙、
13、丙三人,每个人2本;分给5人每人至少1本。【解析】 :(1) (2) (3) (4) (5)【例2】将4名大学生分配到3个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则不同的分配方案有 种(数字作答)【解析】:第一步将4名大学生按,2,1,1分成三组,其分法有;第二步将分好的三组分配到3个乡镇,其分法有所以满足条件得分配的方案有说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.【例3】 5名志愿者分到3所学校支教,每个学校至少去一名志愿者,则不同的分派方法共有(A)150种 (B)180种 (C)200种 (D)280种 【解析】:人数分配上有1,2,2及1,1,3两种方式,若是1,2,2
14、,则有60种,若是1,1,3,则有90种,所以共有150种,选A【例4】 将9个(含甲、乙)平均分成三组,甲、乙分在同一组,则不同分组方法的种数为( ) A70B140C280D840 答案 :( A )【例5】 将5名实习教师分配到高一年级的个班实习,每班至少名,最多名,则不同的分配方案有( )(A)种(B)种 (C)种(D)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,有种方法,再将3组分到3个班,共有种分配方案。选B.【例6】 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
15、该外商不同的投资方案有( )种 A16种 B36种 C42种 D60种【解析】:按条件项目可分配为及的结构, 故选D;【例7】(1)5本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为( )A、480种 B、240种 C、120种 D、96种 答案:.(2)12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案有多少种?答案: 【例8】 有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需一人承担,从10人中选出4人承担这三项任务,不同的选法种数是( ) A、1260种 B、2025种 C、2520种 D、5040种【解析】:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩
16、下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有种,选.【例9】.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案? 【解析】:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况:若甲乙都不参加,则有派遣方案种;若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有方法,所以共有;若乙参加而甲不参加同理也有种;若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另两个城市有种,共有方法.所以共有不同的派遣方法总数为种【例10】 四个不同球放入编号为1
17、,2,3,4的四个盒中,则恰有一个空盒的放法有多少种?【解析】:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有种,再排:在四个盒中每次排3个有种,故共有种.八相同元素的分配问题隔板法:【例1】:把20个相同的球全放入编号分别为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于其编号数,则有多少种不同的放法?【解析】:向1,2,3号三个盒子中分别放入0,1,2个球后还余下17个球,然后再把这17个球分成3份,每份至少一球,运用隔板法,共有种。【例2】 10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?【解析】:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球
18、分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为种. 变式1:7个相同的小球,任意放入四个不同的盒子,问每个盒子都不空的放法有 种变式2:马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的9盏路灯,为节约用电,可以把其中的三盏路灯关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,也不能关掉两端的路灯,满足条件的关灯办法有 种【例3】:将4个相同的白球、5个相同的黑球、6个相同的红球放入4各不同的盒子中的3个中,使得有一个空盒且其他盒子中球的颜色齐全的不同放法有多少种? 【解析】: 1、先从4个盒子中选三个放置小球有种方法。2、注意到小球
19、都是相同的,我们可以采用隔板法。为了保证三个盒子中球的颜色齐全,可以在4个相同的白球、5个相同的黑球、6个相同的红球所产生的3个、4个5个空挡中分别插入两个板。各有、种方法。3、由分步计数原理可得=720种九多面手问题( 分类法选定标准) 【例1】: 有11名外语翻译人员,其中5名是英语译员,4名是日语译员,另外两名是英、日语均精通,从中找出8人,使他们可以组成翻译小组,其中4人翻译英语,另4人翻译日语,这两个小组能同时工作,问这样的8人名单可以开出几张? 变式:. 有11名外语翻译人员,其中有5名会英语,4名会日语,另外两名英,日语都精通,从中选出8人,组成两个翻译小组,其中4人翻译英语,另
20、4人翻译日语,问共有多少不同的选派方式? 答案 :185十走楼梯问题 (分类法及插空法相结合)【例1】 小明家住二层,他每次回家上楼梯时都是一步迈两级或三级台阶。已知相邻楼层之间有16级台阶,那么小明从一层到二层共有多少种不同的走法?【解析】:插空法解题:考虑走3级台阶的次数: 1)有0次走3级台阶(即全走2级),那么有1种走法; 2)有1次走三级台阶。(不可能完成任务);3)有两次走3级台阶,则有5次走2级台阶:(a)两次三级台阶挨着时:相当于把这两个挨着的三级台阶放到5个两级台阶形成的空中,有 种(b)两次三级不挨着时:相当于把这两个不挨着的三级台阶放到5个两级台阶形成的空中,有种走法。4
21、)有3次(不可能)5)有4次走3级台阶,则有2次走两级台阶,互换角色,想成把两个2级台阶放到3级台阶形成得空中,同(3)考虑挨着和不挨着两种情况有种走法;6)有5次(不可能) 故总共有:1+6+15+15=37种。变式:欲登上第10级楼梯,如果规定每步只能跨上一级或两级,则不同的走法共有( )(A)34种(B)55种(C)89种(D)144种 答案: (C)十一排数问题(注意数字“0”)【例1】(1)由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( )A、210种 B、300种 C、464种 D、600种【解析】:按题意,个位数字只可能是0,1,2,3,4
22、共5种情况,分别有个, 个,合并总计300个,选.(2)从1,2,3,100这100个数中任取两个数,使其和能被4整除的取法(不计顺序)有多少种?【解析】:将分成四个不相交的子集,能被4整除的数集;能被4除余1的数集,能被4除余2的数集,能被4除余3的数集,易见这四个集合中每一个有25个元素;从中任取两个数符合要;从中各取一个数也符合要求;从中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有种.十二染色问题:涂色问题的常用方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论;(2)根据相对区域是否同色分类讨论; (3)将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。【例1】 将一个四棱
23、锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,如果只有5种颜色可供使用,那么不同的染色方法的总数是.【解析一】满足题设条件的染色至少要用三种颜色。(1)若恰用三种颜色,可先从五种颜色中任选一种染顶点S,再从余下的四种颜色中任选两种涂A、B、C、D四点,此时只能A及C、B及D分别同色,故有种方法。(2)若恰用四种颜色染色,可以先从五种颜色中任选一种颜色染顶点S,再从余下的四种颜色中任选两种染A及B,由于A、B颜色可以交换,故有种染法;再从余下的两种颜色中任选一种染D或C,而D及C,而D及C中另一个只需染及其相对顶点同色即可,故有种方法。(3)若恰用五种颜色染色,有种染色法综上所知,满足题意
24、的染色方法数为60+240+120=420种。【答案】420.【解析二】设想染色按SABCD的顺序进行,对S、A、B染色,有5x4x3=60种染色方法。 由于C点的颜色可能及A同色或不同色,这影响到D点颜色的选取方法数,故分类讨论: C及A同色时(此时C对颜色的选取方法唯一),D应及A(C)、S不同色,有3种选择;C及A不同色时,C有2种选择的颜色,D也有2种颜色可供选择,从而对C、D染色有1x3+2x2=7种染色方法。由乘法原理,总的染色方法是60x7=420【解析三】可把这个问题转化成相邻区域不同色问题:如图,对这五个区域用5种颜色涂色,有几种的涂色方法?总体实施分步完成,可分为四大步:给
25、S涂色有5种方法;给A涂色有4种方法(及S不同色);给B涂色有3种方法(及不同色);给涂色.当C及A异色时都有2种涂色方法; 当C及A同色时有一种涂色方法(及A同色)有3种涂色方法.给涂色共有22+3=7种方法.由分步计数原理共有5437=420种方法规律小结 涂色问题的常用方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论;(2)根据相对区域是否同色分类讨论;(3)将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。十三“至多”“至少”问题用间接法或分类:十四 几何中的排列组合问题:【例1】 已知直线(是非零常数)及圆有公共点,且公共点的横坐标和纵坐标均为整数,那么这样的直线共有 条 【解析】: 圆上的整点有: 12 个 其中关于原点对称的有4 条 不满则条件 切线有 ,其中平行于坐标轴的有14条 不满则条件 66-4+12-14=60 答案:60第 9 页