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1、优质文本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,那么通过“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,那么有多少种不同投法?【解析】:12 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,第一步;将第一名实习
2、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,当作一个大元素参与排列. 【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,那么此题相当于4人的全排列,
3、种【例2】2016四川卷理3位男生和3位女生共6位同学站成一排,假设男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,那么不同排法的种数是 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,再用甲乙去插6个空位有种,不同的排法数
4、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,那么不同排法的种数是 【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种不同排法。【例5】某市春节晚会原定10个节目,导
5、演最后决定添加3个与“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,那么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个人坐在一排8个椅子上,假设每个人左右两边都有空位,
6、那么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,那么在每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,表示空.四元素分析法位置分析法:某个或几个
7、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】 2017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,假设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,那么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:假设小张或小赵入选,那么有选法;假设小张、小赵都入选,那么有选法,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,假设老师不站两端那么有不同的排法有多少种?【解析】:
8、 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AB CD 38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,有多少种不同排法?【解析】:1前后两排可看成一排的两段,因此此题可看成
9、6个不同的元素排成一排,共种,选. 2答案:C3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】:在的右边与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
10、母排成一排,假设A、B、C必须按A在前,B居中,C在后的原那么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,那么每个方格的标号与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,
11、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与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,那么4张贺年卡不同的分配方式共有( ) A6种B9种C11种D23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,那么乙的取法可分两类:1乙取a,那么接下来丙、丁取法都是唯一的,2乙取c或d2种方式,不管哪一种情况,接下来丙、丁的取
12、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。 应选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( )A60种B44种C36种D24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本不同的书按以下分配方式分配,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、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,那么不同的分配
13、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,那么不同的分派方法共有A150种 (B)180种 (C)200种 (D)280种 【解析】:人数分配上有1,2,2与1,1,3两种方式,假设是1,2,2,那么有60种,假设是1,1,3,那么有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,那么不同分组方法的种数为 A70B140C2
14、80D840 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,那么不同的分配方案有 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,那么将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】 某外商方案在四个候选城市投资3个不同的工程,且在同一个城市投资的工程不超过2个,那么该外商不同的投资方案有 种 A16种 B36种 C42种 D60种【解析】:按条件工程可分配为与的结构, 应选D;【例7】15本不同的书,全局部给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为
15、 A、480种 B、240种 C、120种 D、96种 答案:.212名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,假设每个路口4人,那么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
16、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:假设甲乙都不参加,那么有派遣方案种;假设甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有方法,所以共有;假设乙参加而甲不参加同理也有种;假设甲乙都参加,那么先安排甲乙,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1,2,3,4的四个盒中,那么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】:
17、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,那么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
18、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,满足条件的关灯方法有 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
19、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 分类法与插空法相结合【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。相邻楼层之间有16级台阶,那么小明从一
20、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,那么有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有3次不可能5有4次走3级台阶,那么有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,
21、如果规定每步只能跨上一级或两级,那么不同的走法共有( )A34种B55种C89种D144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
22、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)假设恰用三种颜色,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与C、B与D分别同色,
23、故有种方法。(2)假设恰用四种颜色染色,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与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与C,而D与C中另一个只需染与其相对顶点同色即可,故有种方法。(3)假设恰用五种颜色染色,有种染色法综上所知,满足题意的染色方法数为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点的颜色可能与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与A同色时此时C对颜色的选取方法唯一,D应与AC、
24、S不同色,有3种选择;C与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S涂色有5种方法;给A涂色有4种方法(与S不同色);给B涂色有3种方法(与不同色);给涂色.当C与A异色时都有2种涂色方法; 当C与A同色时有一种涂色方法(与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】 直线是非零常数与圆有公共点,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 不满那么条件 切线有 ,其中平行于坐标轴的有14条 不满那么条件 66-4+12-14=60 答案:60