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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上排列組合問題基本題型及方法: 1相鄰問題(1)、全相鄰問題,捆邦法例2、6名同學(xué)排成一排,其中甲,乙兩人必須排在一起的不同排法有( C )種。A)720 B)360 C)240 D)120說明:從上述解法可以看出,所謂“捆邦法”,就是在解決對于某幾個元素要求相鄰問題時,可以整體考慮將相鄰元素視作一個“大”元素。(2)、全不相鄰問題,插空法例3、要排一張有6個歌唱節(jié)目和4個舞蹈節(jié)目的演出節(jié)目單,任何兩個舞蹈節(jié)目不得相鄰,問有多少不同的排法,解:先將6個歌唱節(jié)目排好,其中不同的排法有6!,這6個節(jié)目的空隙及兩端共有七個位置中再排4個舞蹈節(jié)目有種排法,由乘法原理可知,任何兩

2、個舞蹈節(jié)目不得相鄰的排法為種例4(06重慶卷)高三(一)班學(xué)要安排畢業(yè)晚會的4各音樂節(jié)目,2個舞蹈節(jié)目和1個曲藝節(jié)目的演出順序,要求兩個舞蹈節(jié)目不連排,則不同排法的種數(shù)是(A)1800 (B)3600 (C)4320 (D)5040解:不同排法的種數(shù)為3600,故選B說明:從解題過程可以看出,不相鄰問題是指要求某些元素不能相鄰,由其它元素將它隔開,此類問題可以先將其它元素排好,再將特殊元素插入,故叫插空法。(3)不全相鄰排除法,排除處理例5五個人站成一排,其中甲、乙、丙三人有兩人相鄰,有多少排法?解:例6有兩排座位,前排11個座位,后排12個座位,現(xiàn)安排2人就座,規(guī)定前排中間的3個座位不能坐,

3、并且這2人不左右相鄰,那么不同排法的種數(shù)是解法一:前后各一個,有8×12×2192種方法前排左、右各一人:共有4×4×232種方法兩人都在前排:兩人都在前排左邊的四個位置:乙可坐2個位置乙可坐1個位置224112此種情況共有426種方法因為兩邊都是4個位置,都坐右邊亦有6種方法,所以坐在第一排總共有6612種方法兩人都坐在第二排位置,先規(guī)定甲左乙右 甲左乙右總共有種方法同樣甲、乙可互換位置,乙左甲右也同樣有55種方法,所以甲、乙按要求同坐第二排總共有55×2110種方法。綜上所述,按要求兩人不同排法有 1923212110346種解法

4、二:考慮20個位置中安排兩個人就坐,并且這兩人左右不相鄰,4號座位與5號座位不算相鄰(坐在前排相鄰的情況有12種。),7號座位與8號座位不算相鄰(坐在后排相鄰的情況有22種。),共有種2、順序一定,除法處理或分類法。例7、信號兵把紅旗與白旗從上到下掛在旗桿上表示信號,現(xiàn)有3面紅旗、2面白旗,把5面旗都掛上去,可表示不同信號的種數(shù)是( )(用數(shù)字作答)。解:5面旗全排列有種掛,由于3面紅旗與2面白旗的分別全排列均只能作一次的掛法,故有 說明:在排列的問題中限制某幾個元素必須保持一定的順序問題,這類問題用縮小倍數(shù)的方法求解比較方便快捷例8(06湖北卷)某工程隊有6項工程需要單獨完成,其中工程乙必須

5、在工程甲完成后才能進(jìn)行,工程丙必須在工程乙完成后才能進(jìn)行,有工程丁必須在工程丙完成后立即進(jìn)行。那么安排這6項工程的不同排法種數(shù)是 。(用數(shù)字作答)解一:依題意,只需將剩余兩個工程插在由甲、乙、丙、丁四個工程形成的5個空中(插一個或二個),可得有30種不同排法。解二:=30例9、由數(shù)字0、1、2、3、4、5組成沒有重復(fù)數(shù)字的6位數(shù),其中個位數(shù)字小于十位的數(shù)字的共有( )A)210個 B)300個 C)464個 D)600個解: 4、多元問題,分類法例10(06陜西卷)某校從8名教師中選派4名教師同時去4個邊遠(yuǎn)地區(qū)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,則不同的選派方案共有 種

6、解析:某校從8名教師中選派4名教師同時去4個邊遠(yuǎn)地區(qū)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,可以分情況討論, 甲、丙同去,則乙不去,有=240種選法;甲、丙同不去,乙去,有=240種選法;甲、乙、丙都不去,有種選法,共有600種不同的選派方案例11:(06全國卷I)設(shè)集合。選擇I的兩個非空子集A和B,要使B中最小的數(shù)大于A中最大的數(shù),則不同的選擇方法共有A B C D解析:若集合A、B中分別有一個元素,則選法種數(shù)有=10種;若集合A中有一個元素,集合B中有兩個元素,則選法種數(shù)有=10種;若集合A中有一個元素,集合B中有三個元素,則選法種數(shù)有=5種;若集合A中有一個元素,集合

7、B中有四個元素,則選法種數(shù)有=1種;若集合A中有兩個元素,集合B中有一個元素,則選法種數(shù)有=10種;若集合A中有兩個元素,集合B中有兩個個元素,則選法種數(shù)有=5種;若集合A中有兩個元素,集合B中有三個元素,則選法種數(shù)有=1種;若集合A中有三個元素,集合B中有一個元素,則選法種數(shù)有=5種;若集合A中有三個元素,集合B中有兩個元素,則選法種數(shù)有=1種;若集合A中有四個元素,集合B中有一個元素,則選法種 數(shù)有=1種;總計有,選B.解法二:集合A、B中沒有相同的元素,且都不是空集,從5個元素中選出2個元素,有=10種選法,小的給A集合,大的給B集合;從5個元素中選出3個元素,有=10種選法,再分成1、

8、2兩組,較小元素的一組給A集合,較大元素的一組的給B集合,共有2×10=20種方法;從5個元素中選出4個元素,有=5種選法,再分成1、3;2、2;3、1兩組,較小元素的一組給A集合,較大元素的一組的給B集合,共有3×5=15種方法;從5個元素中選出5個元素,有=1種選法,再分成1、4;2、3;3、2;4、1兩組,較小元素的一組給A集合,較大元素的一組的給B集合,共有4×1=4種方法;總計為10+20+15+4=49種方法。選B.例12(06天津卷)將4個顏色互不相同的球全部放入編號為1和2的兩個盒子里,使得放入每個盒子里的球的個數(shù)不小于該盒子的編號,則不同的放球方

9、法有()A10種B20種C36種 D52種解析:將4個顏色互不相同的球全部放入編號為1和2的兩個盒子里,使得放入每個盒子里的球的個數(shù)不小于該盒子的編號,分情況討論:1號盒子中放1個球,其余3個放入2號盒子,有種方法;1號盒子中放2個球,其余2個放入2號盒子,有種方法;則不同的放球方法有10種,選A 說明:元素多,取出的情況也多種,可按要求分成互不相容的幾類情況分別計算,最后總計。5、交叉問題,集合法(二元否定問題,依次分類)。例13、從6名運動員中選出4名參加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法?解:設(shè)全集U=6人中任選4人參賽的排列,A=甲跑

10、第一棒的排列,B=乙跑第四棒的排列,根據(jù)求集合元素的個數(shù)的公式可得參賽方法共有:card(U)-card(A)-card(B)+card(AB)=252例14、某天的課表要排入語文、數(shù)學(xué)、英語、物理、化學(xué)、體育共六門課程,且上午安排四節(jié)課,下午安排兩節(jié)課。(1)若第一節(jié)不排體育,下午第一節(jié)不排數(shù)學(xué),一共有多少種不同的排課方法?(2)若要求數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)不能排在一起(上午第四節(jié)與下午第一節(jié)不算連排),一共有多少種不同的排課方法?例15、同室4人各寫一張賀年卡,先集中起來,然后每人從中拿一張別人送來的賀年卡,則四張賀年卡不同的分配方式有( )A)6種 B)9種 C)11種 D)23種解:此題可以

11、看成是將數(shù)字1、2、3、4填入標(biāo)號為1、2、3、4的四個方格里,每格填一數(shù),且每個方格的標(biāo)號與所填數(shù)字不同的填法問題。所以先將1填入2至4的3個方格里有3種填法;第二步把被填入方格的對應(yīng)數(shù)字填入其它3個方格,又有3種填法;第三步將余下的兩個數(shù)字填入余下的兩格中只有一種填法,故共有3×3×1=9種填法。故選B說明:求解二元否定問題可先把某個元素按規(guī)定排入,第二步再排另一個元素,如此繼續(xù)下去,依此即可完成。例16、(06湖北卷)安排5名歌手的演出順序時,要求某名歌手不第一個出場,另一名歌手不最后一個出場,不同排法的總數(shù)是 .(用數(shù)字作答) 。(答:78種)說明:某些排列組合問題

12、幾部分之間有交集,可用集合中求元素的個數(shù)的公式來求解。6、多排問題,單排法例17、兩排座位,第一排有3個座位,第二排有5個座位,若8名學(xué)生入座(每人一座位),則不同的座法為A) B) C) D)解:此題分兩排座可以看成是一排座,故有 種座法。選(D) 說明:把元素排成幾排的問題,可歸納為一排考慮,再分段處理。7、至少問題,分類法 或 間接法(排除處理)例18(06福建卷)從4名男生和3名女生中選出3人,分別從事三項不同的工作,若這3人中至少有1名女生,則選派方案共有(A)108種 (B)186種 (C)216種 (D)270種解析:從全部方案中減去只選派男生的方案數(shù),合理的選派方案共有=186

13、種,選B.例19(06遼寧卷)5名乒乓球隊員中,有2名老隊員和3名新隊員.現(xiàn)從中選出3名隊員排成1、2、3號參加團(tuán)體比賽,則入選的3名隊員中至少有一名老隊員,且1、2號中至少有1名新隊員的排法有_種.(以數(shù)作答) 【解析】兩老一新時, 有種排法;兩新一老時, 有種排法,即共有48種排法.【點評】本題考查了有限制條件的排列組合問題以及分類討論思想.例20(06重慶卷)將5名實習(xí)教師分配到高一年級的個班實習(xí),每班至少名,最多名,則不同的分配方案有(A)種(B)種 (C)種(D)種解析:將5名實習(xí)教師分配到高一年級的3個班實習(xí),每班至少1名,最多2名,則將5名教師分成三組,一組1人,另兩組都是2人,

14、有種方法,再將3組分到3個班,共有種不同的分配方案,選B.說明:含“至多”或“至少”的排列組合問題,是需要分類問題,或排除法。排除法,適用于反面情況明確且易于計算的情況。8、部分符合條件淘汰法例21四面體的頂點各棱中點共有10個點,在其中取4個不共面的點,不同的取法共有 ( ) A)150種 B)147種 C)144種 D)141種解:10個點取4個點共有 種取法,其中面ABC內(nèi)的6個點中任取4個點必共面,這樣的面共有6個,又各棱中點共6個點,有四點共面的平面有3個,故符合條件不共面的平面有 選D說明:在選取總數(shù)中,只有一部分符合條件,可從總數(shù)中減去不符合條件數(shù),即為所求。9分組問題與分配問題

15、分組問題:均勻分組,除法處理;非均勻分組,組合處理例22。有9個不同的文具盒:(1)將其平均分成三組;(2)將其分成三組,每組個數(shù)2,3,4。上述問題各有多少種不同的分法?分析:(1)此題屬于分組問題:先取3個為第一組,有 種分法,再取3個不第二組,有種分法,剩下3個為第三組,有 種分法,由于三組之間沒有順序,故有種分法。(2)同(1),共有種分法,因三組個數(shù)各不相同,故不必再除以。練習(xí):12個學(xué)生平均分成3組,參加制作航空模型活動,3個教師各參加一組進(jìn)行指導(dǎo),問有多少種分組方法?分配問題: 定額分配,組合處理; 隨機分配,先組后排。例23。有9本不同的書:(1)分給甲2本,乙3本,丙4本;(

16、2)分給三個人,分別得2本,3本,4本。上述問題各有多少種不同的分法?(1)此題是定額分配問題,先讓甲選,有種;再讓乙選,有種;剩下的給丙,有種,共有種不同的分法(2)此題是隨機分配問題:先將9本書分成2本,3本,4本共有三堆,再將三堆分給三個人,共有種不同的分法。例24:對某種產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品一一進(jìn)行測試,至區(qū)分出所有次品為止,若所有次品恰好在第5次測試時被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測試方法有多少種可能?解:第5次必測出一次品,余下3件次品在前4次被測出,從4件中確定最后一件次品有種方法,前4次中應(yīng)有1件正品、3件次品,有種,前4次測試中的順序有種,由分步計數(shù)原理即得:()576。【

17、評述】本題涉及一類重要問題:問題中既有元素的限制,又有排列的問題,一般是先選元素(即組合)后排列練習(xí):1。3名教師分配到6個班里,各人教不同的班級,若每人教2個班,有多少種分配方法? 2將10本不同的專著分成3本,3本,3本和1本,分別交給4位學(xué)者閱讀,問有多少種不同的分法?例25(06湖南卷)某外商計劃在四個候選城市投資3個不同的項目,且在同一個城市投資的項目不超過2個,則該外商不同的投資方案有 ( ) A.16種 B.36種 C.42種 D.60種解析:有兩種情況,一是在兩個城市分別投資1個項目、2個項目,此時有, 二是在在兩個城市分別投資1,1,1個項目,此時有, 共有=60, 10隔板

18、法:隔板法及其應(yīng)用技巧 在排列組合中,對于將不可分辨的球裝入到可以分辨的盒子中,每盒至少一個,求方法數(shù)的問題,常用隔板法。見下例:例26。求方程x+y+z=10的正整數(shù)解的個數(shù)。(即:10個相同的小球分給三人,每人至少1個,有多少種方法?) 分析:將10個球排成一排,球與球之間形成9個空隙,將兩個隔板插入這些空隙中(每空至多插一塊隔板),規(guī)定由隔板分成的左、中、右三部分的球數(shù)分別為 x.y.z之值(如圖) 則隔板與解的個數(shù)之間建立了一一對立關(guān)系,故解的個數(shù)為 個。實際運用隔板法解題時,在確定球數(shù)、如何插隔板等問題上形成了一些技巧。下面舉例說明:技巧一:添加球數(shù)用隔板法。 例27求方程x+y+z

19、=10 的非負(fù)整數(shù)解的個數(shù)。分析:注意到x 、y 、z 可以為零,故上題解法中的限定“每空至多插一塊隔板”就不成立了。怎么辦呢?只要添加三個球,給 x、 y、z 各一個球。這樣原問題就轉(zhuǎn)化為求x+y+z=13 的正整數(shù)解的個數(shù)了,故解的個數(shù)為=66個。 【小結(jié)】本例通過添加球數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為如例1中的典型的隔板法問題。 技巧二:減少球數(shù)用隔板法。 例28將20個相同的小球放入編號分別為1,2,3,4的四個盒子中,要求每個盒子中的球數(shù)不少于它的編號數(shù),求放法總數(shù)。 分析1:先在編號1,2,3,4的四個盒子內(nèi)分別放0,1,2,3個球,有1種方法;再把剩下的14個球,分成4組,每組至少1個,由例25

20、知有 =286 種方法。 分析2:第一步先在編號1,2,3,4的四個盒子內(nèi)分別放1,2,3,4個球,有1種方法;第二步把剩下的10個相同的球放入編號為1,2,3,4的盒子里,由例26知有 =286 種方法。 【小結(jié)】兩種解法均通過減少球數(shù)將問題轉(zhuǎn)化為例25、例26中的典型問題。 技巧三:先后插入用隔板法。例29。為構(gòu)建和諧社會出一份力,一文藝團(tuán)體下基層宣傳演出,準(zhǔn)備的節(jié)目表中原有4個歌舞節(jié)目,如果保持這些節(jié)目的相對順序不變,擬再添2個小品節(jié)目,則不同的排列方法有多少種? 分析:記兩個小品節(jié)目分別為A、B。先排A節(jié)目。根據(jù)A節(jié)目前后的歌舞節(jié)目數(shù)目考慮方法數(shù),相當(dāng)于把4個球分成兩堆,由例26知有 種方法。這一步完成后就有5個節(jié)目了。再考慮需加入的B節(jié)目前后的節(jié)目數(shù),同上理知有 種方法。故由乘法原理知,共有 種方法。 11數(shù)字問題(組成無重復(fù)數(shù)字的整數(shù)) 能被2整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是偶數(shù);不能被2整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是奇數(shù)。能被3整除的數(shù)的特征:各位數(shù)字之和是3的倍數(shù);能被9整除的數(shù)的特征:各位數(shù)字之和是9的倍數(shù)。 能被4整除的數(shù)的特征:末兩位是4的倍數(shù)。 能被5整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是0或5。 能被25整除的數(shù)的特征:末兩位數(shù)是25,50,75。 能被6整除的數(shù)的特征:

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