高中数学排列组合例题

6排列组合 种不同的排法 到车间也有7种分依此类推,由分步计数原理共有7 允许重复的排列问题的特点是以元素为研究对象，元素不受位置的约束，可以逐一安排各个元素 n种 的位置，一般地n不同的元素没有限制地安排在m个位置上的排列数为一.特殊元素和特殊位置优先策略 m例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数. 解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置. 1: 先排末位共有C 3 11( 某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单，开演前又增加了两个新节目.如 然后排首位共有 C4 果将这两个节目插入原节目单中，那么不同插法的种数为 42 3 最后排其它位置共有 A482. 某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法 7113131 由分步计数原理得 CCA,288434CAC443六.环排问题线排策略 练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间，也不种在两端的花盆里，问有多少不同的种法, 例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法? 二.相邻元素捆绑策略 4例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法. 解:围桌而坐与坐成一排的不同点在于，坐成圆形没有首尾之分，所以固定一人并A4解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素，同时丙丁也看成一个复合元素，再与其它元素进行排列，同时对相邻元素内7从此位置把圆形展成直线其余7人共有(8-1)～种排法即～ 522部进行自排。由分步计数原理可得共有种不同的排法 AAA,480522C DB丙丁甲乙 EA CABDEAFGH FH 要求某几个元素必须排在一起的问题,可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并G 为一个元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合并元素内部也必须排列. 一般地,n个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!种排法.如果从n个不同元素中取出m个元素作圆 1m练习题:某人射击8枪，命中4枪，4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为 20 形排列共有 An n 三.不相邻问题插空策略 例3.一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种, 54 解:分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有A种，第二步将4舞蹈插入第一步排好的6个元素中间包含首尾两个空位共有种A65 54练习题:6颗颜色不同的钻石，可穿成几种钻石圈 120 AA不同的方法,由分步计数原理,节目的不同顺序共有 种 56 七.多排问题直排策略 元素相离问题可先把没有位置要求的元素进行排队再把不相邻元素插入中间和两 例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法 练习题:某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单，开演前又增加了两个新节目.如果将这两个新节目插入原节目单中，且两个新端 2节目不相邻，那么不同插法的种数为 30 A解:8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.个特殊元素有4 四.定序问题倍缩空位插入策略 1例4.7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法 A种,再排后4个位置上的特殊元素丙有种,其余的5人在5个位置上任意排列4解:(倍缩法)对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一起进行排列,然后用总排列数除以这几个元素之间521573AAAA有种,则共有种 AA/的全排列数,则共有不同排法种数是: 544573 44AA (空位法)设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有种方法，其余的三个位置甲乙丙共有 1种坐法，则共有种方法。 77 思考:可以先让甲乙丙就坐吗? (插入法)先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余4四人依次插入共有 方法 后 排前 排 定序问题可以用倍缩法，还可转化为占位插 空模型处理 一般地,元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑,再分段研练习题:10人身高各不相等,排成前后排，每排5人,要求从左至右身高逐渐增加，共有多少排法, 究. 5C 10 五.重排问题求幂策略 练习题: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例5.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法 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 346 解:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有 7 种分法.把第二名实习生分配八.排列组合混合问题先选后排策略 1 例8.有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装练习题: 4法. 1( 10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法, C923解:第一步从5个球中选出2个组成复合元共有种方法.再把4个元素(包含一个C2 .求这个方程组的自然数解的组数 Cxyzw，，，,1005103 4十一.正难则反总体淘汰策略 复合元素)装入4个不同的盒内有种方法，根据分步计数原理装球的方法共有A4 例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数，使其和为不小于10的偶数,24 CA54不同的 取法有多少种, 练习题:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,解:这问题中如果直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法。这十个数字中 3每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 192 种 有5个偶数5个奇数,所取的三个数含有3个偶数的取法有,只含有1个偶数的取C5九.小集团问题先整体后局部策略 12123法有,和为偶数的取法共有。再淘汰和小于10的偶数共9种，符合条CCCCC，55555例9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,,在两个奇数之 123件的取法共有 CCC，,9间,这样的五位数有多少个, 555 2解:把,,,,,,,当作一个小集团与,排队共有A种排法，再排小集团内部共有2 有些排列组合问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出22222 种排法，由分步计数原理共有种排法. AAAAA它的反面,再从整体中淘汰. 22222 15243 小集团排列问题中，先整体后局部，再结合其它策略进行处理。 练习题:我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部记至少有一人在 内的 练习题: 抽法有多少种? ,.计划展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,,幅油画,,幅国画, 排成一行陈列,要求十二.平均分组问题除法策略 同一 品种的必须连在一起，并且水彩画不在两端，那么共有陈列方式的种数例12. 6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法, 254222为AAA 254 解: 分三步取书得CCC种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记6本书为642 2552. 5男生和,女生站成一排照像,男生相邻,AAA女生也相邻的排法有种 255ABCDEF，若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF该分法记为(AB,CD,EF),则 222CCC中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB)(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共十.元素相同问题隔板策略 642 32223例10.有10个运动员名额，分给7个班，每班至少一个,有多少种分配, A有种取法 ,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有CCCA/种分法。 36423 解:因为10个名额没有差别，把它们排成一排。相邻名额之间形成,个空隙。在, n个空档中选,个位置插个隔板，可把名额分成,份，对应地分给,个班级，每A(为均分的平均分成的组,不管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后要一定要除以nn 6组数)避免重复计数。 C一种插板方法对应一种分法共有种分法。 9 练习题: 5442CCCA/1 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法,() 13842一二三四五六七2.10名学生分成3组,其中一组4人, 另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少班班班班班班班 种不同的 将n个相同的元素分成m份(n，m为正整数),每份至少一个元素,可以用m-1块隔板，分组方法 (1540) m,1C插入n个元素排成一排的n-1个空隙中，所有分法数为 3.某校高二年级共有六个班级，现从外地转 入4名学生，要安排到该年级的两个班级n,1 且每班安 2 2222排2名，则不同的安排方案种数为______() 际操作法，如果剩下3,4,5号球, 3,4,5号盒3号球装4号盒时，则4,5号球有CCAA/90,4262 只有1种装法，同理3号球装5号盒时,4,5号球有也只有1种装法,由分步计数十三. 合理分类与分步策略 22C种 原理有例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人5 唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法 解:10演员中有5人只会唱歌，2人只会跳舞3人为全能演员。选上唱歌人员为标 534准进行研究 223号盒 4号盒 5号盒 种,只会唱的5人中只有1人选 只会唱的5人中没有人选上唱歌人员共有CC33 11222对于条件比较复杂的排列组合问题，不易用公式进行运算，往往利用穷举法或画出树状图会收上唱歌人员种,只会唱的5人中只有2人选上唱歌人员有种，由分类CCCCC55534 到意想不到的结果 计数原理共有 2211222种。 CCCCCCC，， 3353455 练习题: 练习题: 1.同一寝室4人,每人写一张贺年卡集中起来,然后每人各拿一张别人的贺年卡，则四张1.从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座 谈会，若这4人中必须既有男生又 贺年卡不同的分配方式有多少种, (9) 有女生，则不同的选法共有34 2.给图中区域涂色,要求相邻区 域不同色,现有4种可选颜色,则不同的着色方法有 722. 3成人2小孩乘船游玩,1号船最多乘3人, 2号船最多乘2人,3号船只能乘1人, 种 他们任选2只船或3只船,但小孩不能单独乘一只船, 这3人共有多少乘船方法. (27) 1 本题还有如下分类: 4*以3个全能演员是否选上唱歌人员为标准 32*以3个全能演员是否选上跳舞人员为标准 5*以只会跳舞的2人是否选上跳舞人员为标准 都可经得到正确结果 十四.构造模型策略 十六. 分解与合成策略 例14. 马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不能 例16. 30030能被多少个不同的偶数整除 关掉相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少 分析:先把30030分解成质因数的乘积形式30030=2×3×5 × 7 ×11×13 种, 3依题意可知偶因数必先取2,再从其余5个因数中任取若干个组成乘积， C解:把此问题当作一个排队模型在6盏亮灯的5个空隙中插入3个不亮的灯有 种 512345CCCCC，，，，所有的偶因数为: 55555 一些不易理解的排列组合题如果能转化为非常熟悉的模型，如占位填空模型，排队模型，装盒练习:正方体的8个顶点可连成多少对异面直线 模型等，可使问题直观解决 4解:我们先从8个顶点中任取4个顶点构成四体共有体共C,,1258,每个四面体8 有 练习题:某排共有10个座位，若4人就坐，每人左右两边都有空位，那么不同的坐法 358174，,3对异面直线,正方体中的8个顶点可连成对异面直线 有多少种,(120) 十五.实际操作穷举策略 十七.化归策略 例15.设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号1,2,3,4,5的五个盒子,现将5个球投入这例17. 25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的五个盒子内,要求每个盒子放一个球，并且恰好有两个球的编号与盒子的编号相同,选法有多少种, 有多少投法 解:将这个问题退化成9人排成3×3方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也 2C解:从5个球中取出2个与盒子对号有种还剩下3球3盒序号不能对应，利用实不在同一列,有多少选法.这样每行必有1人从其中的一行中选取1人后,把这5 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 ? 2 ? ? 3 4 5 ? 6 7 111人所在的行列都划掉，如此继续下去.从3×3方队中选3人的方法有种。分析:因同一学生可以同时夺得n项冠军，故学生可重复排列，将七名学生看作7家CCC3215种. “店”，五项冠军看作5名“客”，每个“客”有7种住宿法，由乘法原理得733再从5×5方阵选出3×3方阵便可解决问题.从5×5方队中选取3行3列有CC5522.消序法(留空法) 选法所以从5×5方阵选不在同一行也不在 几个元素顺序一定的排列问题，一般是先排列，再消去这几个元素的顺序.或者，先让其它元素选取位置排列， 33111留下来的空位置自然就是顺序一定的了. 同一列的3人有选法。 CCCCC55321 例4. 5个人站成一排，甲总站在乙的右侧的有多少种站法, 5解法1:将5个人依次站成一排，有 种站法， A52 然后再消去甲乙之间的顺序数 A2 ?甲总站在乙的右侧的有站法总数为 5 A练习题:某城市的街区由12个全等的矩形区组成其中实线示马路，从A走到B的最短35,，，,543A523 A路径有多少种,() C,3527 B3解法2:先让甲乙之外的三人从5个位置选出3个站好，有 种站法，留下的两个位置自然给甲乙有1种站法 A533?甲总站在乙的右侧的有站法总数为 AA，,155 变式:如下图所示,有5横8竖构成的方格图,从A到B只能上行或右行共有多少条不同的路线? BA 十八.数字排序问题查字典策略 例18(由0，1，2，3，4，5六个数字可以组成多少个没有重复的比324105大的数, 54321解: N,2A，2A，A，A，A,297A54321 练习:用0,1,2,3,4,5这六个数字组成没有重复的四位偶数,将这些数字从小到大排列 起来,第71个数是 3140 B十九.树图策略 35例19(人相互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过次传求后,球仍回到甲的 手中,则不同的传球方式有______ N,10 i,1,2,3,4,5练习: 分别编有1，2，3，4，5号码的人与椅，其中i号人不坐i号椅()的 不同坐法有多少种,N,44 二十.复杂分类问题表格策略 例20(有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A、B、C、D、E五个字母,现从中取5只, A要求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法 解: 如图所示 解: 红 1 1 1 2 2 3 黄 1 2 3 1 2 1 兰 3 2 1 2 1 1 111213212231 CCCCCCCCCCCC 取法 将一条路经抽象为如下的一个排法(5-1)+(8-1)=11格: 545354545352 二十一:住店法策略 11A11也可以看作是1,2,3,4,5,6,7,?,?,?,?顺序一定的排列，有 种排法. 解决“允许重复排列问题”要注意区分两类元素:一类元素可以重复，另一类不能重复，47AA,47其中必有四个?和七个?组成! 把不能重复的元素看作“客”，能重复的元素看作“店”，再利用乘法原理直接求解. 所以, 四个?和七个?一个排序就对应一条路经, 例21.七名学生争夺五项冠军，每项冠军只能由一人获得，获得冠军的可能的种数 514,有 . 所以从A到B共有 条不同的路径. CC,(51)(81)11,，, 4 5