2017-2018学年高中数学人教A版选修2-3教学案：1.2.1　第二课时　排列的综合应用 .doc

第二课时排列的综合应用数字排列问题典例用0,1,2,3,4,5这六个数字可以组成多少个符合下列条件的无重复的数字？(1)六位奇数；(2)个位数字不是5的六位数；(3)不大于4 310的四位偶数解(1)第一步，排个位，有A种排法；第二步，排十万位，有A种排法；第三步，排其他位，有A种排法故共有AAA288个六位奇数(2)法一：(直接法)十万位数字的排法因个位上排0与不排0而有所不同，因此需分两类第一类，当个位排0时，有A个；第二类，当个位不排0时，有AAA个故符合题意的六位数共有AAAA504(个)法二：(排除法)0在十万位和5在个位的排列都不对应符合题意的六位数，这两类排列中都含有0在十万位和5在个位的情况故符合题意的六位数共有A2AA504(个)(3)分三种情况，具体如下：当千位上排1,3时，有AAA个当千位上排2时，有AA个当千位上排4时，形如40，42的各有A个；形如41的有AA个；形如43的只有4 310和4 302这两个数故共有AAAAA2AAA2110(个)一题多变1变设问本例中条件不变，能组成多少个被5整除的五位数？解：个位上的数字必须是0或5若个位上是0，则有A个；若个位上是5，若不含0，则有A个；若含0，但0不作首位，则0的位置有A种排法，其余各位有A种排法，故共有AAAA216(个)能被5整除的五位数2变设问本例条件不变，若所有的六位数按从小到大的顺序组成一个数列an，则240 135是第几项？解：由于是六位数，首位数字不能为0，首位数字为1有A个数，首位数字为2，万位上为0,1,3中的一个有3A个数，所以240 135的项数是A3A1193，即240 135是数列的第193项3变条件，变设问用0,1,3,5,7五个数字，可以组成多少个没有重复数字且5不在十位位置上的五位数解：本题可分两类：第一类：0在十位位置上，这时，5不在十位位置上，所以五位数的个数为A24；第二类：0不在十位位置上，这时，由于5不能排在十位位置上，所以，十位位置上只能排1,3,7之一，有A3(种)方法又由于0不能排在万位位置上，所以万位位置上只能排5或1,3,7被选作十位上的数字后余下的两个数字之一，有A3(种)十位、万位上的数字选定后，其余三个数字全排列即可，有A6(种)根据分步乘法计数原理，第二类中所求五位数的个数为AAA54由分类加法计数原理，符合条件的五位数共有245478(个)数字排列问题的解题原则、常用方法及注意事项(1)解题原则：排列问题的本质是“元素”占“位子”问题，有限制条件的排列问题的限制条件主要表现在某元素不排在某个位子上，或某个位子不排某些元素，解决该类排列问题的方法主要是按“优先”原则，即优先排特殊元素或优先满足特殊位子，若一个位子安排的元素影响到另一个位子的元素个数时，应分类讨论 (2)常用方法：直接法、间接法(3)注意事项：解决数字问题时，应注意题干中的限制条件，恰当地进行分类和分步，尤其注意特殊元素“0”的处理 排队问题典例3名男生，4名女生，按照不同的要求排队，求不同的排队方案的方法种数(1)全体站成一排，其中甲只能在中间或两端；(2)全体站成一排，其中甲、乙必须在两端；(3)全体站成一排，其中甲不在最左端，乙不在最右端；(4)全体站成两排，前排3人，后排4人，其中女生甲和女生乙排在前排，另有2名男生丙和丁因个子高要排在后排解(1)先考虑甲有A种方案，再考虑其余六人全排列，故NAA2 160(种)(2)先安排甲、乙有A种方案，再安排其余5人全排列，故NAA240(种)(3)法一特殊元素优先法按甲是否在最右端分两类：第一类，甲在最右端有N1A(种)，第二类，甲不在最右端时，甲有A个位置可选，而乙也有A个位置，而其余全排列A，有N2AAA，故NN1N2AAAA3 720(种)法二间接法无限制条件的排列数共有A，而甲在左端或乙在右端的排法都有A，且甲在左端且乙在右端的排法有A，故NA2AA3 720(种)法三特殊位置优先法按最左端优先安排分步对于左端除甲外有A种排法，余下六个位置全排有A，但减去乙在最右端的排法AA种，故NAAAA3 720(种)(4)将两排连成一排后原问题转化为女生甲、乙要排在前3个位置，男生丙、丁要排在后4个位置，因此先排女生甲、乙有A种方法，再排男生丙、丁有A种方法，最后把剩余的3名同学全排列有A种方法故NAAA432(种)排队问题的解题策略(1)合理归类，要将题目大致归类，常见的类型有特殊元素、特殊位置、相邻问题、不相邻问题等，再针对每一类采用相应的方法解题(2)恰当结合，排列问题的解决离不开两个计数原理的应用，解题过程中要恰当结合两个计数原理(3)正难则反，这是一个基本的数学思想，巧妙应用排除法可起到事半功倍的效果 活学活用排一张有5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单(1)任何两个舞蹈节目不相邻的排法有多少种？(2)歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的方法有多少种？解：(1)先排歌唱节目有A种，歌唱节目之间以及两端共有6个空位，从中选4个放入舞蹈节目，共有A种方法，所以任何两个舞蹈节目不相邻的排法有AA43 200种方法(2)先排舞蹈节目有A种方法，在舞蹈节目之间以及两端共有5个空位，恰好供5个歌唱节目放入所以歌唱节目与舞蹈节目间隔排列的排法有AA2 880种方法层级一学业水平达标16名学生排成两排，每排3人，则不同的排法种数为()A36B120C720 D240解析：选C由于6人排两排，没有什么特殊要求的元素，故排法种数为A7202用0到9这十个数字，可以组成没有重复数字的三位数共有()A900个 B720个C648个 D504个解析：选C由于百位数字不能是0，所以百位数字的取法有A种，其余两位上的数字取法有A种，所以三位数字有AA648(个)3数列an共有6项，其中4项为1，其余两项各不相同，则满足上述条件的数列an共有()A30个 B31个C60个 D61个解析：选A在数列的6项中，只要考虑两个非1的项的位置，即可得不同数列共有A30个46名同学排成一排，其中甲、乙两人必须排在一起的不同排法有()A720种 B360种C240种 D120种解析：选C(捆绑法)甲、乙看作一个整体，有A种排法，再和其余4人，共5个元素全排列，有A种排法，故共有排法AA240种5(辽宁高考)6把椅子摆成一排，3人随机就座，任何两人不相邻的坐法种数为()A144 B120C72 D24解析：选D剩余的3个座位共有4个空隙供3人选择就座， 因此任何两人不相邻的坐法种数为A432246从班委会的5名成员中选出3名分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员，其中甲、乙二人不能担任文娱委员，则不同的选法共有_种(用数字作答)解析：文娱委员有3种选法，则安排学习委员、体育委员有A12种方法由分步乘法计数原理知，共有31236种选法答案：367将红、黄、蓝、白、黑5种颜色的小球，分别放入红、黄、蓝、白、黑5种颜色的小口袋中，若不允许空袋且红口袋中不能装入红球，则有_种不同的放法解析：(排除法)红球放入红口袋中共有A种放法，则满足条件的放法种数为AA96(种)答案：968用0,1,2,3,4这5个数字组成无重复数字的五位数，其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的五位数有_种解析：0夹在1,3之间有AA种排法，0不夹在1,3之间又不在首位有AAAA种排法所以一共有AAAAAA28种排法答案：289一场晚会有5个演唱节目和3个舞蹈节目，要求排出一个节目单(1)3个舞蹈节目不排在开始和结尾，有多少种排法？(2)前四个节目要有舞蹈节目，有多少种排法？解：(1)先从5个演唱节目中选两个排在首尾两个位置有A种排法，再将剩余的3个演唱节目，3个舞蹈节目排在中间6个位置上有A种排法，故共有不同排法AA14 400种(2)先不考虑排列要求，有A种排列，其中前四个节目没有舞蹈节目的情况，可先从5个演唱节目中选4个节目排在前四个位置，然后将剩余四个节目排列在后四个位置，有AA种排法，所以前四个节目要有舞蹈节目的排法有(AAA)37 440种10从5名短跑运动员中选出4人参加4100米接力赛，如果A不能跑第一棒，那么有多少种不同的参赛方法？解：法一：当A被选上时，共有AA种方法，其中A表示A从除去第一棒的其他三棒中任选一棒；A表示再从剩下4人中任选3人安排在其他三棒当A没有被选上时，其他四人都被选上且没有限制，此时有A种方法故共有AAA96(种)参赛方法法二：接力的一、二、三、四棒相当于有四个框图，第一个框图不能填A，有4种填法，其他三个框图共有A种填法，故共有4A96(种)参赛方法法三：先不考虑A是否跑第一棒，共有A120(种)方法其中A在第一棒时共有A种方法，故共有AA96(种)参赛方法层级二应试能力达标1(四川高考)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数，其中奇数的个数为()A24B48C60 D72解析：选D第一步，先排个位，有A种选择；第二步，排前4位，有A种选择由分步乘法计数原理，知有AA72(个)2从4名男生和3名女生中选出3人，分别从事三种不同的工作，若这3人中至少有1名女生，则选派方案共有()A108种 B186种C216种 D270种解析：选B可选用间接法解决：AA186(种)，故选B3用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字，并且比20 000大的五位偶数共有()A288个 B240个C144个 D126个解析：选B个位上是0时，有AA96(个)；个位上不是0时，有AAA144(个)由分类加法计数原理得，共有96144240(个)符合要求的五位偶数4(四川高考)六个人从左至右排成一行，最左端只能排甲或乙，最右端不能排甲，则不同的排法共有()A192种 B216种C240种 D288种解析：选B当最左端排甲时，不同的排法共有A种；当最左端排乙时，甲只能排在中间四个位置之一，则不同的排法共有4A种故不同的排法共有A4A120424216种58名学生和2位老师站成一排合影，2位老师不相邻的排法种数为_解析：(插空法)8名学生的排列方法有A种，隔开了9个空位，在9个空位中排列2位老师，方法数为A，由分步乘法计数原理，总的排法总数为AA2 903 040答案：2 903 0406某一天上午的课程表要排入语文、数学、物理、体育共4节课，如果第一节不排体育，最后一节不排数学，那么共有不同排法_种解析：法一：若第一节排数学，共有A6种方法，若第一节不排数学，第一节有2种排法，最后一节有2种排法，中间两节任意排，有2228种方法，根据分类加法计数原理，共有6814种，故答案为14法二：间接法：4节课全部可能的排法有A24种，其中体育排第一节的有A6种，数学排最后一节的有A6种，体育排第一节且数学排最后一节的有212种，故符合要求的排法种数为2466214种答案：147某次文艺晚会上共演出8个节目，其中2个唱歌、3个舞蹈、3个曲艺节目，求分别满足下列条件的节目编排方法有多少种？(1)一个唱歌节目开头，另一个放在最后压台；(2)2个唱歌节目互不相邻；(3)2个唱歌节目相邻且3个舞蹈节目不相邻解：(1)先排唱歌节目有A种排法，再排其他节目有A种排法，所以共有AA1 440(种)排法(2)先排3个舞蹈节目，3个曲艺节目有A种排法，再从其中7个空(包括两端)中选2个排唱歌节目，有A种插入方法，所以共有AA30 240(种)排法(3)把2个相邻的唱歌节目看作一个元素，与3个曲艺节目排列共A种排法，再将3个舞蹈节目插入，共有A种插入方法，最后将2个唱歌节目互换位置，有A种排法，故所求排法共有AAA2 880(种)排法8从1到9这9个数字中取出不同的5个数进行排列问：(1)奇数的位置上是奇数的有多少种排法？(2)取出的奇数必须排在奇数位置上有多少种排法？解：(1)奇数共5个，奇数位置共有3个；偶数共有4个，偶数位置有2个第一步先在奇数位置上排上奇数共有A种排法；第二步再排偶数位置，4个偶数和余下的2个奇数可以排，排法为A种，由分步乘法计数原理知，排法种数为AA1 800(2)因为偶数位置上不能排奇数，故先排偶数位，排法为A种，余下的2个偶数与5个奇数全可排在奇数位置上，排法为A种，由分步乘法计数原理知，排法种数为AA2 520种