排列组合经典例题.doc
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1、除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免重复遗漏外,还应注意积累排列组合问题得以快速准确求解。直接法特殊元素法例1用1,2,3,4,5,6这6个数字组成无重复的四位数,试求满足下列条件的四位数各有多少个(1)数字1不排在个位和千位 (2)数字1不在个位,数字6不在千位。分析:(1)个位和千位有5个数字可供选择,其余2位有四个可供选择,由乘法原理:=2402特殊位置法(2)当1在千位时余下三位有=60,1不在千位时,千位有种选法,个位有种,余下的有,共有=192所以总共有192+60=252间接法当直接法求解类别比较大时,应采用间接法。如上例中(2)可用间接法=252例2 有五张卡片,它的正反面
2、分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9,将它们任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三维书? 分析:此例正面求解需考虑0与1卡片用与不用,且用此卡片又分使用0与使用1,类别较复杂,因而可使用间接计算:任取三张卡片可以组成不同的三位数个,其中0在百位的有个,这是不合题意的。故共可组成不同的三位数-=432(个)插空法 当需排元素中有不能相邻的元素时,宜用插空法。 例3 在一个含有8个节目的节目单中,临时插入两个歌唱节目,且保持原节目顺序,有多少中插入方法? 分析:原有的8个节目中含有9个空档,插入一个节目后,空档变为10个,故有=100中插入方法。捆绑法 当需排元素中有必须相
3、邻的元素时,宜用捆绑法。 4名男生和3名女生共坐一排,男生必须排在一起的坐法有多少种? 分析:先将男生捆绑在一起看成一个大元素与女生全排列有种排法,而男生之间又有种排法,又乘法原理满足条件的排法有:=576 练习1四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有 种() 某市植物园要在30天内接待20所学校的学生参观,但每天只能安排一所学校,其中有一所学校人数较多,要安排连续参观2天,其余只参观一天,则植物园30天内不同的安排方法有()(注意连续参观2天,即需把30天种的连续两天捆绑看成一天作为一个整体来选有其余的就是19所学校选28天进行排列)阁板法 名额分配或相同物
4、品的分配问题,适宜采阁板用法 例5 某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共 种 。 分析:此例的实质是12个名额分配给8个班,每班至少一个名额,可在12个名额种的11个空当中插入7块闸板,一种插法对应一种名额的分配方式,故有种 练习1.(a+b+c+d)15有多少项? 当项中只有一个字母时,有种(即a.b.c.d而指数只有15故。 当项中有2个字母时,有而指数和为15,即将15分配给2个字母时,如何分,闸板法一分为2,即 当项中有3个字母时指数15分给3个字母分三组即可 当项种4个字母都在时 四者都相加即可 练习2有20个不加区别的小球放
5、入编号为1,2,3的三个盒子里,要求每个盒子内的球数不少编号数,问有多少种不同的方法?() 3不定方程X1+X2+X3+X50=100中不同的整数解有()平均分堆问题 例6 6本不同的书平均分成三堆,有多少种不同的方法? 分析:分出三堆书(a1,a2),(a3,a4),(a5,a6)由顺序不同可以有=6种,而这6种分法只算一种分堆方式,故6本不同的书平均分成三堆方式有=15种 练习:16本书分三份,2份1本,1份4本,则有不同分法? 2某年级6个班的数学课,分配给甲乙丙三名数学教师任教,每人教两个班,则分派方法的种数。 合并单元格解决染色问题 例7 (全国卷(文、理)如图1,一个地区分为5个行
6、政区域,现给地图着色,要求相邻区域不 得使用同一颜色,现有四种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字作答)。 分析:颜色相同的区域可能是2、3、4、5 下面分情况讨论: ()当2、4颜色相同且3、5颜色不同时,将2、4合并成一个单元格,此时不同的着色方法相当于4个元素 的全排列数 ()当2、4颜色不同且3、5颜色相同时,与情形()类似同理可得 种着色法()当2、4与3、5分别同色时,将2、4;3、5分别合并,这样仅有三个单元格 从4种颜色中选3种来着色这三个单元格,计有种方法 由加法原理知:不同着色方法共有2=48+24=72(种)练习1(天津卷(文)将3种作物种植 1 2 3 4 5
7、 在如图的5块试验田里,每快种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一作物 , 不同的种植方法共 种(以数字作答) (72) 2(江苏、辽宁、天津卷(理)某城市中心广场建造一个花圃,花圃6分为个部分(如图3),现要栽种4种颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分不能栽种 同一样颜色的话,不同的栽种方法有 种(以数字作答)(120) 图3 图4 3如图4,用不同的5种颜色分别为ABCDE五部分着色,相邻部分不能用同一颜色,但同一种颜色可以反复使用也可以不用,则符合这种要求的不同着色种数(540) 4如图5:四个区域坐定4个单位的人,有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿同种颜色的服装,且相邻两区域的颜
8、色不同,不相邻区域颜色相同,不相邻区域颜色相同与否不受限制,那么不同的着色方法是 种(84) 图5 图6 5将一四棱锥(图6)的每个顶点染一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,若只有五种颜色可供使用,则不同的染色方法共 种(420) 递推法例八 一楼梯共10级,如果规定每次只能跨上一级或两级,要走上这10级楼梯,共有多少种不同的走法? 分析:设上n级楼梯的走法为an种,易知a1=1,a2=2,当n2时,上n级楼梯的走法可分两类:第一类:是最后一步跨一级,有an-1种走法,第二类是最后一步跨两级,有an-2种走法,由加法原理知:an=an-1+ an-2,据此,a3=a1+a2=3,a4=a#+a
9、2=5,a5=a4+a3=8,a6=13,a7=21,a8=34,a9=55,a10=89.故走上10级楼梯共有89种不同的方法。九.几何问题 1四面体的一个顶点位A,从其它顶点与各棱中点取3个点,使它们和点A在同一平面上,不同的取法有 种(3+3=33)2.四面体的棱中点和顶点共10个点(1)从中任取3个点确定一个平面,共能确定多少个平面?(-4+4-3+3-6C+6+26=29) (2)以这10个点为顶点,共能确定多少格凸棱锥? 三棱锥 C104-4C64-6C44-3C44=141 四棱锥 644=96 36=18 共有114先选后排法例9 有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需1人承
10、担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选派方法有( )A.1260种 B.2025种 C.2520种 D.5054种分析:先从10人中选出2人十一用转换法解排列组合问题例10某人连续射击8次有四次命中,其中有三次连续命中,按“中”与“不中”报告结果,不同的结果有多少种解 把问题转化为四个相同的黑球与四个相同白球,其中只有三个黑球相邻的排列问题=20种个人参加秋游带10瓶饮料,每人至少带1瓶,一共有多少钟不同的带法解 把问题转化为5个相同的白球不相邻地插入已经排好的10个相同的黑球之间的9个空隙种的排列问题=126种例12 从1,2,3,1000个自然数中任取10个不连续的自然数,有多少种
11、不同的去法解 把稳体转化为10个相同的黑球与990个相同白球,其其中黑球不相邻的排列问题。 某城市街道呈棋盘形,南北向大街5条,东西向大街4条,一人欲从西南角走到东北角,路程最短的走法有多少种解 无论怎样走必须经过三横四纵,因此,把问题转化为3个相同的白球与四个相同的黑球的排列问题=35(种) 一个楼梯共18个台阶12步登完,可一步登一个台阶也可一步登两个台阶,一共有多少种不同的走法解 根据题意要想12步登完只能6个一步登一个台阶,6个一步登两个台阶,因此,把问题转化为6个相同的黑球与6个相同的白球的排列问题=924(种) 求(a+b+c)10的展开式的项数解 展开使的项为abc,且+=10,
12、因此,把问题转化为2个相同的黑球与10个相同的白球的排列问题=66(种) 亚、欧乒乓球对抗赛,各队均有5名队员,按事先排好的顺序参加擂台赛,双方先由1号队员比赛,负者淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,直到一方全被淘汰为止,另一方获胜,形成一种比赛过程那么所有可能出现的比赛过程有多少种?解 设亚洲队队员为a1,a2,,a5,欧洲队队员为b1,b2,b5,下标表示事先排列的出场顺序,若以依次被淘汰的队员为顺序比赛过程转化为这10个字母互相穿插的一个排列,最后师胜队种步被淘汰的队员和可能未参加参赛的队员,所以比赛过程可表示为5个相同的白球和5个相同黑球排列问题,比赛过程的总数为=252(种)十二转化命
13、题法圆周上共有15个不同的点,过其中任意两点连一弦,这些弦在圆内的交点最多有多少各?分析:因两弦在圆内若有一交点,则该交点对应于一个以两弦的四端点为顶点的圆内接四边形,则问题化为圆周上的15个不同的点能构成多少个圆内接四边形,因此这些现在圆内的交点最多有=1365(个)十三概率法一天的课程表要排入语文、数学、物理、化学、英语、体育六节课,如果数学必须排在体育之前,那么该天的课程表有多少种排法?分析:在六节课的排列总数中,体育课排在数学之前与数学课排在体育之前的概率相等,均为,故本例所求的排法种数就是所有排法的,即A=360种十四除序法 例19 用1,2,3,4,5,6,7这七个数字组成没有重复
14、数字的七位数中,(1)若偶数2,4,6次序一定,有多少个?(2)若偶数2,4,6次序一定,奇数1,3,5,7的次序也一定的有多少个? 解(1)(2)十五错位排列例20 同室四人各写一张贺卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送出的卡片,则不同的分配方法有 种(9)公式 1) n=4时a4=3(a3+a2)=9种 即三个人有两种错排,两个人有一种错排2)=n!(1-+-+练习 有五位客人参加宴会,他们把帽子放在衣帽寄放室内,宴会结束后每人戴了一顶帽子回家,回家后,他们的妻子都发现他们戴了别人的帽子,问5位客人都不戴自己帽子的戴法有多少种?(44) 10.1排列与组合10.1.1学习目标 掌握排列
15、、组合问题的解题策略10.1.2重点 (1),特殊元素优先安排的策略: (2),合理分类与准确分步的策略; (3)排列、组合混合问题先选后排的策略; (4)正难则反、等价转化的策略; (5)相邻问题捆绑处理的策略; (6)不相邻问题插空处理的策略。10.1.3难点综合运用解题策略解决问题。10.1.4学习过程:(1)知识梳理 1分类计数原理(加法原理):完成一件事,有几类办法,在第一类中有种有不同的方法,在第2类中有种不同的方法在第n类型有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法。2分步计数原理(乘法原理):完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方
16、法,做第n步有mn种不同的方法;那么完成这件事共有种不同的方法。特别提醒:分类计数原理与“分类”有关,要注意“类”与“类”之间所具有的独立性和并列性;分步计数原理与“分步”有关,要注意“步”与“步”之间具有的相依性和连续性,应用这两个原理进行正确地分类、分步,做到不重复、不遗漏。3排列:从n个不同的元素中任取m(mn)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.4排列数:从n个不同元素中取出m(mn)个元素排成一列,称为从n个不同元素中取出m个元素的一个排列. 从n个不同元素中取出m个元素的一个排列数,用符号表示.5排列数公式: 特别提醒:(1)规定0! = 1
17、(2)含有可重元素的排列问题.对含有相同元素求排列个数的方法是:设重集S有k个不同元素a1,a2,.an其中限重复数为n1、n2nk,且n = n1+n2+nk , 则S的排列个数等于. 例如:已知数字3、2、2,求其排列个数又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数. 6组合:从n个不同的元素中任取m(mn)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合. 7组合数公式: 8两个公式:_ 特别提醒:排列与组合的联系与区别.联系:都是从n个不同元素中取出m个元素.区别:前者是“排成一排”,后者是“并成一组”,前者有顺序关系,后者无顺序关系.(2)典型例题考点一:排列问题例1,
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