排列组合应用题的类型及解题策略.doc
《排列组合应用题的类型及解题策略.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《排列组合应用题的类型及解题策略.doc(23页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除排列组合应用题的类型及解题策略 排列组合问题,通常都是出现在选择题或填空题中,或结合概率统计综合出题,它联系实际,生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握。实践证明,解决问题的有效方法是:题型与解法归类、识别模式、熟练运用。一处理排列组合应用题的一般步骤为:明确要完成的是一件什么事(审题) 有序还是无序 分步还是分类。二处理排列组合应用题的规律(1) 两种思路:直接法,间接法。(2) 两种途径:元素分析法,位置分析法。三、解决问题的入手点是:特殊元素优先考虑;特殊位置优先考虑。1、特殊优先法:对于存在特殊元素或者特殊位置的排列组合问题,我们可以从
2、这些特殊的东西入手,先解决特殊元素或特殊位置,再去解决其它元素或位置,这种解法叫做特殊优先法。例1(06上海春)电视台连续播放6个广告,其中含4个不同的商业广告和2个不同的公益广告,要求首尾必须播放公益广告,则共有 种不同的播放方式(结果用数值表示).解:分二步:首尾必须播放公益广告的有A22种;中间4个为不同的商业广告有A44种,从而应当填 A22A4448. 从而应填48 (3)对排列组合的混合题,一般先选再排,即先组合再排列。弄清要“完成什么样的事件”是前提。 三基本题型及方法: 1相邻问题(1)、全相邻问题,整体处理(捆邦法)例2、6名同学排成一排,其中甲,乙两人必须排在一起的不同排法
3、有( C )种。A)720 B)360 C)240 D)120说明:从上述解法可以看出,所谓“捆邦法”,就是在解决对于某几个元素要求相邻问题时,可以整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。(2)、全不相邻问题,插空处理法例3、要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,问有多少不同的排法,解:先将6个歌唱节目排好,其中不同的排法有6!,这6个节目的空隙及两端共有七个位置中再排4个舞蹈节目有种排法,由乘法原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为种例4(06重庆卷)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
4、排,则不同排法的种数是(A)1800 (B)3600 (C)4320 (D)5040解:不同排法的种数为3600,故选B说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它隔开,此类问题可以先将其它元素排好,再将特殊元素插入,故叫插空法。(3)不全相邻排除法,排除处理例5五个人站成一排,其中甲、乙、丙三人有两人相邻,有多少排法?解:例6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解法一:前后各一个,有8122192种方法前排左、右各一人:共有44232种方法两人都在前排:两人都在前排
5、左边的四个位置:乙可坐2个位置乙可坐1个位置224112此种情况共有426种方法因为两边都是4个位置,都坐右边亦有6种方法,所以坐在第一排总共有6612种方法两人都坐在第二排位置,先规定甲左乙右甲左乙右总共有种方法同样甲、乙可互换位置,乙左甲右也同样有55种方法,所以甲、乙按要求同坐第二排总共有552110种方法。综上所述,按要求两人不同排法有 1923212110346种解法二:考虑20个位置中安排两个人就坐,并且这两人左右不相邻,4号座位与5号座位不算相邻(坐在前排相邻的情况有12种。),7号座位与8号座位不算相邻(坐在后排相邻的情况有22种。),共有种2、顺序一定,除法处理或分类法。例7
6、、信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号,现有3面红旗、2面白旗,把5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是( )(用数字作答)。解:5面旗全排列有种挂,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能作一次的挂法,故有 说明:在排列的问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序问题,这类问题用缩小倍数的方法求解比较方便快捷 例8(06湖北卷)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 。(用数字作答)解一:依题意,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
7、中(插一个或二个),可得有30种不同排法。解二:=30例9、由数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的6位数,其中个位数字小于十位的数字的共有( )A)210个 B)300个 C)464个 D)600个解: 故选(B)4、多元问题,分类法例10(06陕西卷)某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有 种解析:某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,可以分情况讨论, 甲、丙同去,则乙不去,有=240种选法;甲、丙同不去,乙去,有=240种选法;
8、甲、乙、丙都不去,有种选法,共有600种不同的选派方案例11:(06全国卷I)设集合。选择I的两个非空子集A和B,要使B中最小的数大于A中最大的数,则不同的选择方法共有A B C D解析:若集合A、B中分别有一个元素,则选法种数有=10种;若集合A中有一个元素,集合B中有两个元素,则选法种数有=10种;若集合A中有一个元素,集合B中有三个元素,则选法种数有=5种;若集合A中有一个元素,集合B中有四个元素,则选法种数有=1种;若集合A中有两个元素,集合B中有一个元素,则选法种数有=10种;若集合A中有两个元素,集合B中有两个个元素,则选法种数有=5种;若集合A中有两个元素,集合B中有三个元素,则
9、选法种数有=1种;若集合A中有三个元素,集合B中有一个元素,则选法种数有=5种;若集合A中有三个元素,集合B中有两个元素,则选法种数有=1种;若集合A中有四个元素,集合B中有一个元素,则选法种 数有=1种;总计有,选B.解法二:集合A、B中没有相同的元素,且都不是空集,从5个元素中选出2个元素,有=10种选法,小的给A集合,大的给B集合;从5个元素中选出3个元素,有=10种选法,再分成1、2两组,较小元素的一组给A集合,较大元素的一组的给B集合,共有210=20种方法;从5个元素中选出4个元素,有=5种选法,再分成1、3;2、2;3、1两组,较小元素的一组给A集合,较大元素的一组的给B集合,共
10、有35=15种方法;从5个元素中选出5个元素,有=1种选法,再分成1、4;2、3;3、2;4、1两组,较小元素的一组给A集合,较大元素的一组的给B集合,共有41=4种方法;总计为10+20+15+4=49种方法。选B.例12(06天津卷)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有()A10种B20种C36种 D52种解析:将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,分情况讨论:1号盒子中放1个球,其余3个放入2号盒子,有种方法;1号盒子中放2个球,其余2个
11、放入2号盒子,有种方法;则不同的放球方法有10种,选A 说明:元素多,取出的情况也多种,可按要求分成互不相容的几类情况分别计算,最后总计。5、交叉问题,集合法(二元否定问题,依次分类)。例13、从6名运动员中选出4名参加4100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?解:设全集U=6人中任选4人参赛的排列,A=甲跑第一棒的排列,B=乙跑第四棒的排列,根据求集合元素的个数的公式可得参赛方法共有:card(U)-card(A)-card(B)+card(AB)=252例14、某天的课表要排入语文、数学、英语、物理、化学、体育共六门课程,且上午安排四节课,下午安排两节课。
12、(1)若第一节不排体育,下午第一节不排数学,一共有多少种不同的排课方法?(2)若要求数学、物理、化学不能排在一起(上午第四节与下午第一节不算连排),一共有多少种不同的排课方法?例15、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来的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有( )A)6种 B)9种 C)11种 D)23种解:此题可以看成是将数字1、2、3、4填入标号为1、2、3、4的四个方格里,每格填一数,且每个方格的标号与所填数字不同的填法问题。所以先将1填入2至4的3个方格里有3种填法;第二步把被填入方格的对应数字填入其它3个方格,又有3种填法;第三步将余下的两个数字填入余下的两
13、格中只有一种填法,故共有331=9种填法。故选B说明:求解二元否定问题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,依此即可完成。例16、(06湖北卷)安排5名歌手的演出顺序时,要求某名歌手不第一个出场,另一名歌手不最后一个出场,不同排法的总数是 .(用数字作答) 。(答:78种)说明:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素的个数的公式来求解。6、多排问题,单排法例17、两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,若8名学生入座(每人一座位),则不同的座法为A) B) C) D)解:此题分两排座可以看成是一排座,故有 种座法。选(D) 说明:把元素排成几排的问题,
14、可归纳为一排考虑,再分段处理。7、至少问题,分类法 或 间接法(排除处理)例18(06福建卷)从4名男生和3名女生中选出3人,分别从事三项不同的工作,若这3人中至少有1名女生,则选派方案共有(A)108种 (B)186种 (C)216种 (D)270种解析:从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派方案共有=186种,选B.例19(06辽宁卷)5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1、2、3号参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有一名老队员,且1、2号中至少有1名新队员的排法有_种.(以数作答) 【解析】两老一新时, 有种排法;两新一老时, 有种排法,即共有48
15、种排法.【点评】本题考查了有限制条件的排列组合问题以及分类讨论思想.例20(06重庆卷)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,则不同的分配方案有 (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,则将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,共有种不同的分配方案,选B.说明:含“至多”或“至少”的排列组合问题,是需要分类问题,或排除法。排除法,适用于反面情况明确且易于计算的情况。8、部分符合条件淘汰法例21四面体的顶点各棱中点共有10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有 ( )
16、 A)150种 B)147种 C)144种 D)141种解:10个点取4个点共有 种取法,其中面ABC内的6个点中任取4个点必共面,这样的面共有6个,又各棱中点共6个点,有四点共面的平面有3个,故符合条件不共面的平面有 选D说明:在选取总数中,只有一部分符合条件,可从总数中减去不符合条件数,即为所求。9分组问题与分配问题分组问题:均匀分组,除法处理;非均匀分组,组合处理例22。有9个不同的文具盒:(1)将其平均分成三组;(2)将其分成三组,每组个数2,3,4。上述问题各有多少种不同的分法?分析:(1)此题属于分组问题:先取3个为第一组,有 种分法,再取3个不第二组,有种分法,剩下3个为第三组,
17、有 种分法,由于三组之间没有顺序,故有种分法。(2)同(1),共有种分法,因三组个数各不相同,故不必再除以。练习:12个学生平均分成3组,参加制作航空模型活动,3个教师各参加一组进行指导,问有多少种分组方法?分配问题: 定额分配,组合处理; 随机分配,先组后排。例23。有9本不同的书:(1)分给甲2本,乙3本,丙4本;(2)分给三个人,分别得2本,3本,4本。上述问题各有多少种不同的分法?(1)此题是定额分配问题,先让甲选,有种;再让乙选,有种;剩下的给丙,有种,共有种不同的分法(2)此题是随机分配问题:先将9本书分成2本,3本,4本共有三堆,再将三堆分给三个人,共有种不同的分法。例24:对某
18、种产品的6件不同正品和4件不同次品一一进行测试,至区分出所有次品为止,若所有次品恰好在第5次测试时被全部发现,则这样的测试方法有多少种可能?解:第5次必测出一次品,余下3件次品在前4次被测出,从4件中确定最后一件次品有种方法,前4次中应有1件正品、3件次品,有种,前4次测试中的顺序有种,由分步计数原理即得:()576。【评述】本题涉及一类重要问题:问题中既有元素的限制,又有排列的问题,一般是先选元素(即组合)后排列练习:1。3名教师分配到6个班里,各人教不同的班级,若每人教2个班,有多少种分配方法? 2将10本不同的专著分成3本,3本,3本和1本,分别交给4位学者阅读,问有多少种不同的分法?例
19、25(06湖南卷)某外商计划在四个候选城市投资3个不同的项目,且在同一个城市投资的项目不超过2个,则该外商不同的投资方案有 ( )A.16种 B.36种 C.42种 D.60种解析:有两种情况,一是在两个城市分别投资1个项目、2个项目,此时有, 二是在在两个城市分别投资1,1,1个项目,此时有, 共有=60, 故选 (D)10隔板法:隔板法及其应用技巧 在排列组合中,对于将不可分辨的球装入到可以分辨的盒子中,每盒至少一个,求方法数的问题,常用隔板法。见下例:例26.求方程x+y+z=10的正整数解的个数。(即:10个相同的小球分给三人,每人至少1个,有多少种方法?) 分析:将10个球排成一排,
20、球与球之间形成9个空隙,将两个隔板插入这些空隙中(每空至多插一块隔板),规定由隔板分成的左、中、右三部分的球数分别为 x.y.z之值(如图)则隔板与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为 个。实际运用隔板法解题时,在确定球数、如何插隔板等问题上形成了一些技巧。下面举例说明:技巧一:添加球数用隔板法。 例27求方程x+y+z=10 的非负整数解的个数。分析:注意到x 、y 、z 可以为零,故上题解法中的限定“每空至多插一块隔板”就不成立了。怎么办呢?只要添加三个球,给 x、 y、z 各一个球。这样原问题就转化为求x+y+z=13 的正整数解的个数了,故解的个数为=66个。 【小结】本例通过
21、添加球数,将问题转化为如例1中的典型的隔板法问题。 技巧二:减少球数用隔板法。 例28将20个相同的小球放入编号分别为1,2,3,4的四个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于它的编号数,求放法总数。 分析1:先在编号1,2,3,4的四个盒子内分别放0,1,2,3个球,有1种方法;再把剩下的14个球,分成4组,每组至少1个,由例25知有 =286 种方法。 分析2:第一步先在编号1,2,3,4的四个盒子内分别放1,2,3,4个球,有1种方法;第二步把剩下的10个相同的球放入编号为1,2,3,4的盒子里,由例26知有 =286 种方法。 【小结】两种解法均通过减少球数将问题转化为例25、例26中的典
22、型问题。 技巧三:先后插入用隔板法。例29。为构建和谐社会出一份力,一文艺团体下基层宣传演出,准备的节目表中原有4个歌舞节目,如果保持这些节目的相对顺序不变,拟再添2个小品节目,则不同的排列方法有多少种? 分析:记两个小品节目分别为A、B。先排A节目。根据A节目前后的歌舞节目数目考虑方法数,相当于把4个球分成两堆,由例26知有 种方法。这一步完成后就有5个节目了。再考虑需加入的B节目前后的节目数,同上理知有 种方法。故由乘法原理知,共有 种方法。 【小结】对本题所需插入的两个隔板采取先后依次插入的方法,使问题得到巧妙解决。11数字问题(组成无重复数字的整数) 能被2整除的数的特征:末位数是偶数
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 排列组合 应用题 类型 解题 策略
限制150内