2022年数学排列组合公式及教学借鉴 .pdf

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1、排列组合公式排列定义从 n 个不同的元素中，取r 个不重复的元素，按次序排列，称为从n 个中取 r个的无重排列。排列的全体组成的集合用 P(n,r)表示。排列的个数用P(n,r) 表示。当 r=n时称为全排列。一般不说可重即无重。可重排列的相应记号为 P(n,r),P(n,r)。组合定义从 n 个不同元素中取 r 个不重复的元素组成一个子集，而不考虑其元素的顺序， 称为从 n 个中取 r 个的无重组合。组合的全体组成的集合用C(n,r) 表示，组合的个数用C(n,r) 表示，对应于可重组合有记号 C(n,r),C(n,r)。二、两个基本计数原理及应用(1) 加法原理和分类计数法1加法原理2加法

2、原理的集合形式3分类的要求每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务；两类不同办法中的具体方法，互不相同( 即分类不重 ) ；完成此任务的任何一种方法，都属于某一类( 即分类不漏 ) (2) 乘法原理和分步计数法1乘法原理2合理分步的要求任何一步的一种方法都不能完成此任务，必须且只须连续完成这n 步才能完成此任务；各步计数相互独立；只要有一步中所采取的方法不同，则对应的完成此事的方法也不同例 1：用 1、2、3、4、5、6、7、8、9 组成数字不重复的六位数集合 A为数字不重复的九位数的集合，S（A）=9！集合 B为数字不重复的六位数的集合。把集合 A分为子集的集合，规则为前6 位数相同的元素

3、构成一个子集。显然各子集没有共同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 元素。每个子集元素的个数，等于剩余的3 个数的全排列，即 3！这时集合 B的元素与 A的子集存在一一对应关系，则S（A）=S（B）*3！S（B）=9！/3 ！这就是我们用以前的方法求出的P（9，6）例 2：从编号为 1-9 的队员中选 6 人组成一个队，问有多少种选法？设不同选法构成的集合为C，集合 B为数字不重复的六位数的集合。把集合B分为子集的集

4、合，规则为全部由相同数字组成的数组成一个子集，则每个子集都是某6 个数的全排列，即每个子集有 6！个元素。这时集合C的元素与 B的子集存在一一对应关系，则S（B）=S（C）*6！S（C ）=9！/3 ！/6 ！这就是我们用以前的方法求出的C（9，6）以上都是简单的例子，似乎不用弄得这么复杂。但是集合的观念才是排列组合公式的来源，也是对公式更深刻的认识。大家可能没有意识到，在我们平时数物品的数量时，说 1，2，3，4，5，一共有 5 个，这时我们就是在把物品的集合与集合（1，2，3，4，5）建立一一对应的关系，正是因为物品数量与集合（1， 2 ，3，4，5）的元素个数相等，所以我们才说物品共有

5、5 个。我写这篇文章的目的是把这些潜在的思路变得清晰，从而能用它解决更复杂的问题。例 3：9 个人坐成一圈，问不同坐法有多少种？9 个人排成一排，不同排法有9！种，对应集合为前面的集合A 9 个人坐成一圈的不同之处在于，没有起点和终点之分。设集合D为坐成一圈的坐法的集合。以任何人为起点，把圈展开成直线，在集合A中都对应不同元素，但在集合D中相当于同一种坐法，所以集合D中每个元素对应集合A中 9 个元素，所以 S（D）=9！/9 我在另一篇帖子中说的方法是先固定一个人，再排其他人，结果为8！。这个方法实际上是找到了一种集合 A与集合 D之间的对应关系。用集合的思路解决问题的关键就是寻找集合之间的

6、对应关系，使一个集合的子集与另一个集合的元素形成一一对应的关系。例 4：用 1、2、3、4、5、6、7、8、9 组成数字不重复的九位数，但要求1 排在 2前面，求符合要求的九位数的个数。集合 A为 9 个数的全排列，把集合A分为两个集合 B、C ，集合 B中 1 排在 2 前面，集合 C中1 排在 2 后面。则 S（B）+S（C ）=S（A）在集合 B、C之间建立以下对应关系：集合B中任一元素 1 和 2 位置对调形成的数字，对应集合 C中相同数字。则这个对应关系为一一对应。因此S（B）=S（C ）=9！/2 以同样的思路可解出下题：从 1、2、3，9 这九个数中选出 3 个不同的数作为函数y

7、=ax*x+bx+c 的系数，且要求 abc，问这样的函数共有多少个？例 5：M个球装入 N个盒子的不同装法，盒子按顺序排列。这题我们已经讨论过了，我再用更形象的方法说说。假设我们把 M个球用细线连成一排，再用N-1 把刀去砍断细线，就可以把M个球按顺序分为N组。则 M个球装入 N个盒子的每一种装法都对应一种砍线的方法。而砍线的方法等于M个球与 N-1 把刀的排列方式（如两把刀排在一起，就表示相应的盒子里球数为0）。所以方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共

8、3 页 - - - - - - - - - 总数为 C（M+N-1 ，N-1）例 6：7 人坐成一排照像 , 其中甲、乙、丙三人的顺序不能改变且不相邻, 则共有 _排法. 解：甲、乙、丙三人把其他四人分为四部分，设四部分人数分别为X1，X2，X3，X4，其中 X1，X4=0，X2，X30 先把其余 4 人看作一样，则不同排法为方程X1+X2+X3+X4=4 的解的个数，令X2=Y2+1 ，X3=Y3+1 化为求 X1+Y2+Y3+X4=2 的非负整数解的个数，这与把2 个球装入 4 个盒子的方法一一对应，个数为 C（5，3）=10 由于其余四人是不同的人，所以以上每种排法都对应4 个人的全排列 4！，所以不同排法共有 C（5，3）*4！=240种。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -