解排列组合问题的十七种常用策略.ppt
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1、2.2.掌握解决排列组合问题的常用策略掌握解决排列组合问题的常用策略;能运能运 用解题策略解决简单的综合应用题。提高用解题策略解决简单的综合应用题。提高学生解决问题分析问题的能力学生解决问题分析问题的能力 3.3.学会应用数学思想和方法解决排列组学会应用数学思想和方法解决排列组合问题合问题.教学目标教学目标1.进一步理解和应用分步计数原理和分类进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。计数原理。完成一件事,有完成一件事,有n n类办法,在第类办法,在第1 1类办法中有类办法中有 m m1 1种不同的方法,在第种不同的方法,在第2 2类办法中有类办法中有m m2 2 种不种不同的方法,同的方法
2、,在第,在第n n类办法中有类办法中有m mn n种不同的种不同的方法,那么完成这件事共有:方法,那么完成这件事共有:种不同的方法种不同的方法复习巩固复习巩固1.1.分类计数原理分类计数原理(加法原理加法原理)完成一件事,需要分成完成一件事,需要分成n n个步骤,做第个步骤,做第1 1步有步有m m1 1种不同的方法,做第种不同的方法,做第2 2步有步有m m2 2 种不同的方法,种不同的方法,做第,做第n n步有步有m mn n种不同的方法,那么完成这种不同的方法,那么完成这件事共有:件事共有:种不同的方法种不同的方法2.2.分步计数原理(乘法原理)分步计数原理(乘法原理)分步计数原理分步计
3、数原理各步相互依存各步相互依存,每步中的方法,每步中的方法完成事件的完成事件的一个阶段一个阶段,不能完成整个事件不能完成整个事件3.分类计数原理分类计数原理分步计数原理区别分步计数原理区别分类计数原理分类计数原理方法相互独立方法相互独立,任何一种方法,任何一种方法都可以都可以独立地完成这件事独立地完成这件事。解决排列组合综合性问题的一般过程如下解决排列组合综合性问题的一般过程如下:1.1.认真审题弄清要做什么事认真审题弄清要做什么事2.2.怎样做才能完成所要做的事怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还即采取分步还 是分类是分类,或是分步与分类同时进行或是分步与分类同时进行,确定分多确定分多 少
4、步及多少类。少步及多少类。3.3.确定每一步或每一类是排列问题确定每一步或每一类是排列问题(有序有序)还是还是 组合组合(无序无序)问题问题,元素总数是多少及取出多元素总数是多少及取出多 少个元素少个元素.解决排列组合综合性问题,往往类与步交解决排列组合综合性问题,往往类与步交 叉,因此必须掌握一些常用的解题策略叉,因此必须掌握一些常用的解题策略一一.特殊元素和特殊位置优先策略特殊元素和特殊位置优先策略例例1.由由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字可以组成多少个没有重复数字 五位奇数五位奇数.解解:由于末位和首位有特殊要求由于末位和首位有特殊要求,应该优先安应该优先安 排排,以免
5、不合要求的元素占了这两个位置以免不合要求的元素占了这两个位置先排末位共有先排末位共有_ 然后排首位共有然后排首位共有_最后排其它位置共有最后排其它位置共有_由分步计数原理得由分步计数原理得=288位置分析法和元素分析法是解决排列组合问位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法题最常用也是最基本的方法,若以元素分析为若以元素分析为主主,需先安排特殊元素需先安排特殊元素,再处理其它元素再处理其它元素.若以若以位置分析为主位置分析为主,需先满足特殊位置的要求需先满足特殊位置的要求,再再处理其它位置。若有多个约束条件,往往是处理其它位置。若有多个约束条件,往往是考虑一个约束条件的同
6、时还要兼顾其它条件考虑一个约束条件的同时还要兼顾其它条件1.1.7 7种不同的花种在排成一列的花盆里种不同的花种在排成一列的花盆里,若两若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里里,问有多少不同的种法?问有多少不同的种法?练习题二.相邻元素捆绑策略例例2.72.7人站成一排人站成一排,其中甲乙相邻且丙丁相其中甲乙相邻且丙丁相 邻邻,共有多少种不同的排法共有多少种不同的排法.甲甲乙乙丙丙丁丁由分步计数原理可得共有由分步计数原理可得共有种不同的排法种不同的排法=480解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成解: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
7、也看成一个一个复合元素,同时丙丁也看成一个 复合元素,再与其它元素进行排列,复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。同时对相邻元素内部进行自排。要求某几个元素必须排在一起的问题要求某几个元素必须排在一起的问题,可以用可以用捆绑法来解决问题捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素合并即将需要相邻的元素合并为一个元素为一个元素,再与其它元素一起作排列再与其它元素一起作排列,同时同时要注意合并元素内部也必须排列要注意合并元素内部也必须排列.某人射击某人射击8 8枪,命中枪,命中4 4枪,枪,4 4枪命中恰好枪命中恰好有有3 3枪连在一起的情形的不同种数为(枪连在一起的情形的不同种数为
8、()练习题20三三.不相邻问题插空策略不相邻问题插空策略例例3 3.一一个个晚晚会会的的节节目目有有4 4个个舞舞蹈蹈,2 2个个相相声声,3 3个个 独独唱唱,舞舞蹈蹈节节目目不不能能连连续续出出场场,则则节节目目的的出出 场场顺顺序序有有多多少少种种?解解:分两步进行第一步排分两步进行第一步排2 2个相声和个相声和3 3个独唱共个独唱共 有有 种,种,第二步将第二步将4 4舞蹈插入第一步排舞蹈插入第一步排好的好的6 6个元素中间包含首尾两个空位共有个元素中间包含首尾两个空位共有种种 不同的方法不同的方法 由分步计数原理,节目的不同顺序共有 种相相相相独独独独独独元素相离问题可先把没有位置要
9、求的元素进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端行排队再把不相邻元素插入中间和两端某班新年联欢会原定的某班新年联欢会原定的5 5个节目已排成节个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目目单,开演前又增加了两个新节目.如果如果将这两个新节目插入原节目单中,且两将这两个新节目插入原节目单中,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数个新节目不相邻,那么不同插法的种数为(为()30练习题四四.定序问题倍缩空位插入策略定序问题倍缩空位插入策略例例4.74.7人排队人排队,其中甲乙丙其中甲乙丙3 3人顺序一定共有多人顺序一定共有多 少不同的排法少不同的排法解:(倍缩法倍缩
10、法)对于某几个元素顺序一定的排列对于某几个元素顺序一定的排列问题问题,可先把这几个元素与其他元素一起可先把这几个元素与其他元素一起进行排列进行排列,然后用总排列数除以然后用总排列数除以这几个元这几个元素之间的全排列数素之间的全排列数,则共有不同排法种数则共有不同排法种数是:是:(空位法空位法)设想有)设想有7 7把椅子让除甲乙丙以外把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有的四人就坐共有 种方法,其余的三个种方法,其余的三个位置甲乙丙共有位置甲乙丙共有 种坐法,则共有种坐法,则共有 种种 方法方法 1思考思考:可以先让甲乙丙就坐吗可以先让甲乙丙就坐吗?(插入法插入法)先排甲乙丙三个人先排甲乙丙三个人,
11、共有共有1 1种排法种排法,再再 把其余把其余4 4四人四人依次依次插入共有插入共有 方法方法4*5*6*74*5*6*7定序问题可以用倍缩法,还可转化为占位插定序问题可以用倍缩法,还可转化为占位插空模型处理空模型处理练习题1010人身高各不相等人身高各不相等,排成前后排,每排排成前后排,每排5 5人人,要要求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法?求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法?五五.重排问题求幂策略重排问题求幂策略例例5.5.把把6 6名实习生分配到名实习生分配到7 7个车间实习个车间实习,共有共有 多少种不同的分法多少种不同的分法解解:完成此事共分六步完成此事共分六步:把第一名实习生分
12、配把第一名实习生分配 到车间有到车间有 种分法种分法.7 7把第二名实习生分配把第二名实习生分配 到车间也有到车间也有7 7种分法,种分法,依此类推依此类推,由分步计由分步计数原理共有数原理共有 种不同的排法种不同的排法允许重复的排列问题的特点是以元素为研究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,可以逐一安排对象,元素不受位置的约束,可以逐一安排各个元素的位置,一般地各个元素的位置,一般地n不同的元素没有限不同的元素没有限制地安排在制地安排在m个位置上的排列数为个位置上的排列数为 种种n nm m1.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
13、果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为()422.2.某某8 8层大楼一楼电梯上来层大楼一楼电梯上来8 8名乘客人名乘客人,他们他们 到各自的一层下电梯到各自的一层下电梯,下电梯的方法下电梯的方法()练习题六六.环排问题线排策略环排问题线排策略例例6.56.5人围桌而坐人围桌而坐,共有多少种坐法共有多少种坐法?解:解:围桌而坐与围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成坐成一排的不同点在于,坐成 圆形没有首尾之分,所以固定一人圆形没有首尾之分,所以固定一人A A并从并从 此位置把圆形展成直线其余此位置把圆形展成直线其余4 4人共有人共有_ 种排法即种排法即 A AB BC CE ED D
14、D DA AA AB BC CE E(5-1)5-1)!一般地一般地,n n个不同元素作圆形排个不同元素作圆形排列列,共有共有(n-1)!n-1)!种排法种排法.如果从如果从n n个不同元素中取出个不同元素中取出m m个元素作个元素作圆形排列共有圆形排列共有练习题6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈60七七.多排问题直排策略多排问题直排策略例例7.87.8人排成前后两排人排成前后两排,每排每排4 4人人,其中甲乙在其中甲乙在 前排前排,丁在后排丁在后排,共有多少排法共有多少排法解解:8人排前后两排人排前后两排,相当于相当于8人坐人坐8把椅子把椅子,可以可以 把椅子排成一排把椅子排成一排.先在前
15、先在前4个位置排甲乙两个位置排甲乙两个特殊元素有个特殊元素有_种种,再排后再排后4个位置上的个位置上的特殊元素有特殊元素有_种种,其余的其余的5人在人在5个位置个位置上任意排列有上任意排列有_种种,则共有则共有_种种.前排后排后排一般地一般地,元素分成多排的排列问题元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑可归结为一排考虑,再分段研究再分段研究.有两排座位,前排有两排座位,前排1111个座位,后排个座位,后排1212个座位,现安排个座位,现安排2 2人就座规定前排人就座规定前排中间的中间的3 3个座位不能坐,并且这个座位不能坐,并且这2 2人人不左右相邻,那么不同排法的种数不左右相邻,那么不同排
16、法的种数是是_346练习题八八.排列组合混合问题先选后排策略排列组合混合问题先选后排策略例例8.8.有有5 5个不同的小球个不同的小球,装入装入4 4个不同的盒内个不同的盒内,每盒至少装一个球每盒至少装一个球,共有多少不同的装共有多少不同的装 法法.解解:第一步从第一步从5 5个球中选出个球中选出2 2个组成复合元共个组成复合元共 有有_种方法种方法.再把再把5 5个元素个元素(包含一个复合包含一个复合 元素元素)装入装入4 4个不同的盒内有个不同的盒内有_种方法种方法.根据分步计数原理装球的方法共有根据分步计数原理装球的方法共有_解决排列组合混合问题解决排列组合混合问题,先选后排是最基本先选
17、后排是最基本的指导思想的指导思想.此法与此法与相邻元素捆绑策略相似吗?练习题一个班有一个班有6 6名战士名战士,其中正副班长各其中正副班长各1 1人人现从中选现从中选4 4人完成四种不同的任务人完成四种不同的任务,每人每人完成一种任务完成一种任务,且正副班长有且只有且正副班长有且只有1 1人人参加参加,则不同的选法有则不同的选法有_ _ 种种192192九九.小集团问题先整体局部策略小集团问题先整体局部策略例例9.9.用用1,2,3,4,51,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数组成没有重复数字的五位数 其中恰有两个偶数夹其中恰有两个偶数夹1,1,在两个奇数之在两个奇数之 间间,这样的五位数
18、有多少个?这样的五位数有多少个?解:把解:把,当作一个小集团与排队当作一个小集团与排队共有共有_种排法,再排小集团内部共有种排法,再排小集团内部共有_种排法,由分步计数原理共有种排法,由分步计数原理共有_种排法种排法.31524小集团小集团小集团排列问题中,先整体后局小集团排列问题中,先整体后局部,再结合其它策略进行处理。部,再结合其它策略进行处理。.计划展出计划展出10幅不同的画幅不同的画,其中其中1幅水彩画幅水彩画,幅油画幅油画,幅国画幅国画,排成一行陈列排成一行陈列,要求同一要求同一品种的必须连在一起,并且水彩画不在两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为端,那
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- 排列组合 问题 十七 常用 策略
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