排列组合典型例题

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2020年12月12日 06:54
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民歌民谣-秦惠文后

2020年12月12日发(作者:许茹芸)


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典型例题一
例1 用0到9这10 个数字.可组成多少个没有重复数字的四位偶数?
解法1:当个位数上排“0”时,千位, 百位,十位上可以从余下的九个数字中任选3
个来排列,故有
A
9
个;
当个位上在“2、4、6、8”中任选一个来排,则千位上从余下的八个非零数字中任选一
112
个,百位,十位上再从余下的八个数字中任选两个来排,按乘法原理有
A
4< br>A
8
A
8
(个).
3
∴ 没有重复数字的四位偶数有
3112

A
9
A
4
A
8
A
8
50417922296
个.
典型例题二

例2 三个女生和五个男生排成一排
(1)如果女生必须全排在一起,可有多少种不同的排法?
(2)如果女生必须全分开,可有多少种不同的排法?
(3)如果两端都不能排女生,可有多少种不同的排法?
(4)如果两端不能都排女生,可有多少种不同的排法?
解:(1)(捆绑法)因为三个女生必须排在 一起,所以可以先把她们看成一个整体,这
样同五个男生合一起共有六个元素,然成一排有
A< br>6
种不同排法.对于其中的每一种排法,
363
三个女生之间又都有
A
3
对种不同的排法,因此共有
A
6
A
3
432 0
种不同的排法.
6
(2)(插空法)要保证女生全分开,可先把五个男生 排好,每两个相邻的男生之间留出
一个空档.这样共有4个空档,加上两边两个男生外侧的两个位置,共 有六个位置,再把三
个女生插入这六个位置中,只要保证每个位置至多插入一个女生,就能保证任意两个 女生都
不相邻.由于五个男生排成一排有
A
5
种不同排法,对于其中任意一种 排法,从上述六个位
353
置中选出三个来让三个女生插入都有
A
6
种方法,因此共有
A
5
A
6
14400
种不同的排法.
5
(3)解法1:(位置分析法)因为两端不能排女生,所以两端只能挑选5个男生中 的2
个,有
A
5
种不同的排法,对于其中的任意一种排法,其余六位都有A
6
种排法,所以共有
6
A
5
2
A
6
14400
种不同的排法.
26
(4)解法1:因为只要求两端不都排 女生,所以如果首位排了男生,则未位就不再受
171
条件限制了,这样可有
A
5
A
7
种不同的排法;如果首位排女生,有
A
3
种排法 ,这时末位就
只能排男生,有
A
5
种排法,首末两端任意排定一种情况后,其 余6位都有
A
6
种不同的排法,
11617116
这样可有
A
3
A
5
A
6
种不同排法.因此共有
A
5
A
7
A
3
A
5
A
6
36000
种不同的排法.
826
解法2:3个女生和5个男生排成一排有
A
8
种排法,从中扣去两端都是女生排法
A
3
A
616
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种,就能得到两端不都是女生的排法种数.
826
因此共有
A
8< br>A
3
A
6
36000
种不同的排法.
典型例题三

例3 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
5
种,歌唱节目之间以及两端共有6个位子,从中选4个放
454
入舞蹈节目 ,共有
A
6
中方法,所以任两个舞蹈节目不相邻排法有:
A
5
A
6
=43200.
5
(2)先排舞蹈节目有
A
4
中方法,在舞蹈节目之间以及两端共有5个空位,恰好供5
5
4
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:
A
4
A
5
=2 880种方法。
4
典型例题四


例4 某一天的课程表要排入政 治、语文、数学、物理、体育、美术共六节课,如果第
一节不排体育,最后一节不排数学,那么共有多少 种不同的排课程表的方法.
分析与解法1:6六门课总的排法是
A
6
,其中 不符合要求的可分
为:体育排在第一书有
A
5
种排法,如图中Ⅰ;数学排在最 后一节有
A
5
55
6
种排法,如图中Ⅱ;但这两种排法,都包括体育 排在第一书数学排在最后一节,如图中Ⅲ,
这种情况有
A
4
种排法,因此符合 条件的排法应是:
654

A
6
2A
5
A
4
504
(种).
4
典型例题五
例5 现有
3
辆公交车、每辆车上需配
1< br>位司机和
1
位售票员.问
3
位司机和
3
位售票员,< br>车辆、司机、售票员搭配方案一共有多少种?
分析:可以把
3
辆车看成排了顺 序的三个空:,然后把
3
名司机和
3
名售票员分
别填入.因此可认为 事件分两步完成,每一步都是一个排列问题.
3
解:分两步完成.第一步,把
3名司机安排到
3
辆车中,有
A
3
6
种安排方法;第二 步
3

3
名售票员安排到
3
辆车中,有
A
3
6
种安排方法.故搭配方案共有
33
A
3
A
3
36
种.
典型例题六

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例6 下是表是高考第一批录取的一份志愿表.如果有
4
所重点院校,每所院校有3

专业是你较为满意的选择.若表格填满且规定学校没有重复,同一学校的专业也没有重 复的
话,你将有多少种不同的填表方法?
学 校
1
2
3

1
1
1
专 业
2
2
2

解:填表过程可分两步.第一步,确定填报学校及其顺序,则在
4
所学校中 选出
3
所并
加排列,共有
A
4
种不同的排法;第二步,从每 所院校的
3
个专业中选出
2
个专业并确定其
222
顺序,其 中又包含三小步,因此总的排列数有
A
3
A
3
A
3种.综合以上两步,由分步计数
3222
原理得不同的填表方法有:
A
4
A
3
A
3
A
3
5184
种.
3
典型例题七

例5
7
名同学排队照相.
(1)若分成两排照,前排
3
人,后排
4
人,有多少种不同的排法?
(2)若排成两排照,前排
3
人,后排
4
人,但其中甲必须在前排, 乙必须在后排,有多
少种不同的排法?
(3)若排成一排照,甲、乙、丙三人必须相邻,有多少种不同的排法?
(4)若排成一排照 ,
7
人中有
4
名男生,
3
名女生,女生不能相邻,有多少种 不面的排
法?
347
解:(1)
A
7
A
4
A
7
5040
种. (2)第一步安排甲,有
A
3
种排法;第二步安排乙,有
A
4< br>种排法;第三步余下的
5
人排
5
在剩下的
5
个位置上 ,有
A
5
种排法,由分步计数原理得,符合要求的排法共有
115
A
3
A
4
A
5
1440
种.
11
(3)第一步,将甲、乙、丙视为一个元素,有其余
4
个元素排成一排,即看成
5
个元素
的全排列问题,有
A
5
种排法;第二步,甲、乙、 丙三人内部全排列,有
A
3
种排法.由分步
53
计数原理得,共有< br>A
5
A
3
720
种排法.
53
(4) 第一步,
4
名男生全排列,有
A
4
种排法;第二步,女生插空,即将
3
名女生插入
4
名男生之间的
5
个空位,这样可保证女生不 相邻,易知有
A
5
种插入方法.由分步计数原理
43
得,符合条件的 排法共有:
A
4
A
5
1440
种.
3
4
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典型例题八

例8 从
2、3、4、5、6
五个数字中每次取出三个不同的数字组成三位数,求所有 三位数
的和.
解:形如
2
2
的数共有
A
4
个,当这些数相加时,由“
2
”产生的和是
A
4
2
;形 如
2
2
的数也有
A
4
个,当这些数相加时,由“
2
”产生的和是
A
4
210
;形如
2
的数也有< br>A
4
2
个,当这些数相加时,由“
2
”产生的和应是
A
4
2100
.这样在所有三位数的和中,由“
2

产 生的和是
A
4
2111
.同理由
3、4、5、6
产生的 和分别是
A
4
3111

A
4
4111< br>,
2
22
111(23456)26640

A
4
5111

A
4
6111
,因此所 有三位数的和是
A
4
222
典型例题九

例9 计算下列各题:
m1nm
A
n1
A
nm
(1)
A
; (2)
A
; (3) ;
n1
A
n1
2
15
6
6
(4)
1!22!33!nn!
(5)
123n1


2!3!4!n!
26
解:(1)
A
15
1514210
;(2)
A
6
6!654321720
;
(3)原式
(n1)!1(n1)!1
(nm)!(nm)!1

[n1(m1)!](n1)!(nm)!(n1)!
(4)原式
(2 !1)(3!2!)(4!3!)[(n1)!n!](n1)!1

(5)∵
n111123n1

,∴
n!(n 1)!n!2!3!4!n!

111111111
1

1!2!2!3!3!4!(n1)!n!n!
本题计算中灵活地用到下列各式:
n!n(n1)!

nn!(n1)!n!




n111

;使问题解得简单、快捷.
n!(n1)!n!
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典型例题十


例10
a,b,c,d,e,f
六人排一 列纵队,限定
a
要排在
b
的前面(
a

b
可以相邻,
也可以不相邻),求共有几种排法.对这个题目,
A

B

C

D
四位同学各自给出了一
种算式:
A
的算式 是
1
6
1111144
A
2
A
3
A
4
A
5
)A
4

C
的算式是
A
6

A
6

B
的算式是
(A
1
2
D
的算式是
C
6
2
A
4
4
.上面四个算式是否正确,正确的加以解释,不正确的说明理由.
解:
A
中 很显然,“
a

b
前的六人纵队”的排队数目与“
b
a
前的六人纵队”排队
数目相等,而“六人纵队”的排法数目应是这二者数目之和.这表明 :
A
的算式正确.
B
中把六人排队这件事划分为
a
占位,
b
占位,其他四人占位这样三个阶段,然后用乘
法求出总数,注意到
a
占位的状况决定了
b
占位的方法数,第一阶段,当
a
占据第一个位置
时,
b
占位方法数是
A
5
;当
a
占据第2个位置 时,
b
占位的方法数是
A
4
;……;当
a
占据第5个位置时,
b
占位的方法数是
A
1
,当
a

b
占位后,再排其他四人,他们有
A
4
种排法,
可见B
的算式是正确的.
14
1
1
C

A
6
4
可理解为从6个位置中选4个位置让
c,d,e,f
占据,这时,剩下 的两个位置
依前后顺序应是
a,b
的.因此
C
的算式也正确. 这两个位置让
a,b
占据,显然,
a,b

D
中把6个 位置先圈定两个位置的方法数
C
6
2

据这两个圈定的位置的方法只 有一种(
a
要在
b
的前面),这时,再排其余四人,又有
A
4

排法,可见
D
的算式是对的.
说明:下一节组合学完后,可回过头来学习
D
的解法.
4
典型例题十一


例11 八个人分两排坐,每排四人,限定甲必须坐在前排,乙、丙必须坐在同一排,
共有多少种安排办法? < br>解法1:可分为“乙、丙坐在前排,甲坐在前排的八人坐法”和“乙、丙在后排,甲坐
在前排的八 人坐法”两类情况.应当使用加法原理,在每类情况下,划分“乙丙坐下”、“甲
坐下”;“其他五人坐 下”三个步骤,又要用到分步计数原理,这样可有如下算法:
215215
A
4A
2
A
5
A
4
A
4
A5
8640
(种).
解法2:采取“总方法数减去不命题意的所有方法数”的 算法.把“甲坐在第一排的八
人坐法数”看成“总方法数”,这个数目是
A
4
A
7
.在这种前提下,不合题意的方法是“甲
坐第一排,且乙、丙坐两排的八人坐法 .”这个数目是
A
4
C
2
A
3
A
4
A
5
.其中第一个因数
11115
17
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1
11
A
4
表示甲坐在第一 排的方法数,
C
2
表示从乙、丙中任选出一人的办法数,
A
3
表示把选出
的这个人安排在第一排的方法数,下一个
A
4
则表示乙、丙中沿 未安排的那个人坐在第二排
的方法数,
A
5
就是其他五人的坐法数,于是总的 方法数为
1711115
A
4
A
7
A
4C
2
A
3
A
4
A
5
864 0
(种).
5
1
说明:解法2可在学完组合后回过头来学习.
典型例题十二


例12 计划在某画廊展出10幅不同的画,其中1幅水彩 画、4幅油画、5幅国画,排成
一行陈列,要求同一品种的画必须连在一起,并且不彩画不放在两端,那 么不同陈列方式有
( ).
45345145245
A.
A
4
A
5
B.
A
3
A
4
A
5
C.
C
3
A
4
A
5
D.
A
2
A
4
A
5

解:将同一品种 的画“捆”在一起,注意到水彩画不放在两端,共有
A
2
种排列.但4
245
幅油画、5幅国画本身还有排列顺序要求.所以共有
A
2
A
4A
5
种陈列方式.
2
∴应选D.
说明:关于“若干个元素 相邻”的排列问题,一般使用“捆绑”法,也就是将相邻的若
干个元素“捆绑”在一起,看作一个大元素 ,与其他的元素进行全排列;然后,再“松绑”,
将被“捆绑”的若干元素,内部进行全排列.本例题就 是一个典型的用“捆绑”法来解答的
问题.

典型例题十三


例13 由数字
0,1,2,3,4,5
组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小 于十位数的
个数共有( ).
A.210 B.300 C.464 D.600
解法1:(直接法):分别用
1,2,3,4,5
作十万位的排列数,共有
5 A
5
种,所以其中
个位数字小于十位数字的这样的六位数有
5
1< br>5
5A
5
300
个.
2
65
解法2 :(间接法):取
0,1,,5
个数字排列有
A
6
,而
0
作为十万位的排列有
A
5
,所
以其中个位数字小于十位数字的这样的 六位数有
1
65
(A
6
A
5
)300
(个).
2
∴应选B.
说明:(1)直接法、间接法是解决有关排列应用题的两种 基本方法,何时使用直接法或
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间接法要视问 题而定,有的问题如果使用直接法解决比较困难或者比较麻烦,这时应考虑能
否用间接法来解.
(2)“个位数字小于十位数字”与“个位数字大于十位数字”具有对称性,这两类的六
位数个数一样 多,即各占全部六位数的一半,同类问题还有6个人排队照像时,甲必须站在
乙的左侧,共有多少种排法 .
典型例题十四


例14 用
1,2,3,4,5
,这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( ).
A.24个 B.30个 C.40个 D.60个
分析:本题是带有附加条件的排列 问题,可以有多种思考方法,可分类,可分步,可利
用概率,也可利用本题所提供的选择项分析判断.
解法1:分类计算.
将符合条件的偶数分为两类.一类是2作个位数,共有
A
4
个,另一类是4作个位数,
2
也有
A
4
个.因此符合条 件的偶数共有
A
4
A
4
24
个.
22
2
解法2:分步计算.
先排个位数字,有
A
2
种排法,再排十位和百位数字,有
A
4
种排法,根据分步计数原理,
三位偶 数应有
A
2
A
4
24
个.
解法3:按概率算.
3

15

5
个数字可以 组成没有重复数字的三位数共有
A
5
60
个,其中偶点其中的
12
12
2
2
.因此三位偶数共有
6024
个.
5
5
解法4:利用选择项判断.
3

15
这< br>5
个数字可以组成没有重复数字的三位数共有
A
5
60
个. 其中偶数少于奇
数,因此偶数的个数应少于
30
个,四个选择项所提供的答案中,只有
A
符合条件.
∴应选
A

典型例题十五

1238
例15 (1)计算
A
1
2A
2
3A
3
8A
8

(2)求
S
n
1! 2!3!n!
(
n10
)的个位数字.
分析:本题如果直接用 排列数公式计算,在运算上比较困难,现在我们可以从和式中项
的特点以及排列数公式的特点两方面考虑 .在(1)中,项可抽象为
nnnnn1n
nA
n
(n11)An
(n1)A
n
nA
n
A
n1
A
n
,(2)中,项为
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n! n(n1)(n2)321
,当
n5
时,乘积中出现5和2,积的个位 数为0,在加法运
算中可不考虑.
n
解:(1)由
nA
n
(n1)!n!

∴原式
2!1!3!2!9!8!9!1!362879

(2)当
n5
时,
n!n(n1)(n2)321
的 个位数为0,

S
n
1!2!3!n!
(
n 10
)的个位数字与
1!2!3!4!
的个位数字相
同.

1!2!3!4!33
,∴
S
n
的个位数字为3.
说明:对排列数公式特点的分析是我们解决此类问题的关键,比如:求证:
123n1
1
,我们首先可抓等式右边的
2!3!4!(n 1)!(n1)!
nn11n1111


(n1) !(n1)!(n1)!(n1)!n!(n1)!
∴左边
1
11111 1
1
右边.
2!2!3!n!(n1)!(n1)!
典型例题十六


例16 用
0、1、2、3、4、5
共六个数字,组成无重复数字的自然数,(1)可 以组成多少
个无重复数字的
3
位偶数?(2)可以组成多少个无重复数字且被
3
整除的三位数?
分析:
3
位偶数要求个位是偶数且首位数字不能是
0
,由于个位用或者不用数字
0
,对
确定首位数字有影响,所以需要就个位 数字用
0
或者用
2、
一个自然数能被
3

4
进行分类.
除的条件是所有数字之和是
3
的倍数,本题可以先确定用哪三个数字,然 后进行排列,但要
注意就用与不用数字
0
进行分类.
解:(1)就个位用< br>0
还是用
2、4
分成两类,个位用
0
,其它两位从
1 、2、3、4
中任取两
数排列,共有
A
4
12
(个),个 位用
2

4
,再确定首位,最后确定十位,共有
2
24 432
(个),所有
3
位偶数的总数为:
123244
(个) .
(2)从
0、1、2、3、4、5
中取出和为
3
的倍数的三个数 ,分别有下列取法:
(012)

(015)

(024)

(045)

(123)

(135)

(23 4)

(345)
,前四组中有
0

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后四组中没有
0
,用它们排成三位数,如果用 前
4
组,共有
42A
2
16
(个),如果用后
3
四组,共有
4A
3
24
(个),所有被
3
整除的三位数的总数为
162440
(个).
2
典型例题十七


例17 一条长椅上有
7
个座位,
4
人坐,要求
3
个空位中,有
2
个空位相邻,另一个空
位与
2
个相邻空位 不相邻,共有几种坐法?
分析:对于空位,我们可以当成特殊元素对待,设空座梯形依次编号为
1、2、3、4、5、6、7
.先选定两个空位,可以在
1、2
号位,也可以在2、3
号位…共有六种
可能,再安排另一空位,此时需看到,如果空位在
1、2< br>号,则另一空位可以在
4、5、6、7

位,有
4
种可能,相 邻空位在
6、7
号位,亦如此.如果相邻空位在
2、3
号位,另一空位可以在
5、6、7
号位,只有
3
种可能,相邻空位在
3、4
号,
4、5
号,
5、6
号亦如此,所以必
须就两相邻空位的位置进 行分类.本题的另一考虑是,对于两相邻空位可以用合并法看成一
个元素与另一空位插入已坐人的
4
个座位之间,用插空法处理它们的不相邻.
解答一:就两相邻空位的位置分类:
若两相邻空位在
1、2

6、7
,共有
24A
4192
(种)坐法.
若两相邻空位在
2、3

3、4

4、5

5、6
,共有
43A
4
288
(种)不同坐法,所
以所有坐法总数为
192288480
(种). < br>解答二:先排好
4
个人,然后把两空位与另一空位插入坐好的
4
人之间 ,共有
4
A
4
A
5
2
480
(种)不 同坐法.
4
4
解答三:本题还可采用间接法,逆向考虑在所有坐法中去掉
3
个空位全不相邻或全部相
邻的情况,
4
个人任意坐到
7
个座 位上,共有
A
7
种坐法,三个空位全相邻可以用合并法,
直接将三个空位看成 一个元素与其它座位一起排列,共有
A
5
种不同方法.三个空位全不相
邻仍用 插空法,但三个空位不须排列,直接插入
4
个人的
5
个间隔中,有
A
4
10
种不同方
454
法,所以,所有满足条件的不同坐法种数为
A
7
A
5
10A
4
480
(种).
5
4
4


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