排列组合问题解法
熊去氧胆酸片-富士康总裁语录
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排列组合问题的求解策略
杨昌叶
求解排列组合的综合问题,一般是先选
元素(组合),后排列,按元素的性质“分类”和
按事件发生连续性过程“分步”,在计数时注意不重复
,不遗漏。常见的解题策略有以下几种:
1. 特殊位置(或元素)优先安排
例1. 从6
人中选4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有
一人游览,每人只游览一个
城市,且这6人中,甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方
案共有( )
A.
300种
C. 144种
B. 240种
D. 96种
(05年福建卷)
1
解析:因为
甲、乙不去巴黎,故从其余4人选1人去巴黎有
C
4
种方法,再从剩余5人中
313
选3人去其余3市,有
A
5
种方法,所以共有方案
C
4
,故选(B)。
A
5
240
(种)
2.
合理分类与准确分步
例2. 从集合{O,P,Q,R,S}与{0,1,2,3,4,5,6,7,
8,9}中各任取2个元素排
成一排(字母和数字均不能重复),每排中字母P、Q和数字0至多只出现
一个的不同排法种
数是____________(用数字作答)。
(05年浙江卷) 解析:(1)每排中只有数字0的排法有
C
9
C
3
A
4
;
(2)每排中只有字母P或Q的排法都有
C
3
C
9A
4
;
(3)每排中无数字0,字母P、Q的排法有
C
3C
9
A
4
。
所以不同的排法种数共有:
12122
24
(C
9
C
3
2C
3
C
9
C
3
C
9
)A
4
8424
224
124
124
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3. 排列、组合混合问题先选元(组合)后排列
例3. 四个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,则恰有一个空盒的放法共
_
________________种(用数字作答)。
(全国高考)
2
解析:先
将4个球分成3组,每组至少1个(即必有一组为2个),分法有
C
4
种,然后
23
再将这3组球放入4个盒子中每盒最多装一组,则恰有一个空盒的放法种数为
C
4
A
4
144
(种)。
4. 正难则反、等价转化
例4. 在由数字0,1,2,3,4,5所组成的没有重复数字的四位数中,不能被5整除的
数共有_____________个。
(05年全国卷)
解析:用排除法解决。
13
(1)总的四位数有
C
5
A
5
;
3
(2)个位数字为0的四位数有
A
5
;
12
(3)个位数字为5的四位数有
C
4
A
4
。
所以符合条件的四位数个数共有:
1312
C
5
A
5A
5
3
C
4
A
4
3006048
192
另解:直接求有
44A
4
法(想一想,为什么?)
5. 相邻问题捆绑处理
例5. 四棱锥的8条棱代表8种不同的化工产品,有公
共顶点的两条棱代表的化工产品放
在同一仓库是危险的,没有公共顶点的两条棱代表的化工产品放在同一
仓库是安全的,现打
算用编号为①、②、③、④的4个仓库存放这8种化工产品,那么安全存放的不同放
法种数
为( )
2
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A. 96
C. 24
B. 48
D. 0
(05年江苏卷)
解析:在四棱锥
SABCD
中
(1)先把安全的产品捆绑在一起有2种方法
①
(SA,CD),(SB,AD),(SC,AB),(SD,BC)
;
②
(SA,BC),(SB,CD),(SC,AD),(SD,AB)
。
4
(2)四组产品放在4个编号不同的仓库里有
A
4
种,所以安全存放的方法
共有:
4
。
2A
4
22448
(种)
故选(B)。
6. 不相邻问题插空处理
例6. 用1,2,3,4,5,6,7,8组成没有重复数字的
八位数,要求1与2相邻,3与4
相邻,5与6相邻,而7与8不相邻,这样的八位数共有______
__________个(用数字作答)。
(05年辽宁卷)
解析:此题是捆绑法和插空法
的综合应用问题。把相邻的两个数捆成一捆,分成四个空,
223
然后再将7与8插进空中有<
br>A
4
种插法;而相邻的三捆都有
A
2
种排法,再它们之间又有
A
3
种
排序方法。
故这样的八位数共有:
22232<
br>A
2
A
2
A
2
A
3
A
4<
br>8612576
(个)
7. 定序问题排除处理
例7.
在7名运动员中选4名运动员组成接力队,参加
4100
接力赛,那么甲、乙两人
都
不跑中间两棒的安排方法共有多少种?
解析:先从7人中任选4人接力有
A
7
种方法,排除甲和乙跑中间棒的
2A
2
A
6
种方法,
41
3
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22
但甲、乙二人都跑中间的减了两次,故再加上二人都跑中间棒的
A
2
A
5
种方法,即
41322
A
7
2A
2
A6
A
2
A
5
400
(种)
22
另解:直接求有
A
5
A
5
法(想一想,为什么?)
8. 分排问题直接处理
例8. 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( )
A. 234
C. 350
B. 346
D. 363
(04年辽宁卷)
解析:在排列
问题中,站若干排与站一排一样,故一共可坐的位子有20个,2个人就座
2
方法数为
A
20
,还需排除两人左右相邻的情况,把可坐的20座位排成连续一行(一排末位B
12
与二排首位C相接),任两个座位看成一个整体,即相邻的坐法有
A
19
,但这其中包括B、
A
2
C相邻与E、F(前排中间3座的左E、右F)相邻,而这种
相邻在实际中是不相邻的,还应
2
再加上
2A
2
。
所以不同排法的种数为:
2122
A
20
A
19
A
2
2A
2
346
故选B。
9. 构造模型
例9. 6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种方法?
(1)一堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)一人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)平均分给甲、乙、丙三人;
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(5)平均分成三堆。
解析:本问题中的每一小题都提出了一种类型问题,要搞清类型的归属。
1
(1)属
非均匀分组问题,先在6本书中任取一本,作为一堆,有
C
6
种取法,再从余下
23
的5本书中任取2本作为一堆,有
C
5
种取法,最后余下的3本作为一
堆有
C
3
种取法,故共
有分法:
123
C
6C
5
C
3
60
(种)
(2)属非均匀定向分配问题
,与(1)同解,因每种分组方法仅对应一种分配方法,故
也共有分法60种。
3
(
3)属非均匀不定向分配问题,由(1)知分成三堆有60种,但每一种分组方法又有
A
33
种不同的分配方案,故共有分法
60A
3
。
360
(种)
22
(4)属均匀定向分配问题,3个人一个一个地来取书,甲取有
C
6
种,乙再去取有
C
4
种,
2
最后余下的归丙有
C
2
种,故共有
222
C
6
C
4
C2
90
(种)
(5)属均匀分组问题,把6本不同的书分成三堆,每堆2本与
把6本不同的书分给甲、
乙、丙三,每人2本的区别在于后者相当于把6本不同的书,平均分成三堆后再
把分得的三
堆书分给甲、乙、丙三个人,因此设把6本不同的书平均分成三堆的方法有x种,由(4)知
222
把6本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有
C
6
C
4
C
2
种。
所以
xA
3
C
6
C
4
C
2
则x=15(种)
10. 用“树型”图处理
例10. 设ABCDEF为正六边形,一只青蛙开始在顶点A处
,它每次可随意地跳到相邻两
个顶点之一,若在5次之内跳到D点,则停止跳动,若在5次之内不能到达
D点,则跳完5
次也停止跳动,那么这只青蛙从开始到停止,可能出现的不同跳法的种数是( )
A. 6 B. 8
3222
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C. 16 D. 26
(05年贵州)
解析:青蛙从A点开始,往相邻两个顶点B和F跳到D点的次数是相同的,又青蛙第一
次往B方向跳的跳
法可用“树型”图表示如下:
由图知有13种跳法,所以共有跳法2×13=26(种),
故选(D),此种方法是解决数量较
小排列问题的常用方法之一,优点是把抽象变为直观。