排列组合基础知识及解题技巧
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排列组合基础知识及习题分析
在介绍排列组合方法之前
我们先来了解一下基本的运算公式!
3
2
=(5×4×3)(3×2×1)
C
=(6×5)(2×1)
C
5
6
通过这2个例子
看出
C
n
以取值N的阶层作
m
公式
是种子数M开始与自身连续的N个自然数的降序乘积做为分子。
为分母
P
5
3
=5×4×3
P
6
6
=6×5×4×3×2×1
通过这2个例子
n
=从M开始与自身连续N个自然数的降序乘积 当N=M时 即M的阶层
P
m
排列、组合的本质是研究“从n个不同的元素中,任取m
(m≤n)个元素,有序和无序摆放的各
种可能性”.区别排列与组合的标志是“有序”与“无序”.
解答排列、组合问题的思维模式有二:
其一是看问题是有序的还是无序的?有序用“排列”,无序用“组合”;
其二是看问题需要分类还是需要分步?分类用“加法”,分步用“乘法”.
分
类:“做一件事,完成它可以有n类方法”,这是对完成这件事的所有办法的一个分类.分类
时,首先要
根据问题的特点确定一个适合于它的分类标准,然后在这个 标准下进行分类;其次,
分类时要注意满足
两条基本原则:①完成这件事的任何一种方法必须属于某一类;②分别属于不
同两类的两种方法是不同的
方法.
分步:“做一件事,完成它需要分成n个步骤”,这是说完成这件事的任何一种方
法,都要分成
n个步骤.分步时,首先要根据问题的特点,确定一个可行的分步标准;其次,步骤的设置
要满
足完成这件事必须并且只需连续完成这n个步骤后,这件事才算最终完成.
两 个原理的区别在于一个和分类有关,一个与分步有关.如果完成一件事有n类办法,这n类办
法彼此之间是相互独立的,无论那一类办法中的那一种方法都能单独完 成这件事,求完成这件
事的方
法种数,就用加法原理;如果完成一件事需要分成n个步骤,缺一不可,即需要依次完成
所有的步骤,才
能完成这件事,而完成每一个 步骤各有若干种不同的方法,求完成这件事的方
法种类就用乘法原理.
在解决排列与组合的应用题时应注意以下几点:
1.有限制条件的排列问题常见命题形式:
“在”与“不在”
“邻”与“不邻”
在解决问题时要掌握基本的解题思想和方法:
⑴“相邻”问
题在解题时常用“合并元素法”,可把两个以上的元素当做一个元素来看,这是处
理相邻最常用的方法.
1
⑵“不邻”问题在解题时最常用的是“插空排列法”.
⑶“在”与“不在”问题,常常涉及特殊元素或特殊位置,通常是先排列特殊元素或特殊位置. ⑷元素有顺序限制的排列,可以先不考虑顺序限制,等排列完毕后,利用规定顺序的实情求出结
果.
2.有限制条件的组合问题,常见的命题形式:
“含”与“不含”
“至少”与“至多”
在解题时常用的方法有“直接法”或“间接法”.
3.
在处理排列、组合综合题时,通过分析条件按元素的性质分类,做到不重、不漏,按事件的
发生过程分步
,正确地交替使用两个原理,这是解决排列、组合问题的最基本的,也是最重要的
思想方法.
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提供10道习题供大家练习
1、三边长均为整数,且最大边长为11的三角形的个数为( C )
(A)25个
(B)26个 (C)36个 (D)37个
------------------------
------------------------------
【解析】
根据三角形边的原理 两边之和大于第三边,两边之差小于第三边
可见最大的边是11
则两外两边之和不能超过22 因为当三边都为11时 是两边之和最大的时候
因此我们以一条边的长度开始分析
如果为11,则另外一个边的长度是11,10,9,8,7,6,。。。。。。1
如果为10 则另外一个边的长度是10,9,8。。。。。。2,
(不能为1
否则两者之和会小于11,不能为11,因为第一种情况包含了11,10的组合)
如果为9
则另外一个边的长度是 9,8,7,。。。。。。。3
(理由同上 ,可见规律出现)
规律出现 总数是11+9+7+。。。。1=(1+11)×6÷2=36
2、
(1)将4封信投入3个邮筒,有多少种不同的投法?
----------------
--------------------------------------------
【解析】 每封信都有3个选择。信与信之间是分步关系。比如说我先放第1封信,有3种可能
性。接着再放第2封,也有3种可能性,直到第4封, 所以分步属于乘法原则
即3×3×3×3
=3^4
(2)3位旅客,到4个旅馆住宿,有多少种不同的住宿方法?
------------
-------------------------------------------------
【解析】跟上述情况类似 对于每个旅客我们都有4种选择。彼此之间选择没有关系 不够成分类
关系。属于分步关系。如:我们先安排第一个旅客是4种,再安排第2个旅客是4种选择。知道
最后一
个旅客也是4种可能。根据分步原则属于乘法关系 即 4×4×4=4^3
(3)8本不同的书,任选3本分给3个同学,每人一本,有多少种不同的分法?
----
--------------------------------------------------
-------
【解析】分步来做
第一步:我们先选出3本书 即多少种可能性
C8取3=56种
2
第二步:分配给3个同学。
P33=6种
这 里稍微介绍一下为什么是P33 ,我们来看第一个同学可以有3种书选择,选择
完成后,第2
个同学就只剩下2种选择的情况,最后一个同学没有选择。即3×2×1
这是分步选择符合乘法
原则。最常见的例子就是 1,2,3,4四个数字可以组成多少4位数?
也是满足这样的分步原
则。 用P来计算是因为每个步骤之间有约束作用
即下一步的选择受到上一步的压缩。
所以该题结果是56×6=336
3、
七个同学排成一横排照相.
(1)某甲不站在排头也不能在排尾的不同排法有多少种?
(3600)
---------------------------------------------
【解析】
这个题目我们分2步完成
第一步: 先给甲排
应该排在中间的5个位置中的一个 即C5取1=5
第二步: 剩下的6个人即满足P原则
P66=720
所以 总数是720×5=3600
(2)某乙只能在排头或排尾的不同排法有多少种? (1440)
----------
---------------------------------------
【解析】
第一步:确定乙在哪个位置 排头排尾选其一 C2取1=2
第二步:剩下的6个人满足P原则 P66=720
则总数是
720×2=1440
(3)甲不在排头或排尾,同时乙不在中间的不同排法有多少种?
(3120)
--------------------------------------
-------------
【解析】特殊情况先安排特殊
第一种情况:甲不在排头排尾
并且不在中间的情况
去除3个位置 剩下4个位置供甲选择 C4取1=4, 剩下6个位置
先安中间位置 即除了甲乙2
人,其他5人都可以 即以5开始,剩下的5个位置满足P原则
即5×P55=5×120=600 总数
是4×600=2400
第2种情况:甲不在排头排尾, 甲排在中间位置 则
剩下的6个位置满足P66=720
因为是分类讨论。所以最后的结果是两种情况之和 即
2400+720=3120
(4)甲、乙必须相邻的排法有多少种? (1440)
----------------------------------------------
-
【解析】相邻用捆绑原则 2人变一人,7个位置变成6个位置,即分步讨论
第1:
选位置 C6取1=6
第2: 选出来的2个位置对甲乙在排 即P22=2
则安排甲乙符合情况的种数是2×6=12
剩下的5个人即满足P55的规律=120
则 最后结果是 120×12=1440
(5)甲必须在乙的左边(不一定相邻)的不同排法有多少种?(2520)
------
-------------------------------------------------
【解析】
这个题目非常好,无论怎么安排甲出现在乙的左边
和出现在乙的右边的概率是一样的。 所以我
们不考虑左右问题 则总数是P77=5040
,根据左右概率相等的原则 则排在左边的情况种数是
5040÷2=2520
3
4、用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的数.
(1)能组成多少个四位数? (300)
---------------------
-----------------------------------
【解析】 四位数
从高位开始到低位 高位特殊 不能排0。 则只有5种可能性
接下来3个位置满足P53原则=5×4×3=60 即总数是 60×5=300
(2)能组成多少个自然数? (1631)
--------------------
-------------------------------------
【解析】自然数是从个位数开始所有情况
分情况
1位数: C6取1=6
2位数: C5取2×P22+C5取1×P11=25
3位数:
C5取3×P33+C5取2×P22×2=100
4位数:
C5取4×P44+C5取3×P33×3=300
5位数:
C5取5×P55+C5取4×P44×4=600
6位数: 5×P55=5×120=600
总数是1631
这里解释一下计算方式 比如说2位数:
C5取2×P22+C5取1×P11=25
先从不是0的5个数字中取2个排列
即C5取2×P22 还有一种情况是从不是0的5个数字中选
一个和0搭配成2位数
即C5取1×P11 因为0不能作为最高位 所以最高位只有1种可能
(3)能组成多少个六位奇数? (288)
--------------------
-------------------------------
【解析】高位不能为0
个位为奇数1,3,5 则 先考虑低位,再考虑高位 即 3×4×P44=12×24
=288
(4)能组成多少个能被25整除的四位数? (21)
----------
------------------------------------------
【解析】 能被25整除的4位数有2种可能
后2位是25: 3×3=9
后2位是50: P42=4×3=12 共计9+12=21
(5)能组成多少个比201345大的数? (479)
--------------
----------------------------------
【解析】
从数字201345 这个6位数看 是最高位为2的最小6位数 所以我们看最高位大
于
等于2的6位数是多少?
4×P55=4×120=480 去掉 201345这个数
即比201345大的有480-1=479
(6)求所有组成三位数的总和. (32640)
---------------------------------------------
【解析】每个位置都来分析一下
百位上的和:M1=100×P52(5+4+3+2+1)
十位上的和:M2=4×4×10(5+4+3+2+1)
个位上的和:M3=4×4(5+4+3+2+1)
总和
M=M1+M2+M3=32640
4
5、生产某种产品100件,其中有2件是次品,现在抽取5件进行检查.
(1)“其中恰有两件次品”的抽法有多少种? (152096)
【解析】
也就是说被抽查的5件中有3件合格的 ,即是从98件合格的取出来的
所以
即C2取2×C98取3=152096
(2)“其中恰有一件次品”的抽法有多少种?
(7224560)
【解析】同上述分析,先从2件次品中挑1个次品,再从98件合格的产品中挑4个
C2取1×C98取4=7224560
(3)“其中没有次品”的抽法有多少种? (67910864)
【解析】则即在98个合格的中抽取5个 C98取5=67910864
(4)“其中至少有一件次品”的抽法有多少种? (7376656)
【解析】全部排列
然后去掉没有次品的排列情况 就是至少有1种的
C100取5-C98取5=7376656
(5)“其中至多有一件次品”的抽法有多少种? (75135424)
【解析】所有的排列情况中去掉有2件次品的情况即是至多一件次品情况的
C100取5-C98取3=75135424
6、从4台甲型和5台乙型电视
机中任意取出3台,其中至少要有甲型和乙型电视机各1台,则
不同的取法共有( )
(A)140种 (B)84种 (C)70种 (D)35种
------------
--------------------------------------------
【解析】根据条件我们可以分2种情况
第一种情况:2台甲+1台乙 即
C4取2×C5取1=6×5=30
第二种情况:1台甲+2台乙 即
C4取1×C5取2=4×10=40 所以总数是 30+40=70种
7、在50件产品中有4件是次品,从中任抽5件,至少有3件是次品的抽法有__种.
-
--------------------------------------------------
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【解析】至少有3件 则说明是3件或4件
3件:C4取3×C46取2=4140 4件:C4取4×C46取1=46
共计是 4140+46=4186
8、有甲、乙、丙三项任务, 甲需2人承担,
乙、丙各需1人承担.从10人中选派4人承担这三
项任务, 不同的选法共有( C )
(A)1260种 (B)2025种 (C)2520种 (D)5040种
---------------------------
【解析】分步完成
第一步:先从10人中挑选4人的方法有:C10取4=210
第二步:分配给甲乙并的工作是C4取2×C2取1×C1取1=6×2×1=12种情况
则根据分步原则 乘法关系 210×12=2520
5
9、12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人
,则不同的分配方案共
有_____种
C(4,12)C(4,8)C(4,4)
------------------------
【解析】每个路口都按次序考虑
第一个路口是C12取4
第二个路口是C8取4
第三个路口是C4取4
则结果是C12取4×C8取4×C4取4
可能到了这里有人会说
三条不同的路不是需要P33吗 其实不是这样的
在我们从12人中任意抽
取人数的时候,其实将这些分类情况已经包含了对不同路的情况的包含。
如果再×P33 则是重
复考虑了
如果这里不考虑路口的不同 即都是相同路口
则情况又不一样 因为我们在分配人数的时候考虑
了路口的不同。所以最后要去除这种可能情况
所以在上述结果的情况下要÷P33
10、在一张节目表中原有8个节目,若保持原有节
目的相对顺序不变,再增加三个节目,求共有
多少种安排方法? 990
------------------------
【解析】
这是排列组合的一种方法 叫做2次插空法
直接解答较为麻烦,故可先用一个节目去插9个
空位,有P(9,1)种方法;再用另一个节目去插
10个空位,有P(10,1)种方法;用最后一个
节目去插11个空位,有P(11,1)方法,由乘法原理
得:所有不同的添加方法为P(9,1)×P
(10,1)×P(11,1)=990种。
另解:先在11个位置中排上新添的三个节
目有P(11,3)种,再在余下的8个位置补上原有的8
个节目,只有一解,所以所有方法有P311
×1=990种。
解决排列组合问题的策略
1、逆向思维法:我们
知道排列组合都是对一个元素集合进行筛选排序。我们可以把这个
集合看成数学上的单位1,那么1=a
+b 就是我们构建逆向思维的数学模型了,
当a
不利于我们运算求解的时候,我们不妨从b的角度出发思考,这样同样可以求出a=1-b。
例题:7个人排座,甲坐在乙的左边(不一定相邻)的情况有多少种?
例题:一个正方体有8个顶点
我们任意选出4个,有多少种情况是这4个点可以构成四
面体的。
例题:用0,2,3,4,5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
2、解含有特殊元素、特殊位置的题——采用特殊优先安排的策略:
(1)无关型:两个特殊位置上分别可取的元素所组成的集合的交是空集
例题:用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被10整除且数字不同的六位数?
(2)包含型:两个特殊位置上分别可取的元素所组成集合具有包合关系
例题:用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被5整除且数字不同的六位奇数?
6
P55×-P44=120-24=96
用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被25整除且数字不同的六位数?
25,75 (3×3×2×1)×2+P44=36+24=60
(3)影响型:两个特殊位置上可取的元素既有相同的,又有不同的。
例题:用1,2,3,
4,5这五个数字,可以组成比20000大并且百位数字不是3的没有重复数字
的五位数有多少个?
3、解含有约束条件的排列组合问题一――采用合理分类与准确分步的策略
例题:平面上4条平行直线与另外5条平行直线互相垂直,则它们构成的矩形共有________个。
简析:按构成矩形的过程可分为如下两步:第一步.先在4条平行线中任取两条,有C4取2种
取法;第二步再在5条平行线中任取两条,有C5取2种取法。这样取出的四条直线构成一个矩
形,据乘
法原理,构成的矩形共有6×10=60个
4、解排列组台混合问题——采用先选后排策略
对于排列与组合的混合问题,可采取先选出元素,后进行排列的策略。
例:4个不同小球放入编号为1、2、3、4的四个盒子,则恰有一个空盒的放法有___种。144
5、插板法
插板法的条件构成: 1元素相同,2分组不同,3必须至少分得1个
插板法的类型:
(1)、10块奶糖分给4个小朋友,每个小朋友至少1块,则有多少种分法?(典型插板法
点评
略)
(2)、10块奶糖分给4个小朋友有多少种方法?(凑数插板法:
这个题目对照插板法的3个条
件我们发现 至少满足1个这个条件没有,
所以我们必须使其满足,最好的方法 就是用14块
奶糖来分,至少每人1块
,当每个人都分得1块之后,剩下的10块就可以随便分了,就回归
到了原题)
(
3)、10块奶糖放到编号为1,2,3的3个盒子里,每个盒子的糖数量不少于其编号数,则有
几种方
法?(定制插板法: 已然是最后一个条件不满足,我们该怎么处理呢,应该学会先去安
排
使得每个盒子都差1个,这样就保证每个盒子必须分得1个,从这个思路出发,跟第二个例
题是姊妹题
思路是一样的 对照条件 想办法使其和条件吻合!)
(4)、8块奶糖和另外3个不同品
牌的水果糖要放到编号为1~11的盒子里面,每个盒子至少放
1个,有多少种方法?(多次插空法
这里不多讲,见我排列组合基础讲义)
6、递归法(枚举法)
公考也有这样的类型, 排错信封问题,还有一些邮票问题
归纳法:
例如:5封信一一对应5个信封,其中有3个封信装错信封的情况有多少种?
枚举法:
例如:10张相同的邮票
分别装到4个相同的信封里面,每个信封至少1张邮票,有多少种方法?
枚举:
7
1,1,1,7
1,1,2,6
1,1,3,5
1,1,4,4
1,2,2,5
1,2,3,4
1,3,3,3
2,2,2,4
2,2,3,3 9种方法!
疑难问题
1、如何验证重复问题
2、关于位置与元素的相同问题,
例如: 6个人平均分配给3个不同的班级,跟 6个学生平分成3组的区别
3、关于排列组合里面,充分运用对称原理。
例题: 1,2,3,4,5
五个数字可以组成多少个十位数小于个位数的四位数?
例题:7个人排成一排,其中甲在乙右边(可以不相邻)的情况有多少种?
注解:分析2种对立情况的概率,即可很容易求解。 当对立情况的概率相等,即对称原理。
4、环形排列和线性排列问题。(见我的基础排列组合讲义二习题讲解)
例如:3个女生和4个男生围坐在一个圆桌旁。 问有多少种方法?
例如:3对夫妇围坐在圆桌旁,男女间隔的坐法有多少种?
注解:排列组合中,特殊的地方在
于,第一个坐下来的人是作为参照物,所以不纳入排列的范畴,
我们知道,环形排列中
每个位置都是相对的位置,没有绝对位置,所以需要有一个人坐下来作
为参照位置。
5、几何问题:见下面部分的内容。
例析立体几何中的排列组合问题
在数学中,排列、组合无论从内容上还是从思想方法上,都体现了实际应用的观点。
1 点
1.1 共面的点
例题: 四面体的一个顶点为A,从其它顶点与棱的中点中取3个点,使
它们和点A在同一平面
上,不同的取法有( )
A.30种 B.33种
C.36种 D.39种
答案:B
点评:此题主要考查组合的知识和空间相像能力
;属难度中等的选择题,失误的主要原因是没有
把每条棱上的3点与它对棱上的中点共面的情况计算在内
。
1.2 不共面的点
例2:
四面体的顶点和各棱中点共10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有( )
A.150种 B.147种 C.144种 D.141种
解析:从10 个点中任取4个点有C(10,4)=210 种取法,其中4点共面的情况有三类:第
一
类,取出的4个点位于四面体的同一个面内,有C(6,2)=15种;第二类,取任一条棱上的3<
br>
8
个点及对棱的中点,这4点共面有6种;第三类,由中位线构成的
平行四边形,它的4个顶点共
面,有3种。
以上三类情况不合要求应减掉,所以不同取法共有210-4×15-6-3=141 种。
答案:D。
点评:此题难度很大,对空间想像能力要求高,很好的考察了立体几何中点共面的
几种情况;排
列、组合中正难则反易的解题技巧及分类讨论的数学思想。
几何型排列组合问题的求解策略
有关几何型组合题经常出现在各类试题中,它的求解不仅要具
备排列组合的有关知识,而且还要
掌握相关的几何知识.这类题目新颖、灵活、能力要求高,因此要求掌
握四种常用求解策略.
一 分步求解
例1
圆周上有2n个等分点(n>1),以其中三个点为顶点的直角三角形的个数为______.
解:本
题所求的三角形,即为圆的内接直角三角形,由平面几何知识,应分两步进行:先从2n
个点中构成直径
(即斜边)共有n种取法;再从余下的(2n-2)个点中取一点作为直角顶点,有
(2n-2)种不同
取法.故总共有n(2n-2)=2n(n-1)个直角三角形.故填2n(n-1).
例2: 从集合{0、1、2、3、5、7、11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax+By+C=
0中的A、
B、C,所得的经过坐标原点原直线共有____条(结果用数值来表示).
解:因为直线过原点,所以C=0. 从1、2、3、5、7、11这6个数中任取2个作为A、B,
两
数的顺序不同,表示的直线也不同,所以直线的条数为 P(6,2)=30.
二 分类求解
例3
四边体的一个顶点为A,从其它顶点与各棱的中点中取3点,使它们和A在同一平面上,
不同取法有(
)
(A)30种 (B)33种 (C)36种 (D)39种
解:符合条件的取法可分三类:① 4个点(含A)在同一侧面上,有3 =30种;②4个点(含A)
在侧棱与对棱中点的截面上,有3种;由加法原理知不同取法有33种,故选B.
三
排除法求解
例4 从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( )
(A) 8种 (B) 12种 (C) 16种 (D) 20种
解:由六个任取3个面共有 C(6,3)=20种,排除掉3个面都相邻的种数,即8个角上3个平面相邻的特殊情形共8种,故符合条件共有 20-8=12种,故选(B).
例5
正六边形的中心和顶点共7个点,以其中3个点为顶点的三角形共有( )个?
解:从7个点中任取3个点,共有C(7,3)=35
个,排除掉不能构成三角形的情形.3点在同
一直线上有3个,故符合条件的三角形共有
35-3=32个.
四 转化法求解
例6
空间六个点,它们任何三点不共线,任何四点不共面,则过每两点的直线中有多少对异面
直线?
解:考虑到每一个三棱锥对应着3 对异面直线,问题就转化为能构成多少个三棱锥.
由于这六
个点可构成C(6,4)=15 个三棱锥,故共有3×15 =45对异面直线.
例7
一个圆的圆周上有10个点,每两个点连接一条弦,求这些弦在圆内的交点个数最多有几
个?
解:考虑到每个凸四边形的两条对角线对应一个交点,则问题可转化为构成凸四边形的个数.显
然可构
成 C(10,4)=210个圆内接四边形,故10个点连成的点最多能在圆中交点210个.
9
6、染色问题:
不涉及环形染色
可以采用特殊区域优先处理的方法来分步解决。
环形染色可采用如下公式解决:
An=(a-1)^n+(a-1)×(-1)^n n表示被划分的个数,a表示颜色种类
原则:被染色部分编号,并按编号顺序进行染色,根据情况分类
在所有被染色的区域,区分特殊和一般,特殊区域优先处理
例题1:将3种作物种
植在如图4所示的5块试验田里,每块种植一种作物,且相邻的试验田不
能种同一种作物。则有多少种种
植方法?
图1
例题2:用5种不同颜色为图中ABCDE五个部分染色,相邻部
分不能同色,但同一种颜色可以反
复使用,也可以不使用,则符合要求的不同染色方法有多少种?
图2
例题3:将一个四棱锥的五个顶点染色,使同一条棱的2个端点不同色,且只由五个颜色
可以使
用,有多少种染色方法?
图3
例题4:一个地区分为如图4所示
的五个行政区域,现在有4种颜色可供选择,给地图着色,要
求相邻区域不同色,那么则有多少种染色方
法?
图4
例题5:某城市中心广场建造了一个花圃,分6个部分(如图5) 现
在要栽种4种不同的颜色的
花,每部分栽种一种且相邻部分不能种同样颜色的花,则有多少种不同栽种方
式?
图5:
1. 排列组合题(系列之二)
10
一) 1, 2, 3,
4作成数字不同的三位数,试求其总和?但数字不重复。
[解析]
组成3位数
我们以其中一个位置(百位,十位,个位)为研究对象就会发现 当某个位置固定
比如
是1,那么其他的2个位置上有多少种组合? 这个大家都知道 是剩下的3个数字的全排列
P32
我们研究的位置上每个数字都会出现P32次
所以每个位置上的数字之和就可以求出来了
个位是:P32*(1+2+3+4)=60
十位是:P32*(1+2+3+4)*10=600
百位是:P32*(1+2+3+4)*100=6000
所以总和是6660
(二) 将“PROBABILITY
”11个字母排成一列,排列数有______种,若保持P, R,
O次序,
则排列数有______种。
[解析]
这个题目就是直线全排列出现相同元素的问题:在我的另外一个帖子里面有介绍:http:
(1)我们首先把相同元素找出来,B有2个, I 有2个
我们先看作都是不同的11个元素全排列
这样就简单的多是P11,11
然后把相同的元素能够形成的排列剔除即可 P11(P2,2*P2,2)=997
9200。
(2)第2个小问题 因要保持PRO的顺序,就将PRO视为相同元素(跟B,I类似的性质),则其
排
列数有11!(2!×2!×3!)= 166320种。
(三)
李先生与其太太有一天邀请邻家四对夫妇共10人围坐一圆桌聊天,试求下列各情形之
排列数:
(1)男女间隔而坐。
(2)主人夫妇相对而坐。
(3)每对夫妇相对而坐。
(4)男女间隔且夫妇相邻。
(5)夫妇相邻。
11
(6)男的坐在一起,女的坐在一起。
[解析]
(1)
这个问题也在http:介绍过
先简单介绍一下环形排列的特征,环形排列相对于直线排列缺少的就
是参照物.第一个坐下来的
人是没有参照物的,所以无论做哪个位置都是一样的.
所以从这里我们就可以看出 环形排列的
特征是 第一个人是做参照物,不参与排列.
下面就来解答6个小问题:
(1)先让5个男的或5个女的先坐下来 全排列应该是
P44, 空出来的位置他们的妻子(丈夫),
妻子(丈夫)的全排列这个时候有了参照物所以排列是P55 答案就是 P44*P55=2880种
(2)先让主人夫妇找一组相对座位入座 其排列就是P11(记住不是P22
),这个时候其他8个人再
入座,就是P88,所以此题答案是 P88
(3)
每对夫妇相对而坐,就是捆绑的问题.5组相对位置有一组位置是作为参照位置给第一个入座
的夫妇的,
剩下的4组位置就是P44, 考虑到剩下来的4组位置夫妇可以互换位置即 P44*2^4=38
4
(4)夫妇相邻,且间隔而坐. 我们先将每对夫妇捆绑 那么就是5个元素做环形全排列
即P44 这
里在从性别上区分 男女看作2个元素 可以互换位置
即答案是P44*2=48种(值得注意的是,这里
不是*2^4
因为要互换位置,必须5对夫妇都得换 要不然就不能保持男女间隔)
(5) 夫妇相邻
这个问题显然比第4个问题简单多了,即看作捆绑 答案就是P44
但是这里却是每
对夫妇呼唤位置都可以算一种方法的. 即 最后答案是P44*2^5
(6)先从大方向上确定男女分开座,那么我们可以通过性别确定为2个元素做环形全排列.即P1,1
, 剩下的5个男生和5个女生单独做直线全排列 所以答案是P1,1 *P55*P55
(四)在一张节目表中原有8个节目,若保持原有节目的相对顺序不变,再增加三个节目,求
共
有多少种安排方法?
12
[解析]
这个题目相信大家都见过 就是我们这次2008年国家公务员考试的一道题目:
这是排列组合的一种方法 叫做2次插空法或多次插空法
直接解答较为麻烦,我们知道8个
节目相对位置不动,前后共计9个间隔,故可先用一个节目去插
9个空位,有C9取1种方法;这样9个
节目就变成了10个间隔,再用另一个节目去插10个空位,
有C10取1种方法;同理用最后一个节目
去插10个节目形成的11个间隔中的一个,有C11取1
方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法为
9*10*11=990种。
方法2: 我们先安排11个位置,把8个节目按照相对顺
序放进去,在放另外3个节目,11个位置选
3个出来进行全排列
那就是P11,3=11*10*9=990
(五)
0,1,2,3,4,5五个数字能组成多少个被25整除的四位数?
[解析]
这里考察了一个常识性的问题 即 什么样数才能被25整除
即这个数的后2位必须是2
5或者50,或者75或者00 方可.
后两位是25的情况有:千位只有3个数字可选(0不能) 百位也是3个可选 即3*3=9种
后两位是50的情况有:剩下的4个数字进行选2位排列 P4,2=12种
75不可能,因为数字中没有7
00也不可能,因为数字不能重复
共计
9+12=21种
2. “插板法”的条件模式隐藏运用分析
在说这2
道关于“插板法”的排列组合题目之前,我们需要弄懂一个问题:
插板法排列组合是需要什么条件下才可以使用?这个问题清楚了,我们在以后的答题中
就可以
尽量的变化题目使其满足这个条件。
这个条件就是: 分组或者分班等等
至少分得一个元素。 注意条件是 至少分得1个元素!
好我们先来看题目,
例题1:某
学校四、五、六三个年级组织了一场文艺演出,共演出18个节目,如果每个年级至
少演出4个节目,那
么这三个年级演出节目数的所有不同情况共有几种?
13
【解析】
这个题目是Q友出的题目,题目中是不考虑节目的不同性
你可以视为18个相同的节目 不区分!
发现3个年级都是需要至少4个节目以上!
跟插板法的条件有出入, 插板法的条件是至少1
个,这个时候对比一下,我们就有了这样的思路
,为什么我们不把18个节目中分别给这3个年
级各分配3个节目。
这样这3个班级就都少1个,从而满足至少1个的情况了
3×3=9
还剩下18-9=9个
剩下的9个节目就可以按照插板法来解答。
9个节目排成一排共计8个间隔。分别选取其中任
意2个间隔就可以分成3份(班级)!
C8取2=28
练习题目:
有10个相同的小球。
分别放到编号为1,2,3的盒子里
要使得每个盒子的小球个数不小于其
编号数。那么有多少种放法?
【解析】
还是同样的原理。 每个盒子至少的要求和插板法有出入
那么我们第一步就是想办法满足插板法
的要求。
编号1的盒子是满足的 至少需要1个,
编号2至少需要2个,那么我们先给它1个, 这样就差1个
编号3至少需要3个,那么我们先给它2个, 这样就差1个
现在三个盒子都满足插板法的要求了 我们看还剩下几个小球 ?
10-1-2=7
7个小球6个间隔 再按照插板法来做 C6,2=15种!
3.
【纠错】两个相同的正方体的六个面上分别标有数字的排列组合问题
有两个相同的正方体,每个正方体
的六个面上分别标有数字1、2、3、4、5、6。将两个正方体
放到桌面上,向上的一面数字之和为偶
数的有多少种情形?( )
A.9 B.12 C.18 D.24
--------------------------
很多教材给出的答案是18
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这里我更正以下:
请大家注意红色字体 “相同”
如果一个显示3,一个显示1, 交换以下 是 1,3 是否是2种呢?
显然不是 是1种 这是这个题目存在的陷阱
------------------
方法一:
为偶数的情形 分2种情况
(1)、奇数+奇数:(1,3,5)
C(3,1)×C(3,1)注意因为这里是相同的两个色子。所以 3,1和1,3是不区分的
要去掉
C3,2=3种 实际上是6种,
(2)、偶数+偶数(2,4,6)
偶数的情况跟奇数相同 也是6种!
答案是 6+6=12
方法二:当然我们也可以算总的, 那么就是 C6,1×C6,1-C6,2=36-15=21种
(为什么要减去C(6,2 ), 因为任意2个数字颠倒都是一种情况)
看奇数:
奇数=奇数+偶数 C3,1×C3,1=9种
所以答案是 21-9=12种
4.
【讨论】裴波纳契数列的另类运用
先说典型的裴波纳契数列:
图片:
裴波纳契数列 就是移动求和A+B=C
因为第一个月这对小兔长成大兔
所以第一个月还是1对 即A从1开始。 第2个月开始剩下一
对小兔 合计2对 B从2开始。
1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233
小明家住二层,他
每次回家上楼梯时都是一步迈两级或三级台阶。已知相邻楼层之间有16级台
阶,那么小明从一层到二层
共有多少种不同的走法?
A:54 B:64 C:57 D:37
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这个题目刚刚看到讨论 我也用排列组合的办法参与了讨论
现在我再来说说裴波纳契数列的解
法
楼梯级数:1,2,3,4,5,6........
走法情况:0,1,1,1,2,2........
这是一个裴波纳契的间隔运用
因为他没有走1步的情况
即A+B=D
0,1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,28,37
在举例1题:小明家住二层,他每次回家上楼梯时都是一步迈一级,两级或三级台阶。已知相邻
楼层之
间有10级台阶,那么小明从一层到二层共有多少种不同的走法?
因为是1,2,3级都可以所以可以采用
A+B+C=D的 裴波纳契数列变式!
列举前3个 分别是1,2,3
则 10个是
1,2,4,7,13,24,44,81,149,274
练习题目:小明家住二层,
他每次回家上楼梯时都是一步迈一级或三级台阶。已知相邻楼层之间
有10级台阶,那么小明从一层到二
层共有多少种不同的走法?
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