排列组合常见题型及解答
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排列组合常见题型
一.可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以
重复,另一
类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,则通过“住
店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理的策略中,关键是在正确判断哪个
是底数,哪个是指数
【例1】
(1)有4名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有
多少种不同的报名方法
(2)有4名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有多少种不同的结果
(3)将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则有多少种不同投法
【解析】:(1)
3
(2)
4
(3)
4
【例2】 把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法
【解析】:完成此事共分6步,第一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方
案,
第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数
原理知共有
7
种不同方案.
38
83
【例3】
8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有( )A、 B、
C、
6
4
33
A
8
D、
C
8
33
【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项
冠军,把8名学生看作8家“店”,
3项冠军看作3个“客”,他们都可能住进任意一家“店”,每个“
客”有8种可能,
因此共有
8
种
不同的结果。所以选A
3
二.相邻问题捆绑法:
题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大
元素参与排列.
【例1】A,B,C
,D,E五人并排站成一排,如果A,B必须相邻且B在A的右边,那么
不同的排法种数有
【解析】:把A,B视为一人,且B固定在A的右边,则本题相当于4人的全排列,
4
A
4
24
种
【例2】(2009四川卷理)3位男生和3位女生共6位同
学站成一排,若男生甲不
站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( )
A. 360 B. 188 C. 216 D. 96
【解析】: 间接法 6位同学站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法
有,
2222
C
3
A
2
A
4
A
2
=
432
,其中男生甲站两端的有
2222
A
1
2
C
3
A
2
A
3
A
2
=144
,符合条件的排
法故
共有288
三.相离问题插空法 :元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的
几个元
素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.
【例1】七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是
52
AA
56
【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为种,再用甲乙去插6个空位有
种,
52
A
5
A
6
3600
不同的排法数是
【例2】 书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有
种不同的插法(数字作答)
【解析】:
11
A
1
7<
br>A
8
A
9
=504
【例3】 高三(一)班学要安
排毕业晚会的4各音乐节目,2个舞蹈节目和1个
曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节
目不连排,则不同排法的种数是
【解析】:不同排法的种数为
A<
br>5
5
A
6
2
=3600
【例4】 某工程队有6项
工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才
能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有
工程丁必须在工程丙完成后立
即进行。那么安排这6项工程的不同排法种数是 【解析】:依题,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的5个
空中,可得有A
5
2
=20种不同排法。
【例5】某市春节晚会原定10个节目,导
演最后决定添加3个与“抗冰救灾”有
关的节目,但是赈灾节目不排在第一个也不排在最后一个,并且已
经排好的10个
节目的相对顺序不变,则该晚会的节目单的编排总数为 种. 【解析】:
11
A
1
9
A
10
A
11
=990
【例6】.马路上有编号为1,2,3…,9九只路灯,现要关掉其中
的三盏,但不能
关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少
种
【解析】:把此问题当作一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的
3
C
5
灯种方法,所以满足条件的关灯方案有10种.
说明:一些不易理解的排列组
合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型,排队
模型,装盒模型可使问题容易解决.
【例7】 3个人坐在一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种
数有多少种
【解析】: 解法1、先将3个人(各带一把椅子)进行全排列有A,○*○*○*○,
33
在四个空中分别放一把椅子,还剩一把椅子再去插空有A种,所以每个人左右两<
br>边都空位的排法有
3
A
1
4
A
3
1
4
=24种.
解法2:先拿出5个椅子排成一排,在5个椅子中间出现4个空,*○*○*○
*○*
再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有A=24种.
【例8】
停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放.要求空车位置连
在一起,不同的停车方法有几种
【解析】:先排好8辆车有A种方法,要求空车位置连在一起,则在每2辆之间及
其两端的9个
空档中任选一个,将空车位置插入有C种方法,所以共有CA种方
法.
注:题中*表示元素,○表示空.
四.元素分析法(位置分析法):某个或几个元素要排在指
定位置,可先排这个或
几个元素;再排其它的元素。
【例1】 2010年广州亚运会组委会
要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿
者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工
作,若其中小张和小
赵只能从事前两项工作,
其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 ( )
A.
36种 B. 12种 C. 18种 D. 48种
【解析】: 方法一: 从后两项工作出发,采取位置分析法。
方法二:分两类:若小
张或小赵入选,则有选法
选,则有选法
22
A
2
A
3
12
23
A
3
A
3
36
3
4
8
8
1
9
1
9
8
8
113<
br>C
2
C
2
A
3
24
;若小张、小赵都入<
br>,共有选法36种,选A.
【例2】
1名老师和4名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站两端则有不同
的排法有多少种
14
AA
34
【解析】: 老师在中间三个位置上选一个有种,4名同学在其
余4个位置上有
14
A
3
A
4
72
种方法;所以
共有
【例3】 有七名学生站成一排,某甲不排在首位也不排在末位的排法有多少种
【解析】
法一:
6
A
1
A
56
3600
法二:
25
A
6
A
5
3600
法三:
7
66
A
7
A
6
A
6
3600
五.多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理。
【例1】(1) 6个不同的元素排成前后两排,每排3个元素,那么不同的排法种
数是(
)
A、36种 B、120种 C、720种 D、1440种
(2)把15人分成前后三排,每排5人,不同的排法种数为
(A)
55
A
15
A
10
(B)
55
53
A
15
A
10
A
5
A
3
(C)
15
A
15
(D)
5553
A
15
A
10
A
5
A
3
(3)8个不同的
元素排成前后两排,每排4个元素,其中某2个元素要排在前排,
某1个元素排在后排,有多少种不同排
法
【解析】:(1)前后两排可看成一排的两段,因此本题可看成6个不同的元素排成
一排,
共
6
A
6
720
种,选
C
.
(2)答案:C
2
A
4
(3)看成一排,某2个元素在前半段四个位置中选
排2个,有种,某1个元素
15
AA
45
排在后半段的四个位置中选一个有种
,其余5个元素任排5个位置上有种,
125
A
4
A
4
A<
br>5
5760
故共有种排法.
六.定序问题缩倍法(等几率法):在排列问题
中限制某几个元素必须保持一定的
顺序,可用缩小倍数的方法.
【例1】.<
br>A,B,C,D,E
五人并排站成一排,如果
B
必须站在
A
的
右边(
A,B
可以不相
邻)那么不同的排法种数【解析】:
B
在A
的右边与
B
在
A
的左边排法数相同,所
1
5
A
5
60
以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即
2
种
【例2】
书架上某层有6本书,新买3本插进去,要保持原有6本书的顺序,有
多少种不同的插法
1
9
A
9
3
6
【解析】
:法一:
A
9
法二:
A
6
【例3】将A
、B、C、D、E、F这6个字母排成一排,若A、B、C必须按A在前,B
居中,C在后的原则(A、
B、C允许不相邻),有多少种不同的排法 【解析】
:
1
6
A
6
3
3
A
6
法一:
法二:
A
3
六.标号排位问题(不配对问题) 把元素排到指定位置上,
可先把某个元素按规
定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.
【例1】 将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个
数,则
每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有( )
A、6种 B、9种
C、11种 D、23种
【解析】 :先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二
步把被填入方格
的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有
一种填法,共有3×3×1=9种填法,选
B
.
【例2】
编号为1、2、3、4、5的五个人分别去坐编号为1、2、3、4、5的五个
座位,其中
有且只有两个的编号与座位号一致的坐法是( )
A 10种 B 20种 C 30种
D 60种 答案:B
【例3】:同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送
出
的贺年卡,则4张贺年卡不同的分配方式共有( )
(A)6种 (B)9种
(C)11种 (D)23种
【解析】:设四个人分别为甲、乙、丙、丁,各自写的贺年卡分别为a、b、c、d。
第一步,甲取其中一张,有3种等同的方式;
第二步,假设甲取b,则乙的取法可分两类:
(1)乙取a,则接下来丙、丁取法都是唯一的, (2)乙取c或d(2种方式),不管哪一种情况,接下来丙、丁的取法也都是唯一
的。根据加法原
理和乘法原理,一共有
3(12)9
种分配方式。 故选(B)
【例
4】:五个人排成一列,重新站队时,各人都不站在原来的位置上,那么不同
的站队方式共有( )
(A)60种 (B)44种 (C)36种 (D)24种 答案:B
七.不同元素的分配问题(先分堆再分配):注意平均分堆的算法
【例1】
有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式
分成1本、2本、3本三组;
分给甲、乙、丙三人,其中一个人1本,一个人2本,一个人3本;
分成每组都是2本的三个组;
分给甲、乙、丙三人,每个人2本;
分给5人每人至少1本。
222
C
6
C
4
C2
222
1231233
3
CCC
C
6
C5
C
3
C
6
C
5
C
3
A3
A
642
3
【解析】 :(1) (2) (3)
(4) (5)
211111
C
5
C
5
C
4
C
3
C
2
C
1
5
A
5
4
A
4
【例2】将4名大学生分配到3个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则不同的分
配方案有
种(数字作答).
211
C
4
C
2
C
12
A
2
【解析】:第一步将4名大学生按,2,1,1分成三组,其分法有; <
br>第二步将分好的三组分配到3个乡镇,其分法有
211
C
4
C
2
C
1
3
A
3
36
2
A
2
A
3
3
所以满足条件得分配的方案有
说明:分配的元素
多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.
【例3】
5名志愿者分到3所学校支教,每个学校至少去一名志愿者,则不同的
分派方法共有
(A)150种 (B)180种 (C)200种 (D)280种
311
C
5
C
2
C
1
3
A
3<
br>2
A
2
【解析】:人数分配上有1,2,2与1,1,3两种方式,若是1,2
,2,则有=
122
C
5
C
4
C
2
3A
3
2
A
2
60种,若是1,1,3,则有=90种,所以共
有150种,选A
【例4】
将9个(含甲、乙)平均分成三组,甲、乙分在同一组,则不同分组方
法的种数为( )
A.70 B.140 C.280 D.840 答案 :( A )
【例5】
将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2
名,则不同的分配方案有(
)
(A)30种 (B)90种 (C)180种 (D)270种
【解析】:将5名
实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2
12
C
5
C
4
15
2
A
2
名,则将5名教师分成三组
,一组1人,另两组都是2人,有种方法,
3
15A
3
90
再将
3组分到3个班,共有种分配方案。选B.
【例6】 某外商计划在四个候选城市投资3个不同的项
目,且在同一个城市投资
的项目不超过2个,则该外商不同的投资方案有( )种
A.16种 B.36种 C.42种 D.60种
33
C
4
2
C
3
2
A
2
2
C
4
A
3
362460
2,1,0,01,1,1,0<
br>【解析】:按条件项目可分配为与的结构,∴
故选D;
【例7】(1)5本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法
种数为(
)
A、480种 B、240种 C、120种 D、96种
答案:
B
.
(2)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
同的分配方案有多少种
44
C
12
C
8
4
C
4
3
A
3
3
A
3
答案:
【例8】 有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需一人承担,从10人中选
出4人承担
这三项任务,不同的选法种数是( )
A、1260种
B、2025种 C、2520种 D、5040种
【解析】:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙
项任务,第
三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有
211
C
10C
8
C
7
2520
种,选
C
.
【例9】.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西
部经济 开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案
【解析】:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况:
4
A
①若甲乙都不参加,则有派遣方案
8
种;
3
A
8
②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有方法,所
3< br>3A
8
以共有;
3
3A
8
③若乙参加而甲不参加同 理也有种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种
22
A7A
88
方法,然 后再安排其余8人到另两个城市有种,共有方法.所以共有不同的
33
A
8
4
3A
8
3A
8
7A
8
2
4088
派遣方法总数为种
【例10】 四个不同球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,则恰有一个空盒的放
法有多少种
2
C
4
【解析】:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有种,再排:在四
23
3
C
A
4
个盒中每次排3个有
4
种,故共有< br>A
4
144
种.
八.相同元素的分配问题隔板法:
【例 1】:把20个相同的球全放入编号分别为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒
子中的球数不少于其编 号数,则有多少种不同的放法
【解析】:向1,2,3号三个盒子中分别放入0,1,2个球后还余下 17个球,然
后再把这17个球分成3份,每份至少一球,运用隔板法,共有
C
16< br>120
种。
【例2】 10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种
不同分配方案
【解析】 :10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7
2
堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对
应着一种分配方案,故
共有不同的分配方案为
C
9
6
84
种.
变式1:7个相同的小球,任意放入四个不同的盒子,问每个盒子都不空的放法有
种
变式2:马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的9盏路灯,为节约用电,
可以把其中的三盏路灯关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,也不能关掉两
端的路灯,满足
条件的关灯办法有 种
【例3】:将4个相同的白球、5个相同的黑球、6个相同的红球
放入4各不同的盒
子中的3个中,使得有一个空盒且其他盒子中球的颜色齐全的不同放法有多少种
3
C
4
【解析】: 1、先从4个盒子中选三个放置小球有种方法。
2、注意到小球都是相同的,我们可以采用隔板法。为了保证三个盒子中球的颜色
齐全,可以在4个相
同的白球、5个相同的黑球、6个相同的红球所产生的3个、
222
CCC
4个5个空
挡中分别插入两个板。各有
3
、
4
、
5
种方法。
3222
CCCC
4345
3、由分步计数原理可得=720种
九.多面手问题( 分类法---选定标准)
【例1】: 有11名外语翻译人员,其中5
名是英语译员,4名是日语译员,另外
两名是英、日语均精通,从中找出8人,使他们可以组成翻译小组
,其中4人翻
译英语,另4人翻译日语,这两个小组能同时工作,问这样的8人名单可以开出
几
张
变式:. 有11名外语翻译人员,其中有5名会英语,4名会日语,另外两名英,日语
都精通,从中选出8人,组成两个翻译小组,其中4人翻译英语,另4人翻译日语,问
共
有多少不同的选派方式 答案 :185
十.走楼梯问题 (分类法与插空法相结合)
【例1】 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
【解析】:插空法解题:考虑走3级台阶的次数:
1)有0次走3级台阶(即全走2级),那么有1种走法;
2)有1次走三级台阶。(不可能完成任务);
3)有两次走3级台阶,则有5次走2级台阶:
(a)两次三级台阶挨着时:相当于把这两个挨着的三级台阶放到5个两级台阶形
成的空中,有
1
C
6
6
种
(b)两次三级不挨着时:相当于把这两个
不挨着的三级台阶放到5个两级台阶形
成的空中,有
C
6
2
15<
br>种走法。
4)有3次(不可能)
5)有4次走3级台阶,则有2次走两级台阶,互换
角色,想成把两个2级台阶放
到3级台阶形成得空中,同(3)考虑挨着和不挨着两种情况有种
6)有5次(不可能)
故总共有:1+6+15+15=37种。
变式:欲登上第10级楼梯,如果规定每步只能跨上一级或两级,则不同的走法共
有( )
(A)34种 (B)55种 (C)89种 (D)144种 答案: (C)
1
C
5
C
5
2
15
走法;
十一.排数问题(注意数字“0”)
【例1】(1)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
字小于十位数字的共有( )
A、210种 B、300种 C、464种 D、600种
5
A
【解析】:按题意,个位数字只可能是0,1,2,3,4共5种情况,分别有
5
个,
A
4
A
3
A
3
,A
3
A
3
A
3
,A
2
A
3
A3
,A
3
A
3
个,合并总计300个,选
B
.
(2)从1,2,3,…,100这100个数中任取两个数,使其和能被4整除的取法
(不计
顺序)有多少种
【解析】:将
I
1,2,3L,100
分成四个不相交的子集,能被4整除的数集
B
1,5,9,L97
A
4,8,12,L100
;能被4除余1的数集,能被4除
余2的数集
C
2,6,L,98
,能被4除余3的数集
D
3,7,11,L99
,易见这四个集合中每一个
有25
个元素;从
A
中任取两个数符合要;从
B,D
中各取一个数也符合要求;从<
br>C
中
任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有2112
C
25
C
25
C
25
C
25
种.
十二.染色问题:涂色问题的常用方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨
论;
(2)根据相对区域是否同色分类讨论;
(3)将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。
【例1】 将一个四棱锥
S
ABCD
的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端
点异色,如果只有5种颜色可供使用,
那么不同的染色方法的总数是_______.
【解析一】满足题设条件的染色至少要用三种颜色。
(1)若恰用三种颜色,可先从五种颜色中任选一种染顶点S,再从余下的四种颜色
中任选两种涂A、B、C、D四点,此时只能A与C、B与D分别同色,故有
种方法。
1
2
C
5
A
4
60
(2)若恰用四种颜色染色,可以先从五
种颜色中任选一种颜色染顶点S,再从余下
的四种颜色中任选两种染A与B,由于A、B颜色可以交换,
故有
A
4
2
种染法;再从
余下的两种颜色中任选一种染D或C,而D
与C,而D与C中另一个只需染与其相
对顶点同色即可,故有
1211
C
5<
br>A
4
C
2
C
2
240
种方法。
(3)若恰用五种颜色染色,有
5
A
5
120
种染色法
综上所知,满足题意的染色方法数为60+240+120=420种。【答案】420.
【
解析二】设想染色按S—A—B—C—D的顺序进行,对S、A、B染色,有5x4x3=60
种染色方
法。
由于C点的颜色可能与A同色或不同色,这影响到D点颜色的选取方法数,故
分类讨论:
C与A同色时(此时C对颜色的选取方法唯一),D应与A(C)、S不同色,有3
种选择;
C与A不同色时,C有2种选择的颜色,D也有2种颜色可供选择,从而对C、D
染色有1x3+2x2
=7种染色方法。由乘法原理,总的染色方法是60x7=420
【解析三】可把这个问题转化成相邻
区域不同色问题:如图,对这五个区域用5
种颜色涂色,有几种的涂色方法
总体实施分步完成,可分为四大步:
①给S涂色有5种方法;
②给A涂色有4种方法(与S不同色);
③给B涂色有3种方法(与A,S不同色);
④给C,D涂色.当C与A异色时,C,D都有2种涂色方法; 当C与A同色时,C有一
种涂
色方法(与A同色),D有3种涂色方法.给C,D涂色共有2×2+3=7种方法.
由分步计数原理共有5×4×3×7=420种方法
[规律小结] 涂色问题的常用方法有:
(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论;(2)
根据相对区域是否同色分类讨论;(3)将空间问题平
面化,转化成平面区域涂色
问题。
十三.“至多”“至少”问题用间接法或分类:
十四. 几何中的排列组合问题:
xy
1
22
xy100
有公共点,且公
a,b
ab
【例1】
已知直线(是非零常数)与圆
共点的横坐标和纵坐标均为整数,那么这样的直线共有
条
【解析】: 圆上的整点有:
(6,8)
,(8,6),(10,0),(010)
12 个
C
1
12
=12
2
C
12
=66
其中关于原点对称的有4 条 不满则条件 切线有
,其中平行于坐标轴的有14条
不满则条件 66-4+12-14=60
答案:60