排列组合常见题型及解题策略(详解)

温柔似野鬼°
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2020年12月12日 08:26
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2020年12月12日发(作者:钱良右)


排列组合常见题型及解题策略
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
(3)
4
3

【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

不同方案.
【例3】 8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有( )
A、
8
B、
3
C、
A
8
D、
C
8

【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
6
4
38
33
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
A
的右边,那么不同的排法
种数有
4
【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,
A
4
24

【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,
22222222
C
3
A
2
A
4
A
2
=432
种, 其中男 生甲站两端的有
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
【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为
A
5
种,再用 甲乙去插6个空位有
A
6
种,不同的排法种
52
数是
A5
A
6
3600

【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(具体数字作答)
111
【解析】:
A
7
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
5
A
6
=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】:依题意,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

A
5
=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

的节目单的编排总数为 种.
【解析】:
A
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?
3
【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盏不亮的灯
C
5
种方法,
111
2
52
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
3
,○*○*○*○,在四个空中 分别放一把椅子,还剩一把椅子再去插空有A
4
种,所以每人左右两边都空位的排法有A
4
A
3
=24.
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
4=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
3
1
13
3


的停车方法有多少种? < br>【解析】:先排好8辆车有A
8
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
9
种方法,所以共有C
9< br>A
8
种方法.
注:题中*表示元素,○表示空.
118
8
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
23
【解析】:方法一: 从后两项工作出发,采取位置分析法。
A
3
A
3
36

113
方法二:分两类:若小张或小赵入选,则有选法
C
2
C2
A
3
24
;若小张、小赵都入选,则有选
22

A
2
A
3
12
,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? < br>14
【解析】:老师在中间三个位置上选一个有
A
3
种,4名同学在其 余4个位置上有
A
4
种方法;所以
14
共有
A
3< br>A
4
72
种。.
【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?
1625
766
【解析】 法一:
A
5
A
6
3600
法二:
A
6
A
5
3600
法三:
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)
A
15
A
10

55
(B)A
15
A
10
A
5
A
3
(C)
A
15

5553155553
(D)
A
1 5
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?
6
【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
A
6
720
种,选
C
.
(2)答案:C


2
(3)看成一排,某2个元素在前半段四个位置中 选排2个,有
A
4
种,某1个元素排在后半段的
125
15
四个位置中选一个有
A
4
种,其余5个元素任排5个位置上有
A
5< br>种,故有
A
4
A
4
A
5
5760
种排法.
五.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】.
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
不同的排法种数是( )
【解析】:
B

A
的右边与
B

A
的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数< br>的一半,即
1
5
A
5
60

2
【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,有多少种不同插法?
【解析】:法一:
A
9
法二:
3
1
9
A
9

6
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】:法一:
A
6
法二:
3
1
6
A
6

3
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,

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
【解析】 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(12)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
【解析】 答案:B
六.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?
(1) 分成1本、2本、3本三组;
(2) 分给甲、乙、丙三人,其中一个人1本,一个人2本,一个人3本;
(3) 分成每组都是2本的三个组;
(4) 分给甲、乙、丙三人,每个人2本;
(5) 分给5人每人至少1本。
222
C
6
C
4
C
2< br>222
CCC
【解析】:(1)
CCC
(2)
CCCA
(3) (4) (5)
642
3
A
3
1
6
2
5
3
3
1
6
2
5
3
3
3
3
211111
C
5
C
5
C
4
C
3
C
2
C
1
5
A
5

A
4
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(用数字作答).
2 11
C
4
C
2
C
1
【解析】:第一步将4名大 学生按,2,1,1分成三组,其分法有;
2
A
2
3
第二步将分好 的三组分配到3个乡镇,其分法有
A
3
所以满足条件得分配的方案有
211< br>C
4
C
2
C
1
3
A36
3
2
A
2

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
【解析】:人数分配上有1,2,2

1,1,3
两种方式,若是
1,2,2
,则有=< br>60
种,若
3
2
A
2
122
C
5
C
4
C
2
3
A
3
1,1,3
, 则有=
90
种,所以共有
150
种,选
A

2
A
2
【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
【解析】:( 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
【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名,则将5名



12
C
5
C
4
师分成三组,一组1人,另 两组都是2人,有
15
种方法,再将3组分到3个班,共有
2
A
2
3
15A
3
90
种不同的分配方案,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 B.36 C.42 D.60
33
【解析】:按条件项目可分配为
2,1,0,0

1 ,1,1,0
的结构,∴
C
4
2
C
3
2
A
2
2
C
4

A
3
362460
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 【解析】: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
44
C
12
C
8
4C
4
有多少种? 【解析】:答案:
A
3
3

3
A
3
【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 B、2025 C、2520 D、5040
【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 211
从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有
C
10
C< br>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
①若甲乙都不参加,则有派遣方案
A
8
种;
3
3
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
A
8
方 法,所以共有
3A
8

3
③若乙参加而甲不参加同理也有
3A
8
种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再
22
安排其 余8人到另两个城市有
A
8
种,共有
7A
8
方法.所以共有 不同的派遣方法总数为
A
8
4
3A
8
3
3A< br>8
3
7A
8
2
4088

【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
【解 析】:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有
C
4
种,再排:在四个盒中 每次排
23
3
3个有
A
4
种,故共有
C
4
A
4
144
种.
七.相同元素的分配问题隔板法:

< p>
【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

分成3份,每份至少一球,运用隔板法,共有
C
16
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
6
不同的分配方案为
C
9
84
种.
2
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?
【解析】: 1、先从4个盒子中选三个放置小球有
C
4
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、4个5个空挡中分别插入两个板。
各有
C
3

C
4

C
5
种方法。
3、由分步计数原理可 得
C
4
C
3
C
4
C
5
=720种
3222
222
3
八.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

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?
431413423113
C
5
4
C
4
C
5
C
2
C
4
C
5
4
C
2
C
4
C5
2
C
4
C
5
4
C
4
C
5
C
2
C
1
C
4

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
九.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,
1

C
6
6

(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
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
12
成得空中,同(3)考虑挨着和不挨着两种情况有种
C
5
C
5
15
走法;
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
十.排数问题(注意数字“0”)
(D)144种 答案: (C)
【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
【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
A
5
个,
A
4
A
3
A
3
,A
3
A3
A
3
,A
2
A
3
A
3
,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
A

4,8,12,L100


能被4除余1的数集
B

1,5,9,L97

,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;

B,D
中各取一个数也 符合要求;从
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
C
25
C
25
C
25
C
25
种.
2112
十一.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、
12
B、C、D四点,此时只能A 与C、B与D分别同色,故有
C
5
A
4
60
种方法。 < br>(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
种染法;再从余下的两种颜色 中任选一种染
1211
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
C
5
A
4
C
2
C
2
240< br>种
2
方法。
5
(3)若恰用五种颜色染色,有
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
543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
1322 7
种染色方法。由乘法原理,总的染色方法是
607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,有多少种不同的涂色方法?
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。
十二.“至多”“至少”问题用间接法或分类:
十三. 几何中的排列组合问题:
xy
22
【例1】 已知直线
1

a,b
是非 零常数)与圆
xy100
有公共点,且公共点的横
ab
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),(010)
12 个
21

C
12
=66
其中关于原点对称的有4 条 不满则条件 切线有
C
12
=12

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

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