排列组合常见题型及解题策略(难)
中华圣人吧-狗獾
小学排列组合常见题型及解题策略
一.
可重复的排列求幕法:
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”,
贝y
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
433
【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
第二步:将第二名实习生分配到车间也有
种不同方案•
7种不同方案,
6
7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有
7
【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
3833
)
【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•一”
.
【例1】代
B,C,D,E
五人并排站成一排,如果
代
B
必须相邻且
B
在
A
的右边,那么不同的
排法种数有 ________
【解析】:把代
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
:
24
种
【例2】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,
两位女生相邻,则不同排法的种数是( )
3位女生中有且只有
A. 360 B.188 C.216 D.96
3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有, 【解析】:间接法6位同学站成一排,
C2
A
;
A
4
A
=432
种高•…
2
其中男生甲站两端的有
A
;
C
3
A
;
AA
;
=144
,符合条件的排法故共有 288
2
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 _______
【解析】:除甲乙外,其余5个排列数为
A
种,再用甲乙去插6个空位有
A
2
种,不同的排法
种数是
AA
3600
种
52
【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)
【解析】:
A
;
A
8
A
9
=504
4各音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的 【例3】 高三(一)班学要安排毕业晚会的
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
;
A
= 3600
52
【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
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
2
6
5个空中,可
得有
A
= 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
则该晚会的节目单的编排总数为 ____________ 种•
11 1
10个节目的相对顺序不变,
【解析】:
AA
91
O
A
H
=99O
【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
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•
6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯
C
;
种方
【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,
【解析]:解法1、先将3个人(各带一把椅子)进行全排列有
A
则坐法的种数有多少种?
3
,
O
*
O
*
O
*
O,
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,所以每个人左右两边都空位的排法有
A
;
A
=24 种•
3
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,*
O
*
O
*
O
*
O
*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
同的停车方
法有多少种?
【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
注:题中*表示元素
,O
表示空•
C
;
种方法,所以共有
C
;
A
;
种方法•
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 ( )一•…
A. 36 种 B. 12 种
C. 18 种
A
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
选法
A A
,共有选法36种,选A.
12
2
A
3
36
C
2
C
2
A
;
24
;若小张、小赵都入选,则有
【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?
【解析】:老师在中间三个位置上选一个有
所以共有
A
A
72
种。.
A
3
种,4名同学在其余4个位置上有
A
4
种方法;
34
【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:
AA
3600
法二:
AA
3600
法三:
A
A
6
A
3600
5625
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
(
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
高―
)
(2)
把15人分成前后三排,每排 5人,不同的排法种数为
(A)
(3)
(B)
AI
A
^X
A
;
(C)
A
;
5
(D)
A^oA
f
A
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
A
720
种,选
C
.-…
(2)答案:C
(3 )看成一排,某2个元素在前半段四个位置中选排
1
6
2个,有
A
种,某1个元素排在后半
525
2
段的四个位
置中选一个有
A
种,其余5个元素任排5个位置上有
A
种,故共有
A
4
A
4
A 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
在
A
的右边与
B
在
A
的左边排法数相同,所以题设的排法只是
数的一半,即
丄
60
种
5个元素全排列
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
的插法?-…
【解析】:法一:
Ag
法二:
乙人
;
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
A
3
A
36
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 种一….
【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,
种填法,选
B
.
只有一种填法,共有3
X
3
X
1=9
【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
答案:B
B 20种 C 30种
)
D 60种
【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
a、b、c、d。
【解析】:设四个人分别为甲、乙、丙、丁,各自写的贺年卡分别为
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
答案:B
(B)
44 种 (C) 36 种 (D) 24 种
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
(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;
1本,一个人2本,一个人3本;
(2)
c
6
c
;
c
3
A
3
2 11 111
C
5
C
5
C
4
C
3
C
2
C
1
(3)
(4) C©C
;
(5)
A
:
A
(5) 分给5人每人至少1本。
【例2】将4名大学生分配到 种
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
(用数字作答).-…
【解
析】:第一步将4名大学生按,2, 1 ,
1分成三组,其分法有
cLcLcL
3
36
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
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
C
4
2
C
2
C
;
【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
3
#曰
1,1,3 ,
若疋
则有
A
= 60 种,
A
= 90种,所以共有150种,选A
122113
c
5
c
:
;
附斤】:人数分配上有,,与,,两种方式,若是,,,则有葺
122
【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
答案:(A )
B. 140 C. 280 D. 840
【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
)3 0
种
(
B
)9 0
种
(
C
)180
种
(
D
) 2 7 0
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名,则将5 名教师分成三组,一组1人,另两组都是2人,有
CC15
种方法,再将3组分到3个班,
54
A
【例6】 某外商计划在四个候选城市投资
过2个
,
则该外商不同的投资方案有(
A. 16 种 B. 36 种
3个不同的项目
,
且在冋一个城市投资的项目不超
种
C. 42 种 D. 60种
【解
析】:按条件项目可分配
为
3
共有
15 A
2,1,0,0
与
1,1,1,0
的结构,
二
C
'
c
f
A
?
C
^
A
3
36 24 60
故
90
种不同的分配方案,选 B.
选D;
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
案有多少种?
4人,则不同的分配方
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
A、 1260 种
【例
B、 2025 种 C、 2520 种 D、 5040 种
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()
)
8人中选1人承担乙项任务,第
这三项任务,不同的选法种数是(
【解
析】:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的
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
C
0
C
2
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? --
网☆
【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:
①
若甲乙都不参加,则有派遣方案
A
4
种;
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
3
方法,所以共
有
3A
;
③
参加同理也有
3A
3
种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有
法,然后再安排其余
8人到另
两个城市有
A
若乙参加而甲不
7种方
2
种,共有
7
A
2
方法•所以共有不同的派遣方法总数为
A
4
3A
3
3A 7A^
3
4088
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?
【解
析】:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有
2 3
C
2
种,再排:在四个盒中每
次排3个有
A
3
种,故共有
C
4
A
4
144
种.
七•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
2
个球分成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,
故共有不同的分配方案
为
G
?
84
种.一….
_______ 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,
乙
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
:
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
2 2 2
-
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
Cf=720种
32
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、
日语均精通,从中找出 8人,使他们可以组成翻译小组,其中
语,这两个小组能同时工作,问这样的
4人翻译英语,另4人翻译日
8人名单可以开出几张?
4 4 314
413
2
C
5
C
4
C
5
C
2
C
4
C
5
C
2
C
4
4
C
5
C
4
C^cQc
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<
br>,
组成两个翻译小组
,
其中4人翻译英语
,
另4人翻译日语<
br>,
问共有多少不同的 选
派方式
?
答案:185高…
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;一
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
有
C
:
5个两级台阶形成的空中,
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
中,有
5个两级台阶形成的空
C
:
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
阶形成得空中,同(3)考虑挨着和不挨着两种情况有种
2级台阶放到3级台
C
5
C
;
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
(
C
)
(
B
)
55
种 (
C
)
89
种 (
D
)
144
种 答案:
十•排数问题(注意数字“
0
” 一
I
【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
【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
A
A
,
朋阳
A
3
;
A
3
A
;
,
A
3
A
个,合并总计300个,选
B
.
4整除的取法(不计顺序) (2)从1 , 2,
3,…,100这100个数中任取两个数,使其和能被
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,L 100
;能被4除余1的数集
B 1,5,9,L
97
,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,L 99
,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
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
;
5
C
;
5
C
:
种•
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
;
;
一|
(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
1 2
A、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。
(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
2
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
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
12 11
C
5 t 22
A
CC240
种方法。
5 I
(3) 若恰用五种颜色染色,有
A
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
X
2+3=7种方法•
由分步计数原理共有 5
X
4
X
3
X
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
成平面区域涂色问题。
;
(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
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
【例
1】
已知直线-
1
(
a,
b
是非零常数)与圆
a b
横坐标和纵坐标均为整数,那么这样的直线共有
y
X
2
y
2
100
有公共点,且公共点的
__________ 条
【解
析】:
答案:60
圆上的整点有:
(6, 8) ,( 8, 6),(
10,0),(0 10)
12个
66-4+12-14=60
其中平行于坐标轴的有 14条 不满则条件
2 1
G2=66
其中关于原点对称的有 4条 不满则条件 切线有
C
12
= 12