排列组合解题技巧
读后感300字左右-欧阳菲菲
排列组合问题的解题技巧
排列组合问题历来是高中数学教学的一个难点,其
思考方法独特,
求解思路灵活,因而在解题中极易出现“重复”或“遗漏”的错误.虽
然近几年
高考将侧重点放在两个计数原理的考察上,但当对问题类型
把握准确时,解答的准确性上将会有很大的提
升,解答速度也会大大提
高.以下介绍几类典型排列组合问题的解答技巧:
1、相邻问题捆绑法
例1
6名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的
不同排法有( )种。
A、720 B、360 C、240 D、120
解:因甲、乙两人要排在一起,故将甲乙两人捆在一起视作
一人有
种排法,与其余四人进行全排列有 种排法,由乘法原理可
知,共有
=240种不同排法,故选(C)。
点评:从上述解法可以看出,所谓“捆绑法”,就是对元
素
进行整体处理的形象化表述,体现数学中的整体思想。对于以“某些
元素必须相邻”为附加条
件的排列组合问题,只要把必须相邻的元素
“捆”成一个整体,视作一个“大”元素,再考虑相邻元素内
部的排
列或组合,就能保证这些元素相邻而不散乱。
训练: 3名男教师,3
名女教师,6名学生站成一排,
要求男教师和女教师必须站在一起,且教师不站在两端,则一共有多少种站法?
2、相隔问题插空法
例2 排一张5个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单
(1)
任何两个舞蹈节目不相邻的排法有多少种?
(2)
舞蹈节目和歌唱节目间隔排列的方法有多少种?
解:(1)先排歌唱节目有
种,歌唱节目及两端有6个空
位,从这6个空位中选4个放入舞蹈节目,共有
种方法,
所以任何两个舞蹈节目不相邻的排法有 种。
(3)先排舞蹈节目有
种排法,在舞蹈节目和两端有5个
空位,恰好供5个歌唱节目放入,所以舞蹈节目和歌唱节目间隔排列<
br>的方法有 种。
训练:若将例题当中的“4个舞蹈节目”改为“5个舞蹈节目”,
求舞蹈节目和歌唱节目间隔排列的方法有多少种?
点评:从解题过程可以看出,“插”的
策略是解决排列与组合中
若干特殊元素互不相邻问题的常用手段。在具体操作时,可以先将其
它
元素排好,再将所指定的不相邻的元素“插入”到它们的间隙及两
端位置,从而保证它们不相邻。
3、限定问题优限法
例3
由数字0,1,2,3,4,5可组成多少个无重复数字
的四位偶数?
解:因所求是偶数
,所以个位必须是0,2,4中的任何一个,又
首位不能为0,所以分个位为0时有
种,个位不为0时有
种。所以共有 种。
点评:所谓“优限法”,即有限制条件的元素(或位置)在解题
时优先考虑,本题对四位偶数中
的个位数字有特殊要求,首位数字又
不能为0,故优先考虑。
训练
本例条件不变,问题改为“求能组成多少个无重复数字且
比2000大的四位偶数?”,应如何求解?
4、多元问题分类法
例4 三边长均为整数,且最大边长为11的三角形有多少个?
解:设三角形的另外两个边分别为x和y,且不妨设 ,要构
成三角形,必有
则分类讨论如下:
当y为11时,x可以为:1,2,3,…,11,可有11个三角形;
当y为10时,x可以为:2,3,4,…,10,可有9个三角形;
当y为9时,x可以为:3,4,5,…,9,可有7个三角形;
当y为8时,x可以为:4,5,6,7,8,可有5个三角形;
当y为7时,x可以为:5,6,7,可有3个三角形;
当y为6时,x可以为:6,只有1个三角形;
所以所求的三角形有11+9+7+5+3+1=36个。
点评:元素多,取出的情况也
多种,可按结果要求,分成互不相
容的几类情况分别计算,最后总计。
训练 某城市在
中心广场建造一个花圃,花圃分为6个部分,如图,
现要栽4种不同颜色的花,每一部分栽种一种且相邻
部分不能栽同种
颜色的花,不同的栽种方法有多少种?
5、标号排位问题分步法
例5 同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中
拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡的分配方式有( )
A. 6种 B.
9种 C. 11种 D. 23种
解:此题可以看成是将数字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,且每个方格的标号与所填数不同的
填法问题。所以先
将1填入2至4号的3个方格里有
种填
法;第二步把被填入方格的对应数字,填入其它3个方格,又有
种填法;第三步
将余下的两个数字填入余下的两格中,只有1种填法。
故共有3×3×1=9种填法,而选B。 <
br>点评:把元素排在指定号码的位置上称为标号排位问题。求解这
类问题可先把某个元素按规定排放
,第二步再排另一个元素,如此继
续下去,依次即可完成。
训练: 将标有1,2,…1
0的10个小球投入同样标有1,2,…10的圆
筒中,每个圆筒都不空,且所投小球与圆筒标号均不相
同的投法共有多
少种?
6 自由选择问题住店法
例6 现有6名同学去听
同时进行的5个课外知识讲座,每名同
学可自由选择其中的一个讲座,不同的选法的种数是(
)
A B C D
解:6名同学每人都可以在5个课外知识讲座中任选一种,所以
均有5种选法,故总共有
种,选 A 。
点评:自由选择问题可以看成“顾客住店”问题。每名顾客(元
素)都可以任意选择旅店(位置),因而每个元素都有位置数种选法,所
以总方法为
种。
训练:某同学要将标有1,2,3,4,5,6的6封信投递出去,现有三个不
同的
信箱供选择,则有多少种不同的投递方法?
7 分配问题隔板法
例7 高一年级7
个班级要组成篮球队,共需10名队员,每个班级
至少要出一名,则不同的组成方法共有多少种?
解: 由于10名队员来自于7个不同的班级,每一个班级至少要一
名,所以问题相当于将10
名队员分成7组,10名队员并排站立中间有9
个空格,在这9个空格中插入6个隔板就将10名队员分
成了7组,每一
组来自于一个班级,即得到了不同的组成方法共计 种.
点评:
“隔板法”所解决的问题有以下特征:(1)被分的元素不
加以区别;(2)被分的元素的个数不小于分
得的组数;(3)每个小组
至少分得一个元素。具备这些条件时就可以用公式:将
个
相同元素分成 份 时,有 种分配方法
训练: 将10个
相同的小球装入3个编号分别为1,2,3的盒子当中,
每次将10个球装完,每个盒子里的球的个数都
不小于合资的编号数,
则不同的装法共有多少种?
8 定序问题缩倍法
例8 A、B、C、D、E五个人并排站成一排,如果B必须
站在A的右边(A、B可以不相邻),那么
不同的排法的种数是()
(A)24 (B)60 (C)90 (D)120
解: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5个元素全排列数的一半,即
60种,故选(B)。
点评:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定顺序称为
定
序问题,这类问题用缩小倍数的方法解决比较方便快捷。
训练: 从1,2,3,4,5五个数字
当中任选3个组成一个三位数,其中十
位比个位数字大的三位数共有多少个?
9
有序分配问题逐分法
例9 有6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1) 平均分给甲、乙、丙三人;
(2)
甲得一本,乙得两本,丙得三本;
解:(1)每人得2本,可考虑甲先在6本书中任取2本,取法有
种,再由乙在余下的书中取2本,取法有 种,最后由丙取
余下的2本,有
种取法,所有取法为 种。
(2)选取方法同(1),所以共有取法数为 种。
点评:有序分配问题是指把元素按要求分成若干组,常采用逐
步分组法求解。
训练: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,另外两名英、日都精通,从中找
出8人,使他们能组成两个
翻译小组,其中4名翻译英语,另外4名翻译日语,这两个小组能同
时工作,问这样的8人名单共可开出几张?
10 匹配问题配对法
例10
从6双不同型号的鞋中任取4只,其中恰有两只配成一双
的取法有多少种?
解:先在6双鞋中任取一双有
种取法,再在余下的5
双中任取两双,每双中各取一只有 种取法,所以总取法有
种。
点评:“配对法”就是将两个相关元素之间建立一一对应关系,
如鞋子配对
,钥匙和锁配对,比赛选手和比赛场次配对等,利用这些
对应关系,使得比较杂乱的问题简单化,解答思
路明晰化,能够将难
度分步化解,提升解答准确度。
训练:有111名选手参加乒乓球比赛,比赛采取单淘汰制,需要
打多少场比赛才能产生冠军?
11 选排问题先选后排法
例11 有6名男医生,4名女医生,从中选3名男医生
和两名
女医生到5个不同的地区巡回医疗,但规定男医生甲不能到地区A,
共有多少种不同的分
派方法?
解:分两类:
第一类:甲被选,共有 种分派方法;
第二类:甲未被选,共有 种分派方法;
所以共有 种分派方法。
点评:本题中不仅要选出5名医生(元素),还要求分配到5
个地区(空位),因此是一道“
既选又排”的排列组合综合问题,解
决这类问题的方法是“先选后排”,同时要注意特殊元素、特殊位置
优先安排的原则。
训练:从1到9的九个数字当中取出三个偶数四个奇数,试问:
(1)
能组成多少个没有重复数字的七位数?
(2) 上述七位数当中三个偶数排在一起的有几个?
(3) (1)中的七位数当中,偶数排在一起奇数也排在一起的
有几个?
12、至少问题间接法
例12 课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并
且男、女各指定一名队长。现从中选5人主持某种活动,至少有一名
队长当选的选法有多少种?
解:在选取的人员当中,总的选法有 种,不包含队长
在内的有
,所以总的选法有 种。
训练: 从甲、乙等10名同学当中挑选4名参加某项公益活
动,
要求甲、乙中至少有1人参加,则不同的挑选方法共有多少种?
点评:含“至多”或
“至少”的排列组合问题,通常用分类法,
但是往往分类较多,讨论起来难度较大。本题所用的解法是间
接法,
即排除法(总体去杂),适用于反面情况明确且易于计算的情况。
13多排问题单排法
例13 两排座位,第1排3个座位,第2排5个座位。若8<
br>名学生入座(每人1个座位),则不同的座法有多少种?
解:因8名学生可以在前后两排座
位中随意入座,再无其他条件,
所以两排座位可以看成一排来处理,故不同的座法有 种。
点评:把元素排成几排的问题,限定条件若不影响问题归结
为一排考虑,那么就将多排问题化为一排,再分段处理。
训练:12名同学合影,站成前排4人,后排8人。
(1)
总共有多少种不同的站法?
(2)
摄影师要从后排8人中抽调2人到前排,其他人顺序不
变,总共有多少种调整方法?
14交叉问题集合法
例14 从6名运动员中选出4名参加4×100米接力赛,如
果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?
解:设全集I={6
人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一
棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素
个数的公式可
得参赛方法共有: (种)。
说明:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求
元素个数的公式: 来求解。
训练:从7名运动员当中选出4人参加4×100米接力,求满足
下列条件的安排方法数:(1
)甲、乙二人都不跑中间两棒;(2)甲、
乙二人不都跑中间两棒。
15
多排问题剔重法
例15 用5个数字0,1,1,2,2,组成的五位数总共有多少个?
解:特殊元素0先排,不能排在万位,有 种排法,1
与2共有
种排法,剔除掉11与22的重复排列,共得五位
数有 个。
点评:元素在排列过程当中出现重复排列称之为多排,所以在总
排列数当中应该剔除掉重复排列。
训练:从1,2,3,4,…,100这100个自然
数当中,每次取出
两个不同的数相乘,积是5的倍数的取法有多少种?
由于排列组合问题
考察思维灵活,因而这里所介绍的适用不同要
求的各种方法并不是绝对的,对于同一问题有时会有多种方
法,这时
要认真思考和分析,灵活选取最佳方法。