排列组合易错题分析
玉米面馒头-佟铁鑫
高中数学排列组合易错题分析
排列组合问题类型繁多、方法丰富、富于变化
,稍不注意,极易出错.本文
选择一些在教学中学生常见的错误进行正误解析,以飨读者.
1没有理解两个基本原理出错
排列组合问题基于两个基本计数原理,即加法原理和乘法原理,
故理解“分
类用加、分步用乘”是解决排列组合问题的前提.
例1(1995年上海高考题)
从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取
5台,其中至少有原装与组装计算机各两台,则不同的取
法有 种.
误解:因为可以取2台原装与3台组装计算机或是3台原装与2台组装计算
机,所以只有2种取法.
错因分析:误解的原因在于没有意识到“选取2台原装与3台组装计算机或<
br>是3台原装与2台组装计算机”是完成任务的两“类”办法,每类办法中都还有
不同的取法. <
br>正解:由分析,完成第一类办法还可以分成两步:第一步在原装计算机中任
意选取2台,有
C
6
种方法;第二步是在组装计算机任意选取3台,有
C
5
3种方法,
23
据乘法原理共有
C
6
C
5
种方
法.同理,完成第二类办法中有
C
6
3
C
5
2
种
方法.据加法
2
2332
原理完成全部的选取过程共有
C
6
C
5
C
6
C
5
350
种方法.
例2
在一次运动会上有四项比赛的冠军在甲、乙、丙三人中产生,那么不
同的夺冠情况共有( )种.
3
4
(A)
A
4
(B)
4
(C)
3
(D)
C
4
3
3
误解:把四个冠军,排在甲、乙、丙三个位置上,选A.
错因分析:误解是没有理解乘法原理的概念,盲目地套用公式.
正解:四项比赛的冠军依次
在甲、乙、丙三人中选取,每项冠军都有3种选
取方法,由乘法原理共有
33333<
br>种.
说明:本题还有同学这样误解,甲乙丙夺冠均有四种情况,由乘法原理得
4
.
1 6
3
4
这是由于没有考虑到某项冠军一旦被一人夺得后,其他人就不再有4种夺冠可
能.
2判断不出是排列还是组合出错
在判断一个问题是排列还是组合问题时,主要看元素的组成有
没有顺序性,
有顺序的是排列,无顺序的是组合.
例3
有大小形状相同的3个红色小球和5个白色小球,排成一排,共有多
少种不同的排列方法?
误解:因为是8个小球的全排列,所以共有
A
8
8
种方法.
错因分析:误解中没有考虑3个红色小球是完全相同的,5个白色小球也是
完全相同的,同色球之间互
换位置是同一种排法.
正解:8个小球排好后对应着8个位置,题中的排法相当于在8个位置中选出3个位置给红球,剩下的位置给白球,由于这3个红球完全相同,所以没有顺
3
序,是组
合问题.这样共有:
C
8
56
排法.
3重复计算出错
在排列组合中常会遇到元素分配问题、平均分组问题等,这些问题要注意避<
br>免重复计数,产生错误。
例4(2002年北京文科高考题)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
误解:先从5本书中取4本分给4个
人,有
A
5
种方法,剩下的1本书可以
4
给任意一个人有4种分法,
共有
4A
5
480
种不同的分法,选A.
4
错因分析
:设5本书为a、b、c、d、e,四个人为甲、乙、丙、丁.按照上
述分法可能如下的表1和表2:
甲
a
e
表1
2 6
乙
b
丙
c
丁
d
甲
e
a
乙
b
表2
丙
c
丁
d
表1是甲首先分得a、乙分得b、丙分得c
、丁分得d,最后一本书e给甲的
情况;表2是甲首先分得e、乙分得b、丙分得c、丁分得d,最后一
本书a给甲
的情况.这两种情况是完全相同的,而在误解中计算成了不同的情况。正好重复
了一
次.
正解:首先把5本书转化成4本书,然后分给4个人.第一步:从5本书中
任意取出2本
捆绑成一本书,有
C
5
种方法;第二步:再把4本书分给4个学生,
4
24
有
A
4
种方法.由乘法原理,共有
C
5
A
4
240
种方法,故选B.
2
例5
某交通岗共有3人,从周一到周日的七天中,每天安排一人值班,每
人至少值2天,其不同的排法共有(
)种.
(A)5040 (B)1260 (C)210
(D)630
误解:第一个人先挑选2天,第二个人再挑选2天,剩下的3天给第三个人,
2
23
这三个人再进行全排列.共有:
C
7
C
5
A
3
1260
,选B.
错因分析:这里是均匀分组问题.比如:第一人挑选的是周一、
周二,第二
人挑选的是周三、周四;也可能是第一个人挑选的是周三、周四,第二人挑选的
是周
一、周二,所以在全排列的过程中就重复计算了.
正解:
C
7
C
5
A
3
2
223
630
种.
4遗漏计算出错
在排列组合问题中还可能由于考虑问题不够全面,因为遗漏某些情况,而出
错。
例6
用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的比1000大的奇数共有( )
(A)36个
(B)48个 (C)66个 (D)72个
误解:如右图,最后一位只能是1
或3有两种取法,又因为
第1位不能是0,在最后一位取定后只有3种取法,剩下3个数排
22
中间两个位置有
A
3
种排法,共有
23A
3
36
个.
0 1,3
错因分析:误解只考虑了四位数的情况,而比1000大的奇数还可能是五位
数.
3 6
3
36
个,再由前面分正解:任一
个五位的奇数都符合要求,共有
23A
3
析四位数个数和五位数个数之和共有72
个,选D.
5忽视题设条件出错
在解决排列组合问题时一定要注意题目中的每一句话甚至每
一个字和符号,
不然就可能多解或者漏解.
例7 (2003全国高考题)如图,一个
地区分为5个行政区域,现给地图着色,
要求相邻区域不得使用同一颜色,现有4
种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种.(以数字作答)
误解:先
着色第一区域,有4种方法,剩下3种颜色涂四个区域,即有一种
12
颜色涂相对的两块区域,
有
C
3
2A
2
12
种,由乘法原理共有:
4
1248
种.
2
3
1
4
5
错因分
析:据报道,在高考中有很多考生填了48种.这主要是没有看清题设
“有4种颜色可供选择”,不一定
需要4种颜色全部使用,用3种也可以完成任
..
务.
正解:当使用四种颜色时,由
前面的误解知有48种着色方法;当仅使用三
种颜色时:从4种颜色中选取3种有
C
4
种方法,先着色第一区域,有3种方法,
剩下2种颜色涂四个区域,只能是一种颜色涂第2、4
区域,另一种颜色涂第3、
3
5区域,有2种着色方法,由乘法原理有
C
4<
br>3224
种.综上共有:
3
482472
种.
例8 已知
ax
2
b0
是关于x的一元二次方程,其中a、b{1,2,3,4}
,
求解集不同的一元二次方程的个数.
2
误解
:从集合
{1,2,3,4}
中任意取两个元素作为a、b,方程有
A
4个,当a、b
2
取同一个数时方程有1个,共有
A
4
113
个.
错因分析:误解中没有注意到题设中:“求解集不同的„„”所以在上述解
..
..
a2
a4
a1
a2
和
和
法中要去掉同解情况,由于
同解、
b1
b2b4
b2
4 6
同解,故要减去2
个。
正解:由分析,共有
13211
个解集不同的一元二次方程.
6未考虑特殊情况出错
在排列组合中要特别注意一些特殊情况,一有疏漏就会出错.
例9 现有1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元、50元人民币各一张,100
元人
民币2张,从中至少取一张,共可组成不同的币值种数是( )
(A)1024种
(B)1023种 (C)1536种 (D)1535种
误解:因为共有人民币10张,每张人民币
都有取和不取2种情况,减去全不
取的1种情况,共有
2
10
11023
种.
错因分析:这里100元面值比较特殊有两张,在误解中被计算成 4
种情况,
实际上只有不取、取一张和取二张3种情况.
正解:除100元人民币以外每张均有
取和不取2种情况,100元人民币的取法
有3种情况,再减去全不取的1种情况,所以共有
2
311535
种.
7题意的理解偏差出错
例10
现有8个人排成一排照相,其中有甲、乙、丙三人不能相邻的排法
有( )种.
(A)
A
6
A
5
(B)
A
8
A
6
A
3
(C)
A
5
A
3
(D)
A
8
A
6
误解:除了甲、乙、丙三人以外的5人
先排,有
A
5
5
种排法,5人排好后产生
6个空档,插入甲、乙、丙
三人有
A
6
种方法,这样共有
A
6
A
5
种排法,选A.
错因分析:误解中没有理解“甲、乙、丙三人不能相邻”的含义,得到的结
果
是“甲、乙、丙三人互不相邻”的情况.“甲、乙、丙三人不能相邻”是指甲、
....
乙、丙
三人不能同时相邻,但允许其中有两人相邻.
正解:在8个人全排列的方法数中减去甲、乙、丙全相邻
的方法数,就得到
863
甲、乙、丙三人不相邻的方法数,即
A
8
A
6
A
3
,故选B.
9
35
863
33
84
3
35
5 6
8解题策略的选择不当出错
有些排列组合问题用直接法
或分类讨论比较困难,要采取适当的解决策略,
如间接法、插入法、捆绑法、概率法等,有助于问题的解
决.
例10 高三年级的三个班到甲、乙、丙、丁四个工厂进行社会实践,其中
工厂甲必须
有班级去,每班去何工厂可自由选择,则不同的分配方案有( ).
(A)16种
(B)18种 (C)37种 (D)48种
误解:甲工厂先派一个班去,
有3种选派方法,剩下的2个班均有4种选择,
这样共有
34448
种方案.
错因分析:显然这里有重复计算.如:a班先派去了甲工厂,b班选择时也去
了甲工厂,这与<
br>b
班先派去了甲工厂,a班选择时也去了甲工厂是同一种情况,
而在上述解法中当作了不
一样的情况,并且这种重复很难排除.
正解:用间接法.先计算3个班自由选择去何工厂的总数,再扣
除甲工厂无
人去的情况,即:
44433337
种方案.
排列
组合问题虽然种类繁多,但只要能把握住最常见的原理和方法,即:“分
步用乘、分类用加、有序排列、
无序组合”,留心容易出错的地方就能够以不变
应万变,把排列组合学好.
6 6