小学数学五年级《排列组合》练习题(含答案)
晨读英语美文100篇-高向鹏
《排列组合》练习题(含答案)
内容概述
加乘原理,
排列组合是四年级一个重要的学习内容,在之前的学习中,我们已经对它
们有所了解,
对于加乘原理我们只需要记住:加法分类,类类独立;乘法分步,步步相关!
排列
组合的应用具有一定难度.突破难点的关键:首先必须准确、透彻的理解加法原理、
乘法原理;即排列组
合的基石.其次注意两点:
①对问题的分析、考虑是否能归纳为排列、组合问题?若能,再判断是属于
排列问题
还是组合问题?②对题目所给的条件限制要作仔细推敲认真分析.可利用图示法,可使
问题简化便于正确理解与把握.
本讲主要巩固加强此部分知识,注重排列组合的综合应用.
排 列
在实际生活中常遇到这样的问题,就是要把一些事物
排在一起,构成一列,计算有多
少种排法.就是排列问题.在排的过程中,不仅与参加排列的事物有关,
而且与各事物所
在的先后顺序有关.
一般地,从n个不同的元素中任取出m个(m≤n)元素
,按照一定的顺序排成一列.叫
做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
由排列的定义
可以看出,两个排列相同,不仅要求这两个排列中的元素完全相同,而
且各元素的先后顺序也一样.如果
两个排列的元素不完全相同.或者各元素的排列顺序不
完全一样,则这就是两个不同的排列.
从n个不同元素中取出m个(m≤n)元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中
m
pn
m
p
n
n(n1)(n2)....(nm1)
<
br>取出m个元素的排列数,我们把它记做
其中
(m≤n),
共m个数
.<
br>P
n
n
n!n(n1)...1
.
【例1】 4名男生和2名女生去照相,要求两各女生必须紧挨着站在正中间,有几种排法?
分析:分两步进行,先安排两个女生有
P
2
种方法,4个男生站的位置有P
4
种方法,共有
24
P
2
2
P
4
4
=2×1×4×3×2×1=48(种),故有48种排法.
【巩固】
停车站划出一排12个停车位置,今有8辆不同的车需要停放,若要求剩余的4个
空车位连在一起,一共
有多少种不同的停车方案?
分析:把4个空车位看成一个整体,(4个空车位看成一样
的)与8辆车一块儿进行排
列.
P
9
9
362880
.
【前铺】讲解此部分例题之前,请根据本班情况,将排列公式的计算练习一下!
3253
计算:(1)
P
14
P
14
;
(2)
3P
6
P
3
32
分析:(1)
P
14
P
14
=14×13×12-14×13=2002 ;
53
(2)
3P
6
P
3
=3×(6×5×4×3×2)-
3×2×1=2154 .
【例2】 书架上有4本不同的漫画书,5本不同的童话书,3
本不同的故事书,全部竖起
排成一排,如果同类型的书不要分开,一共有多少种排法?如果同类书可以分
开,一共有
多少种排法?(只写出表达式,不用计算)
分析:每种书内部任意排序
,分别有
P
4
,
P
5
,
P
3
种排
法,然后再排三种类型的顺序,有
P
3
4533
4533
种排法,整
个过程分4步完成.
P
4
×
P
5
×
P
3<
br>×
P
3
=103680(种).如果同类书可以分开,
就相当于4+5
+3=12本书随意排,有
P
12
种排法.
【例3】
用0,1,2,3,4可以组成多少个没重复数字的三位数?
分析:(法1)在本题中要
注意的是0不能为首位数字,因此,百位上的数字只能从1,2,
3,4这四个数字中选择1个,有4种
方法;十位和个位上的数字可以从余下的4个数字中
任选两个进行排列,有
P
4
种方法.由分步计数原理得,三位数的个数是:4×
P
4
=48(个).
(法2):从0,1,2,3,4中任选三个数字进行排列,再减去其中不合要求的,即首位是
0.从0
,1,2,3,4这五个数字中任选三个数字的排列数为
P
5
,其中首位是0的三位数
有
P
4
个.三位数的个数是:
P
5
-
P<
br>4
=5×4×3-4×3=60-12=48(个).
不是简单的全排列,有一些其它
的限制,这样要么全排列再剔出不合题意的情况,要么直
接在排列的时候考虑这些限制因素.
【前铺】(1)用1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的三位数?
(2)用1,2,3,4,5可以组成多少个三位数?
分析:(1)要组成三位数,自然与三
个数字的排列顺序有关,所以这是一个从五个元素中
取出三个进行排列的问题,可以组成
232
3
22
12
P
5
3
=5×4×3=60种没有重复
数字的三位数.
(2)没有要求数字不能重复,所以不能直接用
P
5
3来计算,分步考虑,用乘法原理可得:5
×5×5=125(个).
注意“重复”和“没有重复”的区别!
【巩固】用数码0,1,2,3,4可以组成多少个小于1000的没有重复数字的自然数?
分析:小于1000的自然数包括一位数、两位数、三位数,可以分类计算.注意“0”是自
1112<
br>然数,且不能作两位数、三位数的首项.
5P
4
P
4
P
4
P
4
69
(个).很自然的知道
需要根据位数分类考
虑,而且首位非零的限制也需要考虑.
【例4】 由4个不同的独唱节目和3个
不同的合唱节目组成一台晚会,要求任意两个合唱
节目不相邻,开始和最后一个节目必须是合唱,则这台
晚会节目的编排方法共有多少种?
分析:先排独唱节目,四个节目随意排,有
节目
,有三个节目,两个位置,对应
P
4
4
=24种排法;其次在独唱节目的首尾
排合唱
P
3
2
=6种排法;再在独唱节目之问的3个位置中排一个
合
唱节目,有3种排法,由乘法原理,一共有24×6×3=432种不同的编排方法.
【例5】 小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法?
(1)七个人排成一排;
(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.
(3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间.
(4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边.
(5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上.
(6)七个人战成两排,前排三人,后排四人.
(7)七个人战成两排,前排三人,后排四人. 小新、阿呆不在同一排.
7
分析:(1)
P
7
5040
(种).
6<
br>(2)只需排其余6个人站剩下的6个位置.
P
6
720
(种).
(3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的6个位置.2×
P
6
=1440(
种).
6
2P
5
5
240
(4)先排两边,再排剩下的5个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位置.
(种).
P
5
2
P
5
5
2400
(5)先排两边,从除小
新、阿呆之外的5个人中选2人,再排剩下的5个人,
(种).
(6)七个人排成一排时,7
个位置就是各不相同的.现在排成两排,不管前后排各有几个
7
人,7个位置还是各不相同的,
所以本题实质就是7个元素的全排列.
P
7
5040
(种).
(
7)可以分为两类情况:“小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后”,两种情况是
对等的,所以
只要求出其中一种的排法数,再乘以2即可.4×3×
P
5
×2=2880(种).排
队问题,
5
一般先考虑特殊情况再去全排列.
【例6】
某管理员忘记了自己小保险柜的密码数字,只记得是由四个非0数码组成,且四
个数码之和是9.为确保
打开保险柜,至少要试多少次?
分析:四个数字之和为9的情况有:l+1+1+6=9;
1+1+2+5=9;1+1+3+4=9;1+2+2+4=9;1+2+3+3=9;
2+2+2+
3=9,分别计算这6种情况.对于“l+1+1+6”这种情况,我们只需考虑6,其它1
放那都一样
;对于“1+1+2+5”这种情况,只需考虑2和5,其它同理,可得答案:
P
4
1
P
4
2
P
4
2
P
4
2P
4
2
P
4
1
56(次)
【巩固】有3所学校共订300份中国少年报,每所学校订了至少98份,至多102份.问:
一共有多少种不同的订法?
分析:可以分三种情况来考虑:
(1)3所学校订的
报纸数量互不相同,有98,100,102;99,100,101两种组合,每种组各
有
P
3
3
=6种不同的排列,此时有6×2=12种订法.
(2)3所学校订的
报纸数量有2所相同,有98,101,101;99,99,102两种组合,每种组
各有3种不同的
排列,此时有3×2=6种订法.
(3)3所学校订的报纸数量都相同,只有100,100,100一种订法.
由加法原理,不同的订法一共有12+6+l=19种.
组 合
一般地,从n个不同元素中取出m个(m≤n)元素组成一组不计较组内各元素的次序,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.由组合的定义可以看出,两个组合是否相
同,只与
这两个组合中的元素有关,而与取到这些元素的先后顺序无关.只有当两个组合中
的元素不完全相同时,
它们才是不同的组合.
从
n
个不同元素中取出
m
个元素(m
≤
n
)的所有组合的个数,叫做从
n
个不同元素中
个
数
64444
m
744448
n(n1)...(nm1)m
取出
m
个不同元素的组合数.记作
C
n
这就是组合数
公式.
m!
【例7】
以右图中的8个点中的3个为顶点,共可以画出多少个不同的三角形?
分析:从8个点中选
3个点,一共有56种不同的选法.但是因为在一条直线
上的3个点不能组成三角形,所以应去掉两条直
线上不合要求的选法.5个点
选3个的选法有10种.4个点选3个的选法有4种.所以一共可以画出<
br>56-(10+4)=42不同的三角形.
【前铺】右图共有11条射线,那么图中有多少个锐角?
分析:如图,最大的
为锐角,它内部的各个角一定也是锐角,图中共有11条射线,任取两
条作为角的两边便可确定一个锐角
.因为角的两边不存在顺序关系,所以应该用组合.
C
11
=55.
几何题中的数个数问题往往可以采用这样的组合方法来解题.
【前铺】讲解例题之前请根据本班情况先将组合公式计算练习一下!
计算:(1)
C
6
,C
5
,C
5
,(2)
C
7
,C
7
,C
7
24135
2
2
6554325
1
15
,
C
54
5
,
C
5
5
;
2143
211
7657654376543
355
(2)
C
7
35
,
C
7
21
,
C
7
21
321543215432
1
分析:(1)
C
6
2
mnm
注意:从上发现
规律
C
n
C
n
.
【巩固】从3、5、7、11这四个质数中任取两个相乘,可以得到多少个不同的乘积?
分析
:由于3,5,7,11都是质数,因此所得乘积各不相同,因此只要求出不同的质数对
的个数就可以了
.
C
4
2
=6.
【巩固】一个口袋中有4个球,另一个口袋中有
6个球,这些球颜色各不相同.从两个口
袋中各取2个球,共有多少种不同结果?
2
2
分析:分步考虑,
C
4
C
6
61590
(种).
【例8】 有13个队参加篮球比赛,比赛分两个组,第一组七个队,第二组六个队,各组<
br>先进行单循环赛(即每队都要与其它各队比赛一场),然后由各组的前两名共四个队再进行
单循环
赛决定冠亚军.问:共需比赛多少场?
分析:分三部分考虑,第一组预赛、第二组顶赛和最后的决赛.
第一组要赛:
第二组要赛:
C
7
2
=21(场),
C
6
2
=15(场),决赛阶段要赛:
C
4
2
=6(场),
总场数:21+15+6=42(场).
【拓展】一个盒子装有10个编号依次为1,2,
3,…,10的球,从中摸出6个球,使它们
的编号之和为奇数,则不同的摸法种数是多少?
分析:10个编号中5奇5偶,要使6个球的编号之和为奇数,有以下三种情形:
(1)5奇1偶,对奇数只有1种选择,对偶数有5种选择.由乘法原理,有1×5=5种选择; (2)3奇3偶,对奇数有
C
5
=10种选择,对偶数也有
C
5
=10种选择.由乘法原理,有10×10=100
种选择;
(3)1奇5偶,对奇数有5种选择,对偶数只有1种选择.由乘法原理,有5×1=5种选择.
由加法原理,不同的摸法有:5+100+5=110种.
33
【例9】
某年级6个班的数学课,分配给甲、乙、丙三名数学老师任教,每人教两个班,
分派的方法有多少种?
分析:分三步进行:第一步,取两个班分配给甲,与先后顺序无关,是组合问题,有15种<
br>选法;第二步,从余下的4个班中选取两个班给6种选法;第三步,剩余的两个班给丙,
有1种选
法.根据乘法原理,一共有15×6×l=90种不同的分配方法.
【拓展】从8名候选人
中选出正、副班长各1人,再选出3名班委会成员.一共有多少种
不同的选法?
分析:先选正
、副班长,分别有8种和7种选法.再从剩下的6人中选出3人,有
C
6
=20
种选法.由乘法原理,共有8×7×20=1120种不同的选法.
【例10】
工厂从100件产中任意抽出三件进行检查,问:
(1)一共有多少种不同的抽法?
(2)如果100件产品有2件次品,抽出的3件中恰好有一件是次品的抽法有多少种?
(3)如果100件产品中有2件次品,抽出的3件中至少有一件是次品的抽法有多少种? 、
分析:从100件产品中抽出3件检查,与抽出3件产品的顺序无关,是一个组合问题.
(1
)不同的抽法数就是从100个元素中取3个元素的组合数.
C
100
=161700
(种).
(2)可分两步考虑,第一步:从2件次品中抽出一件次品的抽法有
C
2<
br>种;第二步:从98件
合格品中抽出2件合格品的抽法有
C
98
种.再
用分步计数原理求出总的抽法数,
12
C
2
C
98
95
06
.
2
1
3
3
(3)可以从反面考虑,从抽法总数C
100
中减去抽出的三件都是合格品的情况,便得到抽出的
33
三件产
品中至少有一件是次品的抽法总数.
C
100
C
98
16170
01520969604
.
3
【例11】
从10名男生,8名女生中选出8人参加游泳比赛.在下列条件下,分别有多少种
选法?
(1) 恰有3名女生入选;
(2) 至少有两名女生入选;
(3)
某两名女生,某两名男生必须入选;
(4) 某两名女生,某两名男生不能同时入选;
(5) 某两名女生,某两名男生最多入选两人.
35
分析:(1)恰有3名女生入
选,说明男生有5人入选,应为:
C
8
C
10
14112
;
(2)要求至少两名女生人选,那么“只有一名女生入选”和“没有女生入选”都不符合要
求.运用包含与排除的方法,从所有可能的选法中减去不符合要求的情况:
8871
C
18
C
10
C
10
C
8
42753.
4
(3)4人必须入选,则从剩下的14人中再选出另外4人.
C
14
1001
.
(4)从所有的选法
C
18
中减去这4个人同时入选的
C
14
种可能:
C
18
-
C
14
=42757.
(5)分三类情况:4人无人入选,4人仅有1人
入选,4人中有2人入选,共:
81726
C
14
C
4
C
14
C
4
C
14
=34749.
8484
【例12】 用2个1,2个2,2个3可以组成多少个互不相同的六位数
?用2个0,2个1,2
个2可以组成多少个互不相同的六位数?
分析:先考虑在
6个数位上选2个数位放1,这两个1的顺序无所谓,故是组合问题有
C
6
=15种选法;再从剩下的4个数位上选2个放2,有
C
4
=6种选法;剩下的2个数位
放3,只有
1种选法.由乘法原理,这样的六位数有15×6×l=90个.
在前一问的情况
下组成的90个六位数中,首位是1、2、3的各30个.如果将3全部换成0,
这30个首位是0的数
将不是六位数,所以可以组成互不相同的六位数90—30=60个.
【例13】 从1,
3,5,7,9中任取三个数字,从2,4,6,8中任取两个数字,组成没有
重复数字的五位数,一共
可以组成多少个数?
分析:整个过程可以分三步完成:
第一步,从1,3,5,
7,9中任取三个数字,这是一个组合问题,有
C
5
种方法;
第二步,从2
,4,6,8中任取两个数字,也是一个组合问题,有
C
4
种方法;
第三步,用取出的5个数字组成没有重复数字的五位数,有
P
5
种方法. <
br>再由分步计数原理求总的个数:
C
5
×
C
4
×
P
5
=7200(个).
附加题目
【附1】小明的书架上原来有6本书,不重新排列,再放上3本书,可以有多少种不同的放
法?
分析:放第一本书时,有原来的6本书之间和两端的书的外侧共7个位置可以选择;放第二本书时,有已有的7本书之间和两端的书的外侧共8个位置可以选择.同样道理,放第
三本书时,
有9个位置可以选择.由乘法原理,一共可以有7×8×9=504种不同的放法.
【附2
】一栋12层楼房备有电梯,第二层至第六层电梯不停.在一楼有3人进了电梯,其
中至少有一个要上1
2楼,则他们到各层的可能情况共有多少种?
分析:每个人都可以在第7层至第12层中任
何一层下,有6种情况,那么三个人一共有6
325
5
2
3
2
2
×6×6=216种情况,其中,都不到12楼的情况有5×5×5=125种.因
此,至少有一人要上
12楼的情况有216-125=91种.
【附3】某校组织
进行的一次知识竞赛共有三道题,每道题满分为7分,给分时只能给出自
然数l,2,3,…,7分.已
知参加竞赛者每人三道题的得分的乘积都是36,而且任意二人
各题得分不完全相同,那么请问参加竞赛
的最多有多少人?
分析:将36分解为不大于7的三个数的乘积,有1×6×6;3×3×
4;2×3×6三种情况.考
虑到因数的
先后顺序,第一种情况,考虑1有三个位置可选择,
其余位置放6,有3种顺序;第二种情
况与第一种情况相似,有3种顺序;最后一种情况,有3×2×l
=6种顺序.由加法原理,
一共有12种顺序,所以参赛的最多有12人.
【附4
】某市的电视台有八个节目准备分两天播出,每天播出四个,其中某动画片和某新闻
播报必须在第一天播
出一场,体育比赛必须在第二天播出,那么一共有多少种不同的播放
节目方案?
分
析:某动画片和某新闻播报在第一天播放,对于动画片而言,可以选择当天四个节目时
段的任何一个时段
,一共有4种选择,对于新闻播报可以选择动画片之外的三个时段中的
任何一个时段,一共有3种选择,
体育比赛可以在第二天的四个节目时段中任选一个,一
共有4种选择.剩下的5个节目随意安排顺序,有
P
5
5
=120种选择.由乘法原理,一共有
4×3×4×120=
5760种不同的播放节目方案.
【附5】某旅社有导游9人,其中3人只会英
语,2人只会日语,其余4个既会英语又会日
语.现要从中选6人,其中3人做英语导游,另外3人做日
语导游.则不同的选择方法有
多少种?
分析:此题若从“多面手”出发来做,不太
简便,由于只会日语的人较少,所以针对只会
日语的人讨论,分三类:
(1)只会日语的2人
都出场,则还需1个多面手做日语导游,有4种选择.从剩下的只会英
语的人和多面手共6人中选3人做
英语导游,有
C
6
=20种,由乘法原理,有4×20=80种选
择. (2)只会日语的2人中有1人出场,有2种选择.还需从多面手中选2人做日语导游,有
C
4
=6种选择.
剩下的只会英语的人和多面手共5人中选3人做英语导游,有
C<
br>5
=10种选择.由乘法原理,
有2×6×10=120种选择.
(3)只会
日语的人不出场,需从多面手中选3人做日语导游,有
C
4
=4种选择.剩下的只会<
br>英语的人和多面手共4人中选3人做英语导游,有
C
4
=4种选择.由乘法原理
,有4×4=16
3
3
3
2
3
种选择.
根据加法原理,不同的选择方法一共有80+120+16=216种.
【附6】五个瓶子都贴了标签,其中恰好贴错了三个,贴错的可能情况共有多少个?
分析:首
先考虑哪三个瓶子贴错了,有
C
5
种可能,3个瓶子贴错后互相贴错标签又分成两种不同情况.所以共有
C
5
×2=20(种).此题容易出错的是三个出错的瓶子
确定后,他们之
间错误的可能情况数目,有的同学很容易忽略这一环节,而有的会不假思索的把它当作一
个全排列,这都是不正确的.
3
3
【附7】马路上有编号为1,
2,3,…,l0的十只路灯,为节约用电又能看清路面,可以把
其中的三只灯关掉,但又不能同时关掉
相邻的两只或三只,在两端的灯也不能关掉的情况
下,求满足条件的关灯方法有多少种?
<
br>分析:l0只灯关掉3只,实际上还亮7只灯,而又要求不关掉两端的灯和相邻的灯,此题
可以转
化为在7只亮着的路灯之问的六个空档中插入三只熄灭的灯,有
C
6
=20种插法.
3
练习十二
1.给出1,2,3,4四个数字,试求:(1)可组成多少个数字不重复的四位数?
(2)可组成多少个数字不重复的自然数?
(3)可组成多少个不超过四位的自然数?
分析:(1)
P
4
=4×3×2×1=24个数字不重复的四位数.
(2)利用1,2,3,4可组成数字不重复的一位、两位、三位、四位自然数,
1234<
br>分类考虑:
P
4
P
4
P
4
P
4
=64个.
4
(3)此题数位上的数字允许重复,利用1,2,3,4可组成一位
、两位、三位、四位自然
数.进一步考虑,
一位数有4个,两位数有4×4=16个,三位数
有4×4×4=64个,四位数有4×4×4×4=256
个.故共有4+16+64+256=340
个.
2.由四个不同的非0数字组成的所有四位数中,数字和等于12的共有多少个?
分析:四个数字都不同而数字和为12的数字有1,2,3,6和1,2,4,5两种情况,
对于
每种情况,可以组成
P
4
4
=24个不同的四位数.对于所以,
共可以组成24+24=48个不同的
四位数.
3.桌子上有3张红卡片,2张黄
卡片,和1张蓝卡片,如果将它们横着排成一排,同种颜
色的卡片不分开,一共有多少种排法?
3213
PPP
分析:
P
3213
=72种.
4.在1~100中任意取出两个不同的数相加,其和是偶数的共有多少种不同的取法?
分析:两个数的和是偶数,这两个数必然同是奇数或同是偶数,而取出的两个
数与顺序无
关,所以是组合问题;从50个偶数中取出2个,有
C
50
=12
25种取法;从50个奇数中取出
2个,也有
C
50
=l225种取法.根据
加法原理,一共有1225+1225=2450种不同的取法.
5.在一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.
(1)从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
(2)从口袋取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
(3)从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
分析:(1)从口袋内的8个球中取出3个球,与顺序无关,是组合问题,其取法种数是56种. (2)从口袋内取出的3个球中有1个是黑球,于是还要从7个白球中再取出2个,其取法种
数是2
1种.
(3)由于所取出的3个球中不含黑球,也就是要从7个白球中取出3个球,其取法种数是35
种.
6.在6名女同学,5名男同学中选出4名女同学,3名男同学站成一排,有多少种排法?
4
37
分析:男女同学分别考虑,再整体排列.
C
6
C
5
P
7
=756000(种).
2
2