排列组合常见问题答案
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排列组合问题常见解法 排列组合问题是高考考察的重点,每年必考内容,常是一个选择题或一个填空题,分值为5分,难度为中等难
度,在
分布列计算中也常用到排列组合的计算,先将排列组合问题解法介绍如下,供同学们参考。
一、元素分析法
在解有限定元素的排列问题时,首先考虑特殊元素的安排方法,再考虑其他元素的排法。
例1
(06全国)安排7位工作人员在5月1日至5月7日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不安排在5
月1日和2日。不同的安排方法共有 种(用数字作答)
解:因甲、乙二人都不安排在5
月1日和2日,所以先安排甲、乙,在5月3日至5月7日5天中选2天安排
甲、乙有
A
5
2
种方法,再安排其余5人,有
A
5
5
种方法,故共有
A
5
5
A
5
2
=2400种
二、位置分析法
在解有限定位置的排列问题时,首先考虑特殊位置的安排方法,再考虑其他位置的排法。
例2
题同例1
解:因5月1日和2日不能安排甲、乙,所以先安排5月1日、2日,在除甲、乙外5人中选
2人安排到5月
1日、2日,有
A
5
2
种方法,再安排其余5天,有
A
5
5
种方法,故共有
A
5
2
A
5
5
=2400种
三、间接法
又叫排除法,在解有限定条件的排列问题时
,首先求出不加限定条件的排列数,再减去不符合条件的排列数。
例3 题同例1
725<
br>解:安排7人在5月1日至5月7日值班,有
A
7
种方法,其中甲、乙二人都安
排在5月1日和2日有
A
2
A
5
种,甲、乙仅一人安排在5
月1日和2日有
C
2
C
5
A
2
A
5
种。不同的安排方法共有
A
7
-
A
2
A
5
-
C
2
C
5
A
2
A
5
=240
0种
四、树图法
又称框图法,用树图或框图列出所有排列(或组合),从而求出排列数。适
合限定条件在3个以上,排列组
合问题。
例4 已知集合M={a,b,c} ,N={1,
0,-1},在从集合M到集合N的所有映射f中,满足f(a)+f(b)=f(c)的映
射有多少个
?
解:满足条件的映
所以满足条件的映射有7个。
五、逐一插入法
若干元素必须按照特定的顺序排列的
问题,先将这些“特殊元素”按指定顺序排列,再将“普通元素”逐一插入其
间或两端。
例5
(06湖北)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 。(用数字作答)
解:(逐一插入法)先将工程甲、乙、丙、丁按指定的顺
序排成一排,有1种方法,将丙丁看成一项工程,再
在甲、乙、丙(丁)之间和两端的4个空档安排其余
2项工程1项工程,有
A
4
种方法,再在这4项工程之间和两端
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的5个空档安排其余1项工程,有
A
5
种方法,所以共有
A
4
A
5
=20种方法。
六、消序法
若干元素必须按照特定的顺序排列的问题,先将所有元素全排列,再将特殊元素在
其位置上换位情况消去(通
常除以特殊元素的全排列数),只保留指定的一种顺序。
例6(06江苏)今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有
种不同
的方法(用数字作答)
解:先将9个球排成一排有
A
9
9<
br>种不同的方法,其中,2个红球有
A
2
2
排法,
3个黄球有
A
3
3
排法, 4个白球有
A
4
排法,
因同色球不加以区分, 所以2个红球、3个黄球、4个白球都各有1中排法,消去它们的顺序得将这9
4
个球排成一列有
A
9
2
2
9
4
4
AAA
3
3
=1260种
七、优序法
若干元素必须按照特定的
顺序排列的问题,先从所有位置中按“特殊元素”个数选出若干位置,并把这些特殊元
素按指定顺序排上
去,再将普通元素在其余位置上全排列。
例7(06湖北)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 。(用数字作答)
解:先将丙丁看作1项工程,再在5个位置中选3个位置,按指定顺序安排甲、乙、丙(丁)3项工程,有
C
5
3
种方法,再在其余2个安排其余2项工程,有
A
2
2
种方法,所以共有
A
2
2
C
5
=20种方法。
3
八、捆绑法
若某些元素必须相邻,先把这几个相邻元素捆在一起看成一个元素,再
与其他元素全排列,最后再考虑这几个
相邻元素的顺序。
例8
(05辽宁)用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1与2相邻,
3与4相邻,5
与6相邻, 7与8不相邻,这样的八位数共有 个。(用数字作答) <
br>解:先将1与2、3与4、5与6各看成一个元素,将这3个元素排成一排,有
A
3种方法,再在这3个元素之
间和两端的4个空档中选3个安排7与8,有
A
4
种方法,再排1与2、3与4、5与6的顺序,各有2种方法,
所以共有
A
3
A
4
2
3
=257种方法,因每一种排法对应一个八位数,所以
这样的八位数共有257个。
3
3
2
2
九、插空法
若某
些元素不相邻,先将普通元素全排列,然后再从排就的每两个元素之间及两端选出若干个空挡插入这些特
殊元素。
例9
有一排8个相同的座位,选3个座位坐人,要求每人两边都有空位,这3人有多少不同的安排方法?
解
:因3个坐人的座位不相邻,用插空法,先将5个空位排成一排有1种方法,然后在5个空位的4空档选3
个空档安排坐人的3个座位,有
A
4
=24种不同的方法,这3人有24不同的安排
方法。
十、查字典法
对数的大小顺序排列问题常用此法。(1)先把每一个数字(符合条件
)打头的排列数计算出来;(2)再找下一
位数字。
例10
在由1,2,3,4,5组成的所有没有重复数字的五位数中,大于23145且小于43521的数共有(
)
A.56 B.57 C.58 D.60
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12解:首位为2第二位为3第三位为1比23145大的数只有1个;首位为2第二位为3第三位比1大的数有
A
2
A
2
1313
4
=4个;首位为2
第二大于3的数
A
2
A
3
=12个;首位为3的数有
A4
24个;首位为4第二位比3小的数有
A
2
A
3
=1
2
12
个;首位为4第二位为3第三位比5小的数有
A
2A
2
=4个;首位为4第二位为3第三位为5比43521小的数有1个。
所以大
于23145且小于43521的数共有1+4+12+24+12+4+1=58个。
十一、分组问题
(1)若各组元素个数均不相同,则逐组抽取。
(2)
若其中有若干组元素个数相同,则逐组选取,因元素个数相同,所以组间无差别,故除以元素个数相同组
数的全排列以消序。
例11(06江西)将7个人分成三个组,一组3人,另两组2
人,不同的分组数为a,则a为( )
A.105 B.105
C.210 D.210
解:先在7人选3人作为1组,有C
7
3
种方法,再从其余4人中选2人作为1组,有
C
4
2
种方法,再把余下2人
作为1组有
C
2
2
种方法,因后
2组人数相同,故应认为这2组无序,应除以
A
2
2
。
∴不同的分
组有
C
7
C
4
C
2
A
2
2
322
=105种
十二、隔板法
又叫隔墙法,插板法,n件相同物品(n个名额)分给m个人,名额分配,相同物品分配常用此法。
若每个人至少1件物品(1个名额),则n件物品(n名额)排成1排,中间有n-1
个空挡,在这个n-1空档
选m-1个空挡放入隔板,隔板1种插法对应1种分法,所以有
C<
br>n1
种分法。
若允许有人分不到物品 ,则先把n 件物品和m-1块隔板排成一排
,有n+m-1个位置,从这个位置中选m-1
个位置放隔板,有
C
nm1
种方法,再将n件物品放入余下的位置,只有1种方法,m-1块隔板将物品分成m块,从
左到右可看
成每个人分到的物品数,每1种隔板的放法对应一种分法,所以共有
C
nm1
种分法。
例12 9个 颜色大小相同的分别放入编号分别为1,2,3,4,5,6的6个盒中,
要求每个盒中至少放1个小
球,有多少种方法?
解:(法1)将9个小球排成一排,9个小
球之间有8个空挡,在这8个空挡选5个空挡放5个隔板,将9
个小球分成6份,每份至少1个球,将这
6份放到6个盒中,有
C
8
=56种方法。
(法2)先给
每个盒中放1个球,然后将余下的3个小球和5块隔板排成一排,排列位置有8个,先从8个
位置中选5
个放隔板,有
C
8
=56种方法,再余下位置放小球只有1种方法, 5块隔板将小球
分成6块,从左到右看
成6个盒所得球数,每一种隔板放法对应1种分法,故有
C
8<
br>=56种方法。
十三、排列组合综合问题
排列组合综
合问题,应先取后排;较复杂的排列组合问题,如含“至多”、“至少”、多个限定条件问题,注意
分类
讨论。
例14 (06陕西)某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),
其中甲和乙不同去,甲
和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有 种 。
解
:由题知,若选甲,则必不选乙,必选丙,须从除甲乙丙外5人中选2人,有
C
5
种方
法;若不选甲,则必不
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5
5
m1
m1
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选丙,须从除甲丙外6人中选4人,有
C
6
4
种方法,再将选出的4人分到4个地区,有
A
4
4
方法,所以不同
的选派方
案共有(
C
5
3
+
C
6
4
)
A
4
4
=600种。
例14 现有8名青年,其中有5名能
胜任英语翻译工作;有4名青年能胜任德语翻译工作,现在要从中挑选5
名青年承担一项任务,其中3名
从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,则有多少种不同的选法?
解:(法1)我们可以分成3类:
①让两项工作都能担任的青年从事英语翻译工作,有
C
4
2
C
3
2
;
1
②让两项工作都能
担任的青年从事德语翻译工作,有
C
4
3
C
3
;
③让两项工作都能担任的青年不从事任何工作,有
C
4
3
C
3
2
;
1
∴由分类计数原理,总的方法一共有
C
4
2C
3
2
+
C
4
3
C
3
+C
4
3
C
3
2
=42
十四、一一映射转化法
例15 一个楼梯共有11级台阶,每步走1阶或2阶,7步走完,一共有多少种走法?
解:11级台阶,要求7步走完,每步走1阶或2阶 ,显然,必须有4步走2阶,3步走1阶。设每步
走1阶为
A每步走2阶为B,则原问题相当于在8个格子选个格子填A,其余填B,这是一个组合问题,
所以一共有
C
7
=35
种不同的走法。
3
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