排列组合问题的解题方法总结学生版(1)

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2020年12月12日 09:05
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2020年12月12日发(作者:郭祝官)


排列组合问题的解题方法总结
一、相邻问题 “捆绑法”:
要求某几个元素 必须排在一起的问题,可以用捆绑法来解决问题.即将需要相邻的元素
合并为一个元素,再与其它元素一 起作排列,同时要注意合并元素内部也可以作排列。
例1:5个男生3个女生排成一排,3个女生要排在一起,有多少种不同的排法?
分析 此 题涉及到的是排队问题,对于女生有特殊的限制,因此,女生是特殊元素,并且要求她
们要相邻,因此可 以将她们看成是一个元素来解决问题.

练1-1:7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.

练1-2:某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为

练1-3:6个人排成一排,甲、乙二人必须相邻的排法有多少种?

二、不相邻问题 “插空法”:
对元素不相邻问题,可先不考虑限制条件先排其它元素,再将 不相邻元素插入已排好
元素的空隙中(包括两端)即可。
例2: 学校组织老师学生一起看电 影,同一排电影票12张。8个学生,4个老师,要求老
师在学生之间,且老师互不相邻,共有多少种不 同的坐法?
分析 此题涉及到的是不相邻问题,并且是对老师有特殊的要求,因此老师是特殊元素,在 解决
时就要特殊对待.所涉及问题是排列问题.

练2-1:一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的
出场顺序有多少种?

练2-2:某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果
将这两个新节目插入原节目单中,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为

练2-3:用1,2,3,4,5,6,7,8组成没有重复数字的八位数,其中1与2相邻、3与4< br>相邻、5与6相邻、7与8不相邻的八位数共有 个.

三、特殊元素(或位置) “优先法”:
排列组合问题无外乎“元素”与“位置”的关系问题 ,即某个元素排在什么位置或某个
位置上排什么元素的问题.因此,对于有限制条件的排列组合问题,可 从限制元素(或位置)
入手,优先考虑。
例3:在由数字0、1、2、3、4、5所组成的没 有重复数字的四位数中,不能被5整除的数
共有( )个.
分析 根据所求四位数对首末两 位置的特殊要求可分三步:第一步:排个位;第二步;排首
位;第三步:排中间两位。

练3-1:由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.

练3-2:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆
里,问有多少不同的种法?


练3-3:五个工程队承建某项工程的 五个不同的子项目,每个工程队承建1项,其中甲工程
不能承建1号子项目,则不同的承建方案共有多少 种?

四、分组与分配问题 平均分配用“除法”:
n
平均分成的组,不 管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后要一定要除以
A
n
n
(
为均分的组数)避免重复计数。
例4:6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
分析 分三步取书,但这里出现重复计数的现象。

练4-1:6本不同的书,按以 下要求各有多少种分法?⑴平均分成三组;⑵分成1本,2本、
3本三组;⑶平均分给甲、乙、丙三人; ⑷分给甲、乙、丙三人,一人拿1本,一人拿2本、
一人拿3本;⑸甲得一本,乙得二本,丙得三本.< br>

练4-2: 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法?

练4-3:某校高二年级共有六个班级,现从外地转 入4名学生,要安排到该年级的两个班
级且每班安排2名,则不同的安排方案种数为_____

五、元素相同问题 “隔板法”:
将n个相同的元素分成m份(n,m为正整数) ,每份至少一个元素,可以用m-1块隔板,插
入n个元素排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为< br>C
n1

例5:
.
有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?
分析 因为10个名额没有差别,把它们排成一排。相邻名额之间形成9个空隙。在9个空档
中选6个位置插个隔板,可把名额分成7份,对应地分给7个班级,每一种插板方法对应一
种分法
m1















练5-1:10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法?

练5-2:某 校要从6个班级中选出10人组成一个篮球队,要求每班至少选1人参加,则这
10个名额的不同分配方 法有多少种?

练5-3:在高二年级中的8个班,组织一个12个人的年级学生分会,每班 要求至少1人,名额
分配方案有多少种?

六、正难则反 “排除法”:
有些问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出它的反面,再从整
体中排除。 常见关键词为:“至少“、”不少于“,至多,不多于,不大于等关键词。
例6: 某班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的抽法
有多少种?
分析 此题若是直接去考虑的话,就要将问题分成好几种情况,这样解题的话,容易造成各种
情 况遗漏或者重复的情况.而如果从此问题相反的方面去考虑的话,不但容易理解,而且在计
算中也是非常 的简便.这样就可以简化计算过程.


练6-1:6个人排成一排,甲不在排头,乙不在排尾的排法有多少种?
< br>练6-2:从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少含甲型与乙型电视机各一
台的 不同选法有 种?
练6-3:从甲、乙等10名同学中挑选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___140___种


七、重排问题 “求幂法”:
允许重复的排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置 的约束,可以逐一安排
各个元素的位置,一般地n不同的元素没有限制地安排在m个位置上的排列数为< br>m
种。
例7:把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法?
分析 完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有 7 种分法.把第二名实习生分配到
车间也有7种分依此类推,由分步计数原理。

练7-1: 某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法 .

练7-2:五名学生报名参加四项体育比赛,每人限报一项,则不同的报名方法的种数
为 .
练7-3:4名同学分别报名参加学校的足球队、篮球队、乒乓球队,每人限报其中的1个运
动队。不同报名方法的种数是多少?

八、排列组合混合问题 “先选后排”:
解决排列组合混合问题,先选后排是最基本的指导思想.先把所需要的元素选出来,再进
行排序。
例8:有5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法.
分析 第一步从5个球中选出2个组成复合元。再把4个元素(包含一个复合元素)装入4个
不 同的盒内,根据分步计数原理装球的方法

练8-1:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完
成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 种

练8-2:从5名志愿者中选派4人在星期五、星期六、星期日参加公益活动,每人一天,
要求星期五有一人参加,星期六有两人参加,星期日有一人参加,则不同的选派方法共有
多少种?
练8-3:汉中最美油菜花节期间, 5名游客到4个不同景点游览,每个景点至少有一人,则
不同的游览方法共有多少种。

九、有序问题 “倍缩法”:
对于元素顺序一定的排列问题,可先考虑没有顺序元素的排列, 然后除以有顺序的几
个元素的全排列即可。
例9:3男3女排成一排,若3名男生身高不相等 ,则按从高到低的一种顺序站的站法有多
少种?
分析 6个人的全排列,3名男生不考虑身高 的顺序的站法,而由高到低又可从左到右,或从
右到左(这是两种不同的站法)。
n


10
A
10
5
练9-1:5男5女排成一排,女生按从高到矮 的顺序排列,共有多少种排法?
5
=
A
10

A
5
练9-2:7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法?

练9-3:10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少
排法?

十、分排问题“直排法”:
一般地,元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑,再分段研究,即n个元素分成
m(m<n)排,即为n个元素的全排列。
例10:将6个人排成前后两排,每排3人,有多少种排法.
分析 6个人中选3个人排在前排,剩下3人排在后排。

练10-1:8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法

练10-2:有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3
个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是

练10-3:环排问题 “线排法”
一般地,n个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!种 排法.如果从n个不同元素中取出m个元
前 排
后 排
素作圆形排列共有
1
m
A
n

n
例:8人围桌而坐,共有多少种坐法?
分析 围桌而坐与坐成一排的不同点在于, 坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人
A
4
4
并从
此位置把圆形展成直线其余7人排!
C
D
B
E
F
G
H
A
AB
C
DEFGHA

十一、合理分类问题 “分步法”:
解含有约束条件的排列组合问题,可按元素的性质进行分 类,按事件发生的连续过程分
步,做到标准明确。分步层次清楚,不重不漏,分类标准一旦确定要贯穿于 解题过程的始终。
例11:在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌
2人伴舞的节目,有多少选派方法?
分析10演员中有5人只会唱歌,2人只会跳舞3人为全 能演员。选上唱歌人员为标准进行
研究只会唱的5人中没有人选上唱歌人员,只会唱的5人中只有1人选 上唱歌人员,只唱的5
人中只有2人选上唱歌人员,由分类计数原理。
练11-1:从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座谈会,若这4人中必须既有男生又
有女生,则不同的选法共有

练11-2:9人组成的蓝球队中,有7人会打 卫,3人会打锋,现选5人,按3卫2锋组队出
场,有多少种不同的组队方法?


练11-3:3成人2小孩乘船游玩,1号船最多乘3人, 2号船最多乘2人,3号船只能乘1人,
他们任选2只船或3只船,但小孩不能单独乘一只船, 这3人共有多少乘船方法.

十二、染色问题 “大元素法”
用“大元素法” 解决排列、组合中的染色问题,显得分类清楚,不重不漏,分类时要以
所涂颜色种数分类,搞清有几对不 相邻区域可同色(也即有几个大元素),最少用几种颜色,
最多用几种颜色,分选颜色、排区域、涂颜色 三步。
例12:如图所示,用6种不同的颜色对图中 A,B,C,D 四块区域涂色.若相邻区域不能
涂同一种颜色,不相邻区域可以涂同一种颜色,则不同的涂法有多少种? 630

分析 第一步,由于这个四块区域都是对称的区域,随便从哪块区域开始都是可以的。

例12-1:如图,用4种不同的颜色涂入图中的矩形 A,B,C,D 中,要求相邻的矩形涂色不
同,则不同的涂法有多少种?

例12-2:给图中区域涂色,要求相邻区 域不同色,现有4种可选颜色,则不同的着色方法有
多少种
1
3
2
5
4

例12-3:
.
如图,用

6

种不同的颜色把图中

A

B

C

D

四块区域分开,若相邻区域不能涂同
一种颜色,则不同的涂法共有

(
  
)




.
A.
400


B.
460


C.
480


D.
496



十三、构造组合模型 “转化法”
一些不易理解的排列组合题如果能转 化为非常熟悉的模型,如占位填空模型,排队模型,
装盒模型等,可使问题直观解决。


例13:马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不 能关掉
相邻的2盏或3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种?
分析 把此问题当作一个排队模型在6盏亮灯的5个空隙中插入3个不亮的灯。

练13-1:某排 共有10个座位,若4人就坐,每人左右两边都有空位,那么不同的坐法有多
少种?
练13-2:例13、有2个A,3个B,4个C共9个字母排成一排,有多少种排法?

练13-3:同一寝室4人,每人写一张贺年卡集中起来,然后每人各拿一张别人的贺年卡,则
四张贺年卡不同的分配方式有多少种? (9)

十四、复杂问题 “树图与表格”
对于条件比较复杂的排列组合问题,不易用公式进行运算,树图会收到意想不到的结果 ;
用表格法,则分类明确,能保证题中须满足的条件。
例14-1:
3
人相 互传球,由甲开始发球,并作为第一次传球,经过
5
次传求后,球仍回到甲的
手中,则不同的传球方式有______





例14-2:有红、黄、兰色的球各5只,分别标有A、B、C、D、E五个字母,现从中取5只,要
求各字母均有且三色齐备,则共有多少种不同的取法。





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