高中数学解排列组合问题的常用技巧

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2020年12月12日 09:16
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2020年12月12日发(作者:余汉谋)


解排列组合问题的常用技巧

排列组合是高中数学的重点和难点之一,也是进 一步学习概率的基础,事实上,许多概率问题也归结为排列组合问题,这一类问题不仅内容抽象,解法灵活,而且 解题过程极易出现“重复”
和“遗漏”的错误,这些错误甚至不容易检查出来,所以解题时要注意不断积 累经验,总结解题规律,掌握若干技巧。
解答排列组合的问题,首先必须认真审题,明确是属于排列问 题还是组合问题,或者属于排列与组合的混合问题。其次,要抓住问题的本质特征,灵活运用基本原理和公式进行 分析解答,
同时,还要注意讲究一些基本策略和方法和技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解,下面介绍 几种常用的解题技巧。
一、特殊元素“优先安排法”
对于带有特殊元素的排列组合问题,一般应先考虑特殊元素,在考虑其他元素。
例⒈ 用0,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
A.24个 B.30个 C.40个 D.60个
分析:由于该三位数为偶数,故末尾数字必为偶数,又 因为0不能排在首位,故0就是其中的特殊元素,应优先安排.按0排在末尾和0不排在末尾分为两类:①0排在 末尾时,有
A
4
个,
1112111
②0不排在末尾时,则有
A
2
A
3
A
3
个,由分类计数原理,共有偶数
A
4
A
2
A
3
A
3
30
个,选 B.
2
例. 从6人中选4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市 有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中,甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有( )
A. 300种 B. 240种 C. 144种 D. 96种
种方法,再从剩余5人中选3人去其余3市,有种方法,所以共有方案(种),故选(B)。 解析:因为甲、乙不去巴黎,故从其余4人选1人去巴黎有
二、总体淘汰法
对于含有否定字眼的问题,还可以从总体中把不符合要求的除去,此时,应注意既不能多减也不能少减。
例⒉ 100件产品中有3件是次品,从中任取三件,其中不全是正品的选法有多少种?
33
3
分析:从100件产品中选3件产品的选法有
C
100
种,选好后 发现3件产品都是正品的选法不符合题意,因此把这种排法除去,故有
C
100
C< br>97
14260
种。
例 、五个人排成一排,其中甲不在排头,乙不在排尾,不同的排法有 ( )
A.120种 B.96种 C.78种 D.72种
31143 11
4
分析:由题意可先安排甲,并按其分类讨论:1)若甲在末尾,剩下四人可自由排,有< br>A
4
种排法;2)若甲在第二,三,四位上,则有
A
3
A3
A
3
种排法,由分类计数原理,排法共有
A
4
A< br>3
A
3
A
3
78
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种,选C。
例、 用0,2,3,4,5,五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )。
A. 24个 B。30个 C。40个 D。60个
332211
五个数字组成三为数的全排列有A
5
个,排好后发现0不能排首位,而且数字3,5也不能排末位,这两种排法要除去,故 有
A
5
A
4
A
2
A
3
A3
30
个偶数。
三、合理分类与准确分布法
解含有约束条件的排列 组合问题,应按元素的性质进行分类,按事件发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清晰,不重不漏 。
例⒊ 将5列火车停放在5条不同的轨道上,其中a列车不停在第一轨道上,b不停在第二条轨道上 ,那么不同的停放方法有多少种?
分析:由题意,可先安排a列车,并按其进行分类讨论:⑴若a列车 在第二轨道上,则剩下4辆列车可自由停放,有
A
4
种方法,⑵若a列车停第三或第四 或第五轨道上,则根据分布计数
1134113
原理有
A
3
A
3
A
3
种停法,再用分类计数原理,不同的停放方法共有
A
4A
3
A
3
A
3
78
种。
4
例⒋ 某帆船上有10名水手,他们分别在船左、右两侧,每侧4人,其中有2名水手只会划 左侧浆,1名只会划右侧浆,问这些水手不同的安排方法共有的种数为多少?
34
分析:根据 题意,可根据选的水手中含有这三名特殊水手的情况分类:⑴若被选出的4名水手中仅有1名只会右手侧的水手, 有
C
7
种选法;⑵若被选出的4名水手中有只会右手侧的
C
4
133
32
水手和只会左手侧的水手各1名,有
C
2
种选法;⑷若 被选出的4名水手中仅有只会左手侧
C
7
C
4
种选法;⑶若被选出的 4名水手中有只会右手侧的水手1名和只会左手侧的水手2名,有
C
7
C
4< br>24
34133321324
13
的水手1名,有
C
2
种选法;⑸若被选出的4名水手中有只会左手侧的水手2名,有
C
7
种选法,根据分 类计数原理,不同的选法有
C
7
C
5
C
4
C2
C
7
C
4
C
7
C
4
C
2
C
7
C
7
C
5
700
种。
C
7
例. 从集合{O,P,Q,R,S}与{0,1,2,3,4,5,6,7,8 ,9}中各任取2个元素排成一排(字母和数字均不能重复),每排中字母P、Q和数字0至多只出现一个的不同 排法种数是____________
(用数字作答)。(05年浙江卷)
解析:(1)每排 中只有数字0的排法有
(2)每排中只有字母P或Q的排法都有
(3)每排中无数字0,字母P 、Q的排法有

四、相邻问题“捆绑法”


。所以不同的排法种数共有:
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对于某几个 元素要求相邻的排列问题,可以先将相邻的元素“捆绑”起来,看作一个大的元素与其他的元素排列,然后再对相 邻的元素内部之间在进行排列。
例⒌ 7人站成一排照相,要求甲,乙,丙三人相邻,分别有多少种不同的排法?
分析:把甲,乙,丙三人“ 捆绑”起来看成一个元素,与其他的4人共5个元素作全排列,有
A
5
种排法,而甲, 乙,丙三人之间又有
A
3
种排法,根据分步计数原理,共有
A
3A
5
=7200种排
法。
例. 四棱锥的8条棱代表8种不同的化工产 品,有公共顶点的两条棱代表的化工产品放在同一仓库是危险的,没有公共顶点的两条棱代表的化工产品放在同一 仓库是安全的,现打算用编号
为①、②、③、④的4个仓库存放这8种化工产品,那么安全存放的不同放 法种数为( )
A. 96 B. 48 C. 24

D. 0
5335
解析:在四棱锥
(1)先把安全的产品捆绑在一起有2种方法


(2)四组产品放在4个编号不同的仓库里有
(种)。故选(B)。
五、不相邻问题“插空法”
对某几个元素不相邻的排列问题,可先将其它元素排好,然后再 将不相邻的元素已排好的元素之间及两端的空隙中插入即可。
例⒍ 7人站成一排照相,要求甲,乙,丙三人不相邻,分别有多少种不同的排法?
4
343
A
4
分析:先让其余4人站好有种排法,再在这4人之间及两端的5个“间隙”中选3个位置 让甲,乙,丙插入,则有
A
5
种方法,这样共有
A
4
A< br>5
1440
种不同的排法。


种,所以安全存放的方法共有:
例. 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,而7与8不相邻,这样的八位数共有_________ _______个(用数字作答)。(05年
辽宁卷)
解析:此题是捆绑法和插空法的综合应 用问题。把相邻的两个数捆成一捆,分成四个空,然后再将7与8插进空中有
方法。故这样的八位数共有 :(个)
种插法;而相邻的三捆都有种排法,再它们之间又有种排序
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