高考数学排列组合解题技巧总结

余年寄山水
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2020年12月12日 09:20
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2020年12月12日发(作者:温度生)


高考数学排列组合解题技巧总结

一、定义
排列:一般地,从n个不 同元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n
个不同元素中任取m个元素的一 个排列.
组合:一般地,从n个不同元素中任取m(m≤n)个元素,并成一组,叫做从n个不同元素 中任
取m个元素的一个排列.
二、学习指导
1、排列组合的本质区别在于对所取出 的元素是作有序排列还是无序排列。组合问题可理解为
把元素取出后放到某一集合中去,集合中的元素是 无序的.
2、较复杂的排列组合问题一般是先分组,再排列。必须完成所有的分组再排列,不能边分组
边排列.
3、排列组合问题的常见错误是重复和遗漏。弄清问题的实质,适当的分类,合理的 分步是解
决这个错误的关键,采用不同的思路检验结果是否一致是解决这个错误的技巧.
4、“正难则反”是处理问题常用的策略.
三、常用方法
1、 合理选择主元
例1. 公共汽车上有3个座位,现在上来5名乘客,每人坐1个座位,有几种不同的坐法?
例2. 公共汽车上有5个座位,现在上来3名乘客,每人坐1个座位,有几种不同的坐法?
分析:例1中将5名乘客看作5个元素,3个空位看作3个位置,则问题变为从5个不同的
元素中任选3 个元素放在3个位置上,共有$$A_5^3$$种不同坐法。例2中再把乘客看作元素问
题就变得比较复杂 ,将5个空位看作元素,而将乘客看作位置,则例2变成了例1,所以在
解决排列组合问题时,合理选择 主元,就是选择合适解题方法的突破口。
2、“至少”型组合问题用隔板法
对于“至少”型 组合问题,先转化为“至少一个”型组合问题,再用n个隔板插在元素的空隙(不
包括首尾)中,将元素 分成n+1份。
例5. 4名学生分6本相同的书,每人至少1本,有多少种不同分法?
解 :将6本书分成4份,先把书排成一排,插入3个隔板,6本书中间有5个空隙,则分法
有:$$C_5^ 3$$(种)
3、注意合理分类
元素(或位置)的“地位”不相同时,不可直接用排列组合数公式,则要根据元素(或位置)
1


的特殊性进行合理分类,求出各类排列组合数。再用分类计数原理求出总数。
例6. 求用0,1,2,3,4,5六个数字组成的比2015大的无重复数字的四位数的个数。
解:比2015大的四位数可分成以下三类:
第一类:3×××,4×××,5×××,共有:$$3A_5^3=180$$(个);
第二类:21××,23××,24××,25××,共有:$$4A_4^2=48$$(个);
第三类:203×,204×,205×,共有:$$3A_3^1$$(个)
∴比2015大的四位数共有237个。
4、特殊元素(位置)用优先法
把有限制 条件的元素(位置)称为特殊元素(位置),对于这类问题一般采取特殊元素(位置)
优先安排的方法。
例1. 6人站成一横排,其中甲不站左端也不站右端,有多少种不同站法?
分析:解有限制条件的元素(位置)这类问题常采取特殊元素(位置)优先安排的方法。
解法 1:(元素分析法)因为甲不能站左右两端,故第一步先让甲排在左右两端之间的任一位
置上,有$$A_ 4^1$$种站法;第二步再让其余的5人站在其他5个位置上,有$$A_5^5$$种站法,
故站法共有: $$A_4^1×A_5^5$$=480(种)
解法2:(位置分析法)因为左右两端不站甲,故第一步 先从甲以外的5个人中任选两人站在
左右两端,有$$A_5^2$$种;第二步再让剩余的4个人(含甲) 站在中间4个位置,有$$A_4^4$$种,
故站法共有:$$A_5^2×A_4^4$$=480(种)
5、分排问题用直排法
对于把几个元素分成若干排的排列问题,若没有其他特殊要求,可采取统一成一排的方法求
解。
例5. 9个人坐成三排,第一排2人,第二排3人,第三排4人,则不同的坐法共有多少种?
解:9个人可以在三排中随意就坐,无其他限制条件,所以三排可以看作一排来处理,不同
的坐标共有 $$A_9^9$$种。
6、复杂问题用排除法
对于某些比较复杂的或抽象的排列问题,可以采 用转化思想,从问题的反面去考虑,先求出
无限制条件的方法种数,然后去掉不符合条件的方法种数。在 应用此法时要注意做到不重不
漏。
例6. 四面体的顶点和各棱中点共有10个点,取其中4个不共面的点,则不同的取法共有( )
A. 150种 B. 147种 C. 144种 D. 141种
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解:从10个点中任取4个点有$$C_(10)^4$$种取法,其中4点共面的情况有三类。第一类,取
出的4个点位于四面体的同一个面内,有4$$C_6^4$$种;第二类,取任一条棱上的3个点及该
棱 对棱的中点,这4点共面,有6种;第三类,由中位线构成的平行四边形(其两组对边分
别平行于四面体 相对的两条棱),它的4个点共面,有3种。以上三类情况不合要求应减掉,
所以不同的取法共有:$$C _(10)^4-C_6^4-6-3=141$$(种)。
7、 排列、组合综合问题用先选后排的策略
处理排列、组合综合性问题一般是先选元素,后排列。
例8. 将4名教师分派到3所中学任教,每所中学至少1名教师,则不同的分派方案共有多少
种?
解 :可分两步进行:第一步先将4名教师分为三组(1,1,2),(2,1,1),(1,2,1),共
有:$$(C4^2×C_2^1×C_1^1)(A_2^2)=6$$(种),
第二步将这三组教师分派到3种中学任教有$$A_3^3$$种方法。
由分步计数原理得不同的分派方案共有: $$(C4^2×C_2^1×C_1^1)(A_2^2)× A_3^3=36$$(种)。
因此共有36种方案。7、排列、组合综合问题用先选后排的策略。
8、多元问题用分类法
总结:总之,解决排列组合问题的基本规律,即:分类相加,分步相乘 ,排组分清,加乘明
确;有序排列,无序组合;正难则反,间接排除等。

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