排列组合常考问题及讲解
鲸图片-underbelly
文档
“排列、 组合”常考问题
[题型分析·高考展望] 该
部分是高考数学中相对独特的一个知识板块,知识点并不多,但
解决问题的方法十分灵活,主要容是分类
加法计数原理和分步乘法计数原理、排列与组合、
二项式定理等,在高考中占有特殊的位置.高考试题主
要以选择题和填空题的方式呈现,考
查排列、组合的应用.
常考题型精析
题型一
排列问题
例1 (1)(2015·)某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业
留言,那么
全班共写了________条毕业留言(用数字做答).
(2)即将毕业的6名
同学排成一排照相留念,个子较高的明明同学既不能站最左边,也不能
站最右边,则不同的站法种数为_
_______.
点评 求解排列问题的常用方法:
(1)特殊元素(特殊位置)优先法;
(2)相邻问题捆绑法;
(3)不相邻问题插空法;
(4)定序问题缩倍法;
(5)多排问题一排法.
变式训练1
(1)(2014·)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数
为( )
A.144
C.72
B.120
D.24
(2)(2015·)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40
000大的偶数共有( )
A.144个 B.120个
文档
C.96个
题型二 组合问题
D.72个
例2 在一次国际抗震救灾中,从7名中方搜救队队员,4名外籍搜救队队员中选5名组成
一支
特殊搜救队到某地执行任务,按下列要求,分别计算有多少种组队方法.
(1)至少有2名外籍搜救队队员;
(2)至多有3名外籍搜救队队员.
点评
(1)先看是否与排列顺序有关,从而确定是否为组合问题.
(2)看是否需要分类、分步,如何确定分类标准.
(3)判断是否为“分组”问题,避免重复.
变式训练2
(1)(2014·)在8奖券中有一、二、三等奖各1,其余5无奖.将这
8奖券分配给4个人,每人2,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)
(2)从3名骨科、4名脑外科和5名科医生中选派5人组成一个抗震
救灾医疗小组,则骨科、
脑外科和科医生都至少有1人的选派方法种数是____________.(
用数字作答)
题型三 排列与组合的综合应用问题
例3
4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒.
文档
(1)恰有1个盒不放球,共有几种放法?
(2)恰有1个盒有2个球,共有几种放法?
(3)恰有2个盒不放球,共有几种放法?
点评 (1)排列、组合混合问题一般“先选后排”.
(2)对于较复杂的排列、组合问题,应按元素的性质或题意要求进行分类,对事件发生的过
程进行分步
,做到分类标准明确,分步层次清楚,才能保证不“重”不“漏”.
(3)关于“至少”“至多”等计
数问题,一般需要进行分类,若分类比较复杂,可用间接法,
找出其对立事件来求解.
变式训练3 (1)将A、B、C、D、E、F六个字母排成一排,且A、B均在C的同侧,则不同的排法共有________种.(用数字作答)
(2)(2014·)设集合A={
(x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,x
5
)|x
i
∈{-1,0,1},i=1,2,3,4,5},那么集合A中满足条件“1≤|x
1
|+|x
2
|+|x
3
|+|x4
|+|x
5
|≤3”的元素个数为( )
A.60
C.120
B.90
D.130
高考题型精练
1.用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为( )
文档
A.243
C.261
B.252
D.279
2.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lg
a-lg b的不
同值的个数是( )
A.9
C.18
B.10
D.20
3.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为( )
A.3×3!
C.(3!)
4
B.3×(3!)
3
D.9!
4.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有(
)
A.60种
C.65种
B.63种
D.66种 5.(2015·模拟)现有16不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4,从中任取3,
要求这3卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1,不同取法的种数为( )
A.232
C.472
B.252
D.484
6.如图,一环形花坛分成A,B,C,D四块,现有4种不同的花供选种,要求在每块里种
1种花,且相邻的2块种不同的花,则不同的种法总数为( )
A.96
C.60
B.84
D.48
7.将序号分别为1,2,3,4,5
的5参观券全部分给4人,每人至少1,如果分给同一人的2参观
券连号,那么不同的分法种数是___
_____.
8.A、B、C、D、E五人并排站成一排,如果B必须站在A的右边(A、B可以不相
邻),那么
不同的排法共有______种.
9.“雾霾治理”“光盘行动”“网络反腐”“
法治中国”“先看病后付费”成为社会关注的
5个热点.小王想在2015年国庆节期间调查一下社会对
这些热点的关注度.若小王准备从中选
文档
取4个热点分别进
行调查,则“雾霾治理”作为其中的一个调查热点,但不作为第一个调查
热点的种数为________
.
10.回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数.如22,121,3 443,94
249等.显然2位
回文数有9个,11,22,33,…,99.3位回文数有90个:101,11
1,121,…,191,202,…,999.
则
(1)4位回文数有________个;
(2)2n+1(n∈N
*
)位回文数有________个.
11.5名
乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1,2,3号参加团
体比赛,则入
选的3名队员中至少有1名老队员,且1、2号中至少有1名新队员的排法有
________种. <
br>12.用红、黄、蓝、白、黑五种颜色涂在“田”字形的4个小方格,每格涂一种颜色,相邻
两格
涂不同的颜色,如果颜色可以反复使用,共有多少种不同的涂色方法?
文档
答案精析
专题8 概率与统计
第35练 “排列、 组合”常考问题
常考题型精析
例1 (1)1 560 (2)480
解析 (1)依题意两两彼此给对方写一条毕业留言
相当于从40人中任选两人的排列数,所以
全班共写了A
2
40
=40×39
=1 560条毕业留言.
(2)方法一 (位置分析法)
先从其他5人中安排2人分别站
在最左边和最右边,再安排余下4人的位置,分为两步:第
1步,从除明明外的5人中选2人分别站在最
左边和最右边,有A
2
5
种站法;第2步,余下4
4
人(含明明)站
在剩下的4个位置上,有A
4
知共有A
2
4
种站法.由分步乘法计数
原理,
5
A
4
=480(种)
不同的站法.
方法二
(元素分析法)
先安排明明的位置,再安排其他5人的位置,分为两步:第1步,将明明排在除最左边
、最
5
右边外的任意位置上,有A
1
4
种站法;第2步,余下5人站
在剩下5个位置上,有A
5
种站法.
5
由分步乘法计数原理,知共有A
1
4
A
5
=480(种)不同的站法.
方法三 (反面求解法)
5
6人没有限制的排队有A
6
6
种站法,明明站在最左边或最右边时
6人排队有2A
5
种站法,因此
5
符合条件的不同站法共有A
66
-2A
5
=480(种).
变式训练1 (1)D (2)B
解析 (1)剩余的3个座位共有4个空隙供3人选择就座,
因此任何两人不相邻的坐法种数为A
3
4
=4×3×2=24.
(
2)由题意,首位数字只能是4,5,若万位是5,则有3×A
3
4
=72个;若万位
是4,则有2×
A
3
4
个=48个,故比40
000大的偶数共有72+48=120个.选B.
例2 解 (1)方法一 (直接法)
由题意,知特殊搜救队中“至少有2名外籍搜救队队员”可分为3类:
3
·C
2
种组队方法;
①有2名外籍队员,共有C
74
2
·C
3
种组队方法;
②有3名外籍队员,共有C
74
1
·C
4
种组队方法. ③有4名外
籍队员,共有C
74
2
C
3
+C
1
·
4<
br>根据分类加法计数原理,知至少有2名外籍搜救队队员共有C
3
C
2
7
·
4
+C
7
·
47
C
4
=301
(种)
不同的组队方法.
方法二 (间接法)
文档
由题意,知特殊搜救队中“至少有2名外籍搜救队队员”的对立事件为“至多有1名外籍搜
救队
队员”,可分为2类:
41
①只有1名外籍搜救队队员,共有C
7
C
4
种组队方法;
0
②没有外籍搜救队队员,共有C
5
7
C
4
种组队方法.
4150
所以至少有2名外籍搜救队队员共有C
5
11
-C
7
C
4
-C
7
C
4<
br>=301(种)不同的组队方法.
(2)方法一 (直接法)
由题意,知“至多有3名外籍搜救队队员”可分为4类:
3
①有3名外籍搜救队队员
,共有C
2
7
C
4
种方法;
2
②有2名外籍搜救
队队员,共有C
3
7
C
4
种方法;
1
③有1名外
籍搜救队队员,共有C
4
7
C
4
种方法;
④没有外籍搜救队队员,共有C
5
7
种方法.
2
C
3
+C
3
C
2
+C
4
C
1
+C
5
=455(种)由分类加法计数原理,知至多有3名外籍搜救队队员共有C
7474
747
不同的组队方法.
方法二 (间接法)
由题意,知“至多有3名外籍搜救队
队员”的对立事件为“至少有4名外籍搜救队队员”.
1
C
4
种组队方法,所
以至少有3名外籍搜救队队员因为至少有4名外籍搜救队队员,共有C
74
14
共有C
5
11
-C
7
C
4
=455(种)不同组队方法.
变式训练2 (1)60 (2)590
解析 (1)把8奖券分4组有两种分法,一种是分
(一等奖,无奖)、(二等奖,无奖)、(三等奖,
无奖)、(无奖,无奖)四组,分给4人有A
4
另一种是一组两个奖,一组只有一个奖,
4
种分法;
2422
另
两组无奖,共有C
2
3
种分法,再分给4人有A
4
种分法,所以不同
获奖情况种数为A
4
+C
3
A
4
=24+36=60.
(2)分三类:①选1名骨科医生,
132231
则有C
1
3(C
4
C
5
+C
4
C
5
+C
4
C
5
)=360(种).
2
(C
1
C
2
+C
2
C
1
)=210(种); ②选2名骨科医生,则有C34545
3
C
1
C
1
=20(种). ③选3名骨科
医生,则有C
345
∴骨科、脑外科和科医生都至少有1人的选派方法种数是360+210+
20=590.
例3 解 (1)为保证“恰有1个盒不放球”,先从4个盒子中任意取出去一个,问
题转化为
“4个球,3个盒子,每个盒子都要放入球,共有几种放法?”即把4个球分成2,1,1的三
组,
然后再从3个盒子中选1个放2个球,其余2个球放在另外2个盒子,由分步乘法计数原理,
212
共有C
1
4
C
4
C
3
A
2
=144(种).
(2)“恰有1个盒有2个球”,即另外3个盒子放2个球,每个盒子至
多放1个球,也即另外
3个盒子中恰有一个空盒,因此,“恰有1个盒有2个球”与“恰有1个盒不放球
”是同一
件事,所以共有144种放法.
文档
2
种方法. (3)确定2个空盒有C
4
312
4个球放进2个盒子
可分成(3,1)、(2,2)两类,第一类有序不均匀分组有C
4
C
1
A<
br>2
种方法;第二
22
C
2
C
2
4
C
24
C
2
22312
类有序均匀分组有
2
·A2
种方法.故共有C
4
(C
4
C
1
A
2
+
2
·A
2
2
)=84(种).
A
2
A
2
变式训练3 (1)480 (2)D
解析 (
1)分类讨论:A、B都在C的左侧,且按C的左侧分别有两个、三个、四个、五个字
母这4类计算,再
考虑右侧情况.
3132245
所以共有:2(A
2
2
·A
3
+C
3
A
3
·A
2
+C
3
A
4
+A
5
)=480.
(2)在x
1
,x
2
,x
3
,x
4
,x
5
这五个数中,因为xi
∈{-1,0,1},i=1,2,3,4,5,所以满足条件1≤|x
1
|<
br>+|x
2
|+|x
3
|+|x
4
|+|x
5
|≤3的可能情况有“①一个1(或-1),四个0,有C
1
②两个1(或
5
×2种;
2
-1),三个0,有C
2
5
×2种;③一个-1
,一个1,三个0,有A
5
种;④两个1(或-1),一个
131
-1(或1
),两个0,有C
2
5
C
3
×2种;⑤三个1(或-1),两个0,
有C
5
×2种.故共有C
5
×2+
2
×2+A
2<
br>+C
2
C
1
×2+C
3
×2=130(种),故选D
. C
55535
高考题型精练
12
1.B [无重复的三位数有:A<
br>3
9
+A
2
A
9
=648个.
则有重复数字的三位数有:900-648=252个.]
aa13
2.C
[由于lg a-lg b=lg(a>0,b>0),从1,3,5,7,9中任取两个作为有A
2<
br>5
=20种,又与相
bb39
39
同,与相同,∴lg a-lg
b的不同值的个数有A
2
5
-2=20-2=18,选C.]
13
3.C
[把一家三口看作一个排列,然后再排列这3家,所以有(3!)
4
种.]
4.D
[满足题设的取法可分为三类:
一是四个奇数相加,其和为偶数,在5个奇数1,3,5,7,9中,
任意取4个,有C
4
5
=5(种);
二是两个奇数加两个偶数其和为偶数,
在5个奇数中任取2个,再在4个偶数2,4,6,8中任取
2
2个,有C
2
5
·C
4
=60(种);
三是四个偶数相加,其和为偶数,4个偶数的取法有1种,
所以满足条件的取法共有5+60+1=66(种).]
2
5.C [分两类:第
一类,含有1红色卡片,共有不同的取法C
1
4
C
12
=264(种
);
3
第二类,不含有红色卡片,共有不同的取法C
3
12
-3C
4
=220-12=208(种).
由分类加法计数原理知不同的取法有
264+208=472(种).]
6.B [可依次种A、B、C、D四块,当C与A种
同一种花时,有4×3×1×3=36(种)种法;
当C与A所种花不同时,有4×3×2×2=48(
种)种法,由分类加法计数原理知不同的种法
总数为36+48=84.]
7.96
文档
4
种分解析 将5参观券分成4堆,有2个联号
有4种分法,每种分法再分给4人,各有A
4
法,∴不同的分法种数共有4A
4
4
=96.
8.60
解析 可先排C、D、E三人,共A
3
5
种排法,剩余A、B两人只有一种排法,由分步乘法计
数原理知满足条件的排法共有A
3
5
=60(种).
9.72
解析 先从“光盘行动”“网络反腐”“法
治中国”“先看病后付费”这4个热点中选出3
1
个,有C
3
4
种不
同的选法.在调查时,“雾霾治理”的安排顺序有A
3
种可能情况,其余3个热
313
点的安排顺序有A
3
3
种,故不同调查顺序的种数为C
4
A
3
A
3
=72.
10.(1)90
(2)9×10
n
解析 从左右对称入手考虑.
(1)4位回文数第1、
4位取同一个非零数有C
1
第2、3位可取0,有10种选法,
9
=9(种)
选法,
故有9×10=90(个),即4位回文数有90个.
(2)首位和末位不能取0,故
有9种选法,其余位关于中间数对称,每两数都有10种选法,
中间数也有10种选法,故2n+1(n
∈N
*
)位回文数有9×10
n
个.
11.48
1·
2
·
2
·
1
·
1
·解析 ①只有1
名老队员的排法有C
2
C
3
A
3
②有2名老队员的排法有C
2
C
3
C
2
A
2
3
=36种;<
br>2
=12种.
所以共48种.
12.解 如图所示,将4个小方格依次编号
为1,2,3,4,第1个小方格可以从5种颜色中任取
一种颜色涂上,有5种不同的涂法.
2
=12(种)不同的涂法,第4个小方格有3种①当第2个、第3个小方格涂不同颜色时,有
A
4
不同的涂法.由分步乘法计数原理可知,有5×12×3=180(种)不同的涂法; <
br>②当第2个、第3个小方格涂相同颜色时,有4种涂法,由于相邻方格不同色,因此,第4
个小方
格也有4种不同的涂法,由分步乘法计数原理可知.有5×4×4=80(种)不同的涂法.
由分类加法计数原理可得,共有180+80=260(种)不同的涂法.