排列组合常见解题错误剖析
流星花园之远距离猛犬观察日记-撕心裂肺的近义词
排列组合常见解题错误剖析
学生在解排列组合题时常犯以下几类错误:
1、“加法”、“乘法”原理混淆;
2、“排列”、“组合”概念混淆;
3、重复计数;
4、漏解.
本文拟就学生在排列组合问题上的常犯错误归纳分析如下:
1.“加法”、“乘法”原理混淆
两个原理的区别在于一个和分类有关,一个与分步有关.如果完成一件事有
n
类方法,
这
n
类方法彼此之间是相互独立的,无论哪一类办法中的哪一种方法都能单独完成这件
事,求完成这件事的方法种数,就用分类计数原理;如果完成一件事有
n
个步骤,缺一
不
可,即需要依次完成所有的步骤,才能完成这件事,而完成每一个步骤各有若干种不同的
方法
,求完成这件事的方法数就用分步计数原理.
【例1】(93年高考题21)50件产品中有4件次品
,从中任意抽出5件,其中至少有3件
次品的抽法有_______种.(注:所选高考题为理科题,以
下同)
3241
〖错解〗有
(C
4
+C
46
)(
C
4
+C
46
)
=46575种.
〖错因〗分类与分步概念不清,即加法原理与乘法原理混淆.
〖正解〗分为二类:第一类,先
取3件次品,再取2件正品,其抽法有(分两步,用乘法
3241
原理)
C
4
C
46
种;第二类,有4件次品的抽法同理有
C
4
C
46
种,最后由加法原理,不同的
3241
抽法共有
C
4
C
46
+
C
4
C
46
=4186种.
【
例2】(91年高考题10)从4台甲型与5台乙型电视机中任选出3台,其中至少要有甲、
乙型机各一
台,则不同的取法共有( )
(A)140种 (B)84种 (C)70种
(D)35种
1221
〖错解〗有
C
4
C
5
C<
br>4
C
5
=300种选法.
〖错因〗同例1.
〖正解〗(合
理分类,合理使用两个基本原理)从4台甲型机中选2台,5台乙型机中选1
1221
台;或从
4台甲型机中选1台,5台乙型机中选2台,共有
C
4
C
5
+C4
C
5
=70种选法.所
以选C .
2.“排列”、“组合”概念混淆
界定排列与组合问题是排列还是组合?唯一的标准是“顺序”,“有
序”是排列问题,“无
序”是组合问题,排列与组合问题并存,解答时,一般采用先组合后排列的方法.
【例3】(题目见上例)
1221
〖错解〗有
A
4
A5
+A
4
A
5
=140种选法,答A .
〖错因〗元素与顺序无关,应是组合问题.
【例4】(94年高考题10)有甲、乙、丙3项
任务,甲需要2人承担,乙、丙各需要1人
承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法有(
)种.
(A) 1260 (B) 2025 (C) 2520
(D) 5040
4
〖错解一〗分三步完成:首先从10人中选出4人,有
C10
种方法;再从这4人中选出二人
承担任务甲,有
A
4
种方法
;剩下的两人去承担任务乙、丙,有
A
2
种方法,由乘法原理,
不同的选法共
有
C
10
A
4
A
2
=5040种,选D.
4
22
22
〖错因〗“排列” 、“组合”概念混淆不清.承
担任务甲的两人与顺序无关,此处应是组合
22
问题,即
A
4
应为<
br>C
4
.
22
4
〖错解二〗分三步完成,不同的选法共有C
10
=1260种,选A.
C
4
C
2
22
〖错因〗剩下的两人去承担任务乙、丙,这与顺序有关,此处应是排列问题,即
C
2<
br>应为
A
2
.
22
4
〖正解一〗不同的选法有
C
10
=2520种. <
br>C
4
A
2
〖正解二〗先从10人中选出2人承担任务甲;再从余下8人
中选出一人承担任务乙;最
211
后从剩下的7人中选出一人去承担任务丙,由乘法原理,不同
的选法有
C
10
C
8
C
7
=2520
种.
〖正解三〗从10人中选出2人承担任务甲;再从余下8人中选出二人承担任务乙、丙,
2由乘法原理,不同的选法有
C
10
A
8
2
=2520种
,选C.
【例5】从4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的3块土地上进行试验,有多少种种植的方法.
3
〖错解〗有
C
4
=4 种.
〖错因〗3个品种种在不同土质的3块土地上,有不同的种植顺序,应是排列问题.
〖分析〗
对这类既含组合,又含排列的问题,其解答思路是“先组合,后排列”,即“先
选后排”.
3
33
〖正解〗有
C
4
=24)种植方法.
A
3
=24(或
A
4
3、重复计数出增解
【例6】(题目同例2)
111
〖错解〗从甲、乙型机中各取1台,再由余下的7台
机子中取1台,有
C
5
C
4
C
7
=140种选法.所以选A.
〖错因〗若从甲型机中选出的是
a
机和
b
机,
依错解会出现先取
a
机后取
b
机和先取
b
机
后a
取机两种情形,显然两种取法的结果是相同的,但却作为两种不同取法重复进行了计
数,
即由于组合问题的无序性,使不同的组合方式,产生了相同的结果.
111
C
5
C
4
C
7
=140
.
〖正解一〗(注意到错解正好多算一倍)
2
1221
〖正解二〗有
A
4
A
5
+A
4
A
5
=70种选法,所以选C. <
br>【例7】(95年高考题12)四个不同的小球放入编号为1、2、3、4的四个盒子中,则恰有
一个空盒的放法有________种.
〖错解一〗从4只盒子中取出三只,有
C
4
种方法,从4个球中取出3个放入取出的三只
1
盒子内,有
A
4种方法,再将余下的球放入三只有球的盒子中的一只内,有
C
3
种放法,所
3
3
1
以共有
C
4
A
4
C
3<
br>=288种放法.
33
〖错解二〗分三步完成.首先取出3个盒子,有
C4
种方法;再把球分为三组,有
C
4
C
2
种
3
3
方法;最后把三组球排列后放入盒子,有
A
3
种方法.由乘法原理,共有<
br>C
4
C
4
C
2
A
3
=288
321
321
种方法.
〖错因〗同上题.
31
C
3
4
A
4
C
3
〖正解一〗在错解中消除重复,有
=144种放法.
2
〖正解二〗从四个球中取出2个作为一组,与另两个球一起放入
四个盒子中的三个内,有
23
C
4
A
4
=1
44种放法.
〖正解三〗将四个球分别放入四只盒子后,取出其中的2盒并为一盒(自然出现一空盒)
,
42
有
A
4
C
4
=144种放法.
【例8】(课本变式题)7个人排成一排,甲不排头,乙不排尾的排法有几种?
11
〖错解一〗排在排头的有除甲之外的
A
6
种情形,排在尾的也有除乙之外的
A
6
种情形,两
115
5
端排好后余下的排中间有
A
5
种情形,所以不同的排法有
A
6
A
6
A
5
=4320种.
5
〖错因〗排排头的6种情形也有乙不在排尾的情况,因此重复计算了5<
br>A
5
种情形.
115
5
〖正解一〗减去重复数,应为
A
6
=3720种.
A
6
A
5
-5
A
5
2
〖错解二〗
头尾两个位置可从甲、乙之外的5人中选两人来排,有
A
5
种排法,余下的人
525
排中间有
A
5
种方法,所以甲、乙不在排头、排尾的排法有
A
5
种;又甲、乙分别在排
A
5
6256
尾、排头的排法各有
A
6
种,因此不同的排法共有
A
5
+2
A
6
=3840种.
A
5
5
〖错因〗甲排尾且乙排头已包含在甲排尾
或乙排头的情形中,因此重复计算了
A
5
种排法.
2565
〖正解
二〗减去重复数,应为
A
5
+2
A
6
-
A
5
=3720种排法.
A
5
重复计数是学生解答排列组合问题时最容易出
现的错误之一,且自己还很难查出错
因,教师应把以上几种常见重复的原因分析清楚,才可使学生在此类
问题上少出错.
4、思维不严密而漏解(遗漏有关情形)
【例9】(题目同例8) 766
〖错解〗总排法数为
A
7
,去掉甲排头的排法
A
6
种,再去掉乙排尾的排法
A
6
种,得满足题
76
意的排法
:
A
7
-2
A
6
=3600(种).
〖错因〗甲
排头的排法中已含有乙排尾的情况,同理,乙排尾的排法中也含有甲排头的情
况.而错解中甲排头,同时
乙排尾的排法被减去两次,从而造成漏解.(甲、乙作为有限制
条件的特殊元素,对其排法须同时考虑,
否则会因顾此失彼而出错)
765
〖正解一〗(方法同错解,补上被多减的部分)有
A
7
-2
A
6
+
A
5
=3720种排法.
115
6
〖正解二〗分为两类
:甲排中间5个位,有
A
5
种方法,由加
A
5
A
5
种方法;甲排尾,有
A
6
115
6
法原理,共有
A
5
=3720种排法.
A
5
A
5
+
A<
br>6
【例10】(90年高考题13)A、B、C、D、E五人站成一排,如果B必须站在A的右边
(A、
B可以不相邻),那么不同的站法有( )种.
(A) 24
(B) 60 (C) 90 (D) 120
〖错解〗
把A、B“捆绑”为一个元素(B在A的右边),与C、D、E一起全排列,有
A
4
=
24种站法,答A.
〖错因〗审题不严,未注意到“A、B可以不相邻”而漏解.
3
〖正解一〗按B的位置分为四类:B排第一、二、三、四位时的排法数分别是
A
4<
br>、3
A
3
、
4
4
33333
2
A<
br>3
、
A
3
,所以共有
A
4
+3
A<
br>3
+2
A
3
+
A
3
=60种排法,选B.
4
〖正解二〗利用对称关系(注意到A在B左边与A在B右边的排列情形是对称相同的),A
5
5
有=60(种),选B .
2
【例11】(97年高考
题15)四面体的顶点和各棱中点共10个点,从中取出4个不共面的
点,不同的取法有(
)种.
(A) 150 (B) 147 (C) 144
(D) 141
〖分析〗考虑到此题中四点共面的情形有三类:①四点位于同一表面;②四点为两组相
对
棱的中点;③四点为一条棱上的三点与其相对棱的中点.求解时若只考虑到情形①,就会
44
44
由算式
C
10
-4
C
6
=150而错
选A;若只考虑到情形①、②,就会由算式
C
10
-4
C
6
-3=
4
4
147而错选B;若只考虑到情形①、③,就会由算式
C
10
-4
C
6
-6=144而错选C;只有三
4
4
种情形都考虑到,才能得到正确的结果
C
10
-4
C
6
-6
-3=141,选D.(从此题选项的设
置可看出命题者之良苦用心)
5、算法选择不当而造成易出错的复杂局面
如对90年高考题13,不会利用对称关系解决,
选择分类法后由于情形较复杂而易因
考虑不周出错.
如在高考90年题(14)、96年题(
17)及97年题(15)中,应该用间接法而不恰当
地选用了直接法.
【例12】(93年
高考题17)同室四人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿出一
张别人送出的贺年卡,则四张
贺年卡不同的分配方式有( )
(A) 6种 (B) 9 种
(C) 11种 (D) 23种
1
〖正解一〗A的卡分给B、C、D三人,有
C
3
种方法;设B拿到A的卡,则B的卡可分给A、
1
C、D三人中
任一人,也有三种方法;余下两张卡分给剩余两人,有
C
1
种方法,所以共有
1
11
=9种不同的分法.
C
1
C
3
C
3
1
〖正解二〗设A先拿卡有
C
3
种方法;然后由A拿到谁的卡,则
由谁再去拿卡,也有三种
1
11
方法;余下两张卡分给剩余两人,只有1种方法,所以
共有
C
3
=9种不同的分法.
C
1
C
3
或将所有可能的分配方案一一写出也不失为一种方法.
错因多在于选用了间接法,由于情形复杂而出错.
6、应用对称关系不当
一些排列
组合问题,可应用对称关系简便地解决(如高考90年题13),但首先应判断
清楚该问题是否具有对称
性.
【例13】(87年高考题14)由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字且1与2不相邻的
五
位数,求这种五位数的个数.
5
3A
5
〖错解〗(应用对称关系)有=90个.
4
〖错
因〗1与2在这个五位数中的位置有12、1╳2、1╳╳2、1╳╳╳2四种情形,故误以
为1、2不
相邻的情形有占总数的
不具有对称性.
24
32
5
〖正解〗:有<
br>A
3
-
A
2
A
4
)=72个. <
br>A
4
(或
A
5
3
,而实际上,这四种情形下的五位数
的个数是不同的,
4