排列组合完美学案

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2021年01月10日 14:13
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2021年1月10日发(作者:祝新)



排列与组合完美学案
1学习目标;掌握排列、组合问题的解题策略
2重点:
(1),特殊元素优先安排的策略:
(2),合理分类与准确分步的策略;
(3)排列、组合混合问题先选后排的策略;
(4)正难则反、等价转化的策略;
(5)相邻问题捆绑处理的策略;
(6)不相邻问题插空处理的策略。
3难点
综合运用解题策略解决问题。
4学习过程:
(1)知识梳理
1.分类 计数原理(加法原理):完成一件事,有几类办法,在第一类中有
m
中有
1
种 有不同的方法,在第2类
m
2
种不同的方法……在第n类型有
m
n< br>种不同的方法,那么完成这件事共有
Nm
1
m
2
 m
n
种不同的方法。
2.分步计数原理(乘法原理):完成一件事,需要分 成n个步骤,做第1步有m
1
种不同的方法,做第2
步有m
2
种不同 的方法……,做第n步有m
n
种不同的方法;那么完成这件事共有
N
种不同的 方法。

特别提醒:分类计数原理与“分类”有关,要注意“类”与“类”之间所具有的独立 性和并列性;分步计
数原理与“分步”有关,要注意“步”与“步”之间具有的相依性和连续性,应用这 两个原理进行正确地
分类、分步,做到不重复、不遗漏。
3.排列:从n个不同的元素中任取 m(m≤n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出
......
m个元 素的一个排列.
4.排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素排成一列,称为从n个不同元 素中取出m个元素的一个
排列. 从n个不同元素中取出m个元素的一个排列数,用符号
A
n
表示.
m
m
1
m
2
m
n
5.排列数公式:
An(n1)(nm1)
m
n!
(mn,n,mN)

(nm)!
特别提醒:
(1)规定0! = 1
(2)含有可重元素的排列问题.
......
对含有相同元素求排列个数的方法是 :设重集S有k个不同元素a
1
,a
2
,…...a
n
其中 限重复数为n
1
、n
2
……n
k



且n = n
1
+n
2
+……n
k
, 则S的排列个数等于
n
n!
.
n
1
!n2
!...n
k
!
例如:已知数字3、2、2,求其排列个数
n 
3!
3
又例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数
1!2!< br>n
3!
1
.
3!
6.组合:从n个不同的元素中任 取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个
组合.
m
7.组合数公式:
C
m

A
n
n(n1)

(nm1)
n
m
A
m
m!
C
m
n

n!

m!(nm)!
mn mm1mm
8.两个公式:①_
C
n
C
n
;

C
n
C
n
C
n1

特别提醒:排列与组合的联系与区别.
联系:都是从
n
个不同元素中取出
m
个元素.
区别:前者是“排成一排”,后者是“并成一组”,前者有顺序关系,后者无顺序关系.


(2)典型例题
考点一:排列问题
例1,六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端;
(2)甲、乙必须相邻;
(3)甲、乙不相邻;
(4)甲、乙之间间隔两人;
(5)甲、乙站在两端;
(6)甲不站左端,乙不站右端.












考点二:组合问题
例2, 男运动员6名,女运动员4名,其中男女队长各1人.选派5人外 出比赛.在下列情形中各有多少种
选派方法?
(1)男运动员3名,女运动员2名;
(2)至少有1名女运动员;



(3)队长中至少有1人参加;
(4)既要有队长,又要有女运动员.
















考点三:综合问题
例3, 4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒内.
(1)恰有1个盒不放球,共有几种放法?
(2)恰有1个盒内有2个球,共有几种放法?
(3)恰有2个盒不放球,共有几种放法?















10.1.5当堂测试
1,从5名男 医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男、女医生都有,则不同的组
队方案共有 ( )
A,70 种 B,80种 C,100 种 D,140 种

2,2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名 志愿者中选派四人分别从事翻译、



导游、礼仪、司机四项不同工作 ,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,
则不同的选派方案共有 ( )
A, 48 种 B,12种 C,18种 D36种

3,从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的 四位数的个数为
( )
A,48 B, 12 C,180 D,162
.

4,甲组有5名男同学,3名 女同学;乙组有6名男同学,2名女同学。若从甲、乙两组中各选出2名同学,
则选出的4人中恰有1名 女同学的不同选法共有( )
A,150种 B,180种 C,300种 D,345种

5,甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有
( )
A,6 B,12 C 30 D36


6,用0 到9 这10 个 数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为 ( )
A.324 B,328 C,360 D,648


7,从10名大学毕业生中选3人担任村长助理,则甲、乙 至少有1人入选,而丙 没有入选的不同选法的
总数为 ( )
A,85 B,56 C,49 D,28

8,将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同 的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到
同一个班,则不同分法的总数为 ( )
A,18 B,24 C,30 D,30

9,3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有 且只有两位女生相邻,则
不同排法的种数是 ( )
A,360 B,288 C,216 D,96


10.1.6 参考答案
例1,解 (1)方法一 要使甲不站在两端,可先让甲在中间 4个位置上任选1个,有A
1
4
种站法,然后
其余5人在另外5个位置上作全 排列有A
5
根据分步乘法计数原理,共有站法:A
1
A
5
( 种).
4
·
5
种站法,
5
=480
2
方法二 由于甲不站两端,这两个位置只能从其余5个人中选2个人站,有A
5
种站法,然后中间4人< br>24
有A
4
4
种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法:A
5
·A
4
=480(种).



方法三 若对甲没有限制条件共有A
6
甲在两端共有2A
5
从总数中减去这两种情况的 排
6
种站法,
5
种站法,
列数,即共有站
5
法:A
6
6
-2A
5
=480(种).
(2)方法一 先把甲、乙作为一个“整体”,看作一个人,和其余4人进行全排列有A
5< br>5
种站法,再把甲、
2
5
乙进行全排列,有A
2
2< br>种站法,根据分步乘法计数原理,共有A
5
·A
2
=240(种)站法 .
方法二 先把甲、乙以外的4个人作全排列,有A
4
4
种站法,再在5 个空档中选出一个供甲、乙放入,
242
1
有A
1
5
种方法 ,最后让甲、乙全排列,有A
2
种方法,共有A
4
·A
5
· A
2
=240(种).
(3)因为甲、乙不相邻,中间有隔档,可用“插空法”,第 一步先让甲、乙以外的4个人站队,有A
4
4

22
站法;第二步再 将甲、乙排在4人形成的5个空档(含两端)中,有A
5
种站法,故共有站法为A
4< br>A
5
=480
4
·
(种).
2
5
也可用“间接法”,6个人全排列有A
6
6
种站法,由(2)知甲、乙相邻有A
5
·A
2
=240种站法,所以不相
2
5
邻的站法有A< br>6
6
-A
5
·A
2
=720-240=480(种) .
2
(4)方法一 先将甲、乙以外的4个人作全排列,有A
4
4
种,然后将甲、乙按条件插入站队,有3A
2
种,
故共有A
4
(3 A
2
4
·
2
)=144(种)站法.
方法二 先从甲、 乙以外的4个人中任选2人排在甲、乙之间的两个位置上,有A
2
4
种,然后把甲、乙
2
及中间2人看作一个“大”元素与余下2人作全排列有A
3
3
种方 法,最后对甲、乙进行排列,有A
2
种方
2
3
法,故共有A
2
4
·A
3
·A
2
=144(种)站法.
(5)方法一 首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有A
2
2
种,再让其 他4人在中间位置作全排列,有
24
A
4
4
种,根据分步乘法计数原 理,共有A
2
·A
4
=48(种)站法.
方法二 首先考虑两端 两个特殊位置,甲、乙去站有A
2
2
种站法,然后考虑中间4个位置,由剩下的424
人去站,有A
4
4
种站法,由分步乘法计数原理共有A
2< br>·A
4
=48(种)站法.
(6)方法一 甲在左端的站法有A
5
乙在右端的站法有A
5
且甲在左端而乙在右端的站法有A
4
4
种,
5
种,
5
种,
4
5
共有A
6
6
-2A
5
+A
4
=504(种)站法.



方法二 以元素甲分类可分为两类:①甲站右端有A
5
5
种站法,②甲在中间4个位置之一,而乙不在右端
14114
5
有A
1
4
·A
4
·A
4
种,故共有A
5
+A
4
·A
4
·A
4
=504(种)站法.
例2, 解 (1)第一步:选3名男运动员,有C
3
6
种选法.
第二步:选2名女运动员,有C
2
4
种选法.
2
共有C
3
6
·C
4
=120种选法. 3分
(2)方法一 至少1名女运动员包括以下几种情况:
1女4男,2女3男,3女2男,4女1男.
由分类加法计数原理可得总选法数为
42
3
324
1
C
1
4
C
6
+C
4
C
6
+C
4
C
6
+C
4
C
6
=246种. 6分
方法二 “至少1名女运动员”的反面为“全是男运动员”可用间接法求解.
5
从10人中任选5人有 C
10
种选法,其中全是男运动员的选法有C
5
6
种.
5
所以“至少有1名女运动员”的选法为C
10
-C
5

6
=246种. 6分
(3)方法一 可分类求解:
4
“只有男队长”的选法为C
8

4
“只有女队长”的选法为C
8

3
“男、女队长都入选”的选法为C
8

4
3
所以共有2C
8
+C
8
=196种选法. 9分
方法二 间接法:
5
从10人中任选5人有C
10
种选法.
5
55
其中不选队长的方法有C
8
种.所以“至少1名队长”的选法为C
10
-C< br>8
=196种. 9分
44
(4)当有女队长时,其他人任意选,共有C9
种选法.不选女队长时,必选男队长,共有C
8
种选法.其
444中不含女运动员的选法有C
5
种,所以不选女队长时的选法共有C
8
-C
5
种选法.
所以既有队长又有女运动员的选法共有
444
C
9
+C
8
-C
5
=191种.
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
2
1
2
中选1个放2个球,其余2个球放在另 外2个盒子内,由分 步乘法计数原理,共有C
1
4
C
4
C
3
×A
2
=144



种.
(2)“恰有1个盒内有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个盒内有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.
(3)确定2个空盒有C
2
4
种方法.
1
2
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
3
4
C
1
A
2
种方法;第二类
有序均匀分组有
故共有C
2
4
( C
3
4
2
C
2
4
C2
A
2
2
2
C
1
1
A
2·A
2
2
种方法.
2
C
2
4
C2
+
A
2
2
·A
2
2
)=84种.
当堂检测答案
1,从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其中男 、女医生都有,则不同的组
队方案共有 ( )
A,70 种 B,80种 C,100 种 D,140 种
解析:分为2男1女 ,和1男2女两大类,共有
C
5
解题策略:合理分类与准确分步的策略。
2 ,2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、
导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 ( )
A, 48 种 B,12种 C,18种 D36种
解析:合理分类,通过分析分为(1)小张和小王恰有1人入选, 先从两人中选1人,然后把这个人在前两
项工作中安排一个,最后剩余的三人进行全排列有
C< br>2
排这两个人,然后再剩余的3人中选2人排列有
共有24+12=36种选法。
解题策略::1,特殊元素优先安排的策略。
2,合理分类与准确分步的策略。
3,排列、组合混合问题先选后排的策略。
3,从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数的个 数为
( )
A,48 B, 12 C,180 D,162
解析:分为两大类:(1)含有0,分步1,从另外两 个偶数中选一个,
C
2
种方法,2,从3个奇数中选两
个,有
C3
种方法;3,给0安排一个位置,只能在个、十、百位上选,有
C
3
种 方法;4,其他的3个数字
进行全排列,有
2
113
C
3
2
C
3
A
3
A
3
3
种排法,根据乘法 原理共
C
2
种方法。(2)不含0,分步,偶数必然是2,
4
A4
4
种排法,不含0 的排法有
C
3
2
A
4< br>种。根据
2
2112
C
4
C
5
C4
=70种,
113
C
2
A
3
种选法。 (2)小张和小赵都入选,首先安
2
A
3
2
A
2
种方法。
1
1
4 ;奇数有
C
3
种不同的选法,然后把4 个元素全排列,共
加法原理把两部分加一块得
C
2
C
3

121324
C
3
A
3
+
C
3
A
4
=180.



解题策略:1,特殊元素优先安排的策略。
2,合理分类与准确分步的策略。
3,排列、组合混合问题先选后排的策略。
4,甲组有5名男同学,3名女同学;乙组有6名男同学,2名女同学。若从甲、乙两组中各选出2名同 学,
则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有( )
A,150种 B,180种 C,300种 D,345种
解析:4人中恰有1名女同 学的情况分为两种,即这1名女同学或来自甲组,或来自乙组,则所有不同的
选法共有
C
5
C
3
C
6
11211
C
5
2
C
6
C
2
种选法。
解题策略:合理分类与准确分步的策略。
5,甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同的选法共有
( )
A,6 B,12 C 30 D36
解析:可以先让甲、乙任意选择两门,有
C
4
2
22C
4
种选择方法,然后再把两个人全不相同的情况去掉,两
2
个人全不 相同,可以让甲选两门有
C
4
种选法,然后乙从剩余的两门选,有
C
2
种不同的选法,全不相同
的选法是
C
4
2
22
C
2
2
种方法,所以至少有一门不相同的选法为
C
4
C< br>4

C
4
2
C
2
2
=30种不同的选法。
解题策略:正难则反,等价转化的策略。


6,用0 到9 这10 个 数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为 ( )
A.324 B,328 C,360 D,648

解析:
9

CCC

8 1
第一类个位是零,共
A
9
种不同的排法。
2

8 8 4
第二类个位不是零,共
C
4
111
C
8
C
8
种不同的解法。
解题策略:合理分类与准确分步的策略.
7,从10名大学毕业生中选3人担任村长助理,则甲、乙 至少有1人入选,而丙 没有入选的不同选法的
总数为 ( )
A,85 B,56 C,49 D,28
解析:合理分类,甲乙全被选中,有
C
2

C
2
2
2112
C
7
种 选 法 ,甲乙有一个被选中,有
C
2
C
7
种不同的选法,
112
C
7
+
C
2
C
7
=49种不同的选法 。
解题策略:
(1)特殊元素优先安排的策略,
(2)合理分类与准确分步的策略.
8,将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个 班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到



同一个班,则不同分法的总数为 ( )
A,18 B,24 C,30 D,30
将甲、乙、丙、丁四名学生分成三组,则共有
C4
种不同的分法,然后三组进行全排列共
2
33
A
3
3
种不同的方法;然后再把甲、乙分到一个班的情况排除掉,共
A
3
种不同的 排法。所以总的排法为
C
4
A
3
2

A
3
3
=30种不同的排法。
注意:
这里有一个分组的问题,即四个元素分成三组有几种不同的分法的问题。
这里分为有序分组和无序分组,有兴趣的同学可以继续研究 ,这里不再详述。
解题策略:
1正难则反、等价转化的策略
2相邻问题捆绑处理的策略
3排列、组合混合问题先选后排的策略;
9,3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男 生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则
不同排法的种数是 ( )
A,360 B,288 C,216 D,96
解析:分析排列组合的问题第一要遵循特殊元素优先考虑的原则,先考虑女生的问题,先从3 个女生中选
两位,有
C
3
种方法,然后再考虑顺序,即先选后排,有
A
2
种方法;这样选出两名女生后,再考虑男生的
问题,先把三个男生任意排列,有< br>
然后把两个女生看成一个整体,和另一个女生看成两个元素插入4个位置中。有
22< br>A
3
2
中不同的排法,
A
4
2
种不同的排 法,共有
A
2
2
C
3
2
A
3
3< br>A
4
2
种不同的排法。然后再考虑把男生甲站两端的情况排除掉。



甲可能站左端,也可能是右端,有
C
2
种不同的方法, 然后其他两个男生排列有
A
2
种排法,最后把女生在
剩余的三个位置中排列, 有
1
A
3
2
种不同的排法。共
A
2
2C
3
2
C
2
A
2
2
A
32
种不同的排法, 故总的排法为
1
2
1
A
2
2
C
3
2
A
3
3
A
4
2
----
A
2
2
C
3
2
C
2
A< br>2
2
A
3
2
=288种不同的方法。
本题难度大,体现的排列组合的解题策略多:
(1)特殊元素优先安排的策略:
(2)合理分类与准确分步的策略;
(3)排列、组合混合问题先选后排的策略;
(4)正难则反、等价转化的策略;
(5)相邻问题捆绑处理的策略;
(6)不相邻问题插空处理的策略。

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