排列组合用A还是C的技巧(3)
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排列组合用A还是C的技巧.
解答排列组合问题,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,同时还要注意讲究一些策略和方法技巧。下面介绍几种
常用的解题方
法和策略。
一、
合理分类与准确分步法
(
利用计数原理
)
解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生
的
连续过程分步,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不 漏。
例1、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
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P(4,4)=24种排法;2)若甲在第二,三,四位上,则有
C(3,1)*C(3,1)*P(3,3)=54种排法,由分类计数原理,排法共有
78种,选C。
解排列与组合并存的问题时,一般采用先选(组合)后排(排列)的方
法解
答。
例2、4个不同小球放入编号为1, 2, 3, 4的四个盒中,恰有一空盒
的方
法有多少种
分析: 因恰有一空盒,故必有一盒子放两球。1)选:从四个球中选2个有
C(4,2)种,从4个盒中选3个盒有C(4,3)种;2)排:把选出的2个球看作一个
元素
与其余2球共3个元素,对选出的3盒作全排列有P(3,3)种,故所求放法 有
C(4,2)*C(4,3)*P(3,3)=144 种。
二、
特殊元素与特殊位置优待法
对于有附加条件的排列组合问题,一般采用:先考虑满足特殊的元素
和
位置,再考虑其它元素和位置。
例3、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
o
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不能排首
位,故0
就是其中的“特殊”元素,应该优先安排,按 0排在末尾和0不排在
末尾分两类:1) 0排末尾时,有P(4,2)=12个,2) 0不排在末尾时,则有
C(2,1)C(3,1)C(3,1)=18个,由分数计数原理,共有偶数 30个,选B。
例4、马路上有8只路灯,为节约用电又不影响正常的照明,可把其
中的
三只灯关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉两端的灯,
那么满足
条件的关灯方法共有多少种
分析:表面上看关掉第1只灯的方法有6种,关第二只,第三只时需分
类
讨论,十分复杂。若从反面入手考虑,每一种关灯的方法对应着一种满足题
设条件
的亮灯与关灯的排列,于是问题转化为“在 5只亮灯的4个空中插入3
只暗灯”的问题。故关灯方法种数为 C(4,3)=4。
三、 插空法、捆绑法
对于某几个元素不相邻的排列问题, 可先将其他元素排好,再将不相邻
元素在已排好的元素之间及两端空隙中插入即可。
例5、7人站成一排照相,
若要求甲、乙、丙不相邻,则有多少种不同
的排法
分析:先将其余四人排好有P(4,4)种排法,再在这人之间及两端的 5
个
“空”中选三个位置让甲乙丙插入,则有 P(5,3)种方法,这样共有
P(4,4)*P(5,3)=1440 种不同排法。
对于局部“小整体”的排列问题,可先将局部元素捆绑在一起看作一
个
元,与其余元素一同排列,然后在进行局部排列。
例6、
7人站成一排照相,甲、乙、丙三人相邻,有多少种不同排法
分析:把甲、乙、丙三人看作一个“元”,与其余 4人共5个元作全
排
列,有P(5,5)种排法,而甲乙、丙、之间又有 P(3,3)种排法,故共有
P(5,5)*P(3,3)=720 种排法。
四、 排除法
对于含有否定字眼的问题,可以从总体中把不符合要求的除去, 此时需
注意不能多减,也不能少减。
例如在例3中,也可用此法解答:五个数字组成三位数的全排列有
C(4,1)P(4,2)=48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
C(4,1)p(4,2)-C(2,1)C(3,1)P(3,1)=30个偶数。
五、
顺序固定问题用“除法”
(
对等法
)
对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素
一同排列,然后用总排列数除以这几个元素的全排列数。
例7、
6个人排队,甲、乙、丙三人按“甲---乙---丙”顺序排的排队方
法有多少种
分析:
不考虑附加条件,排队方法有 P(6,6)种,而其中甲、乙、丙的 种排
法中只有一种符合条件。故符合条件的排法有 P(6,6)P(3,3)=120种。
六、
构造模型“挡板法”
对于较复杂的排列问题,可通过设计另一情景,构造一个隔板模型来解
决
问题。
例& 方程a+b+c+d=12有多少组正整数解
分析:建立隔板模型:将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成
的
11个间隙中任意插入3块隔板,把球分成4堆,每一种分法所得4堆球的各
堆球
的数目,对应为a、b、c、d的一组正整解,故原方程的正整数解的组数共 有
C(11,3)=165
。
例9、把10本相同的书发给编号为1、2、3的三个学生阅览室,每个阅
览
室分得的书的本数不小于其编号数,试求不同分法的种数
解:先让2、3号阅览室依次分得1本书、2本书;再对余下的7本书进
行
分配,保证每个阅览室至少得一本书,这相当于在7本相同书之间的6个“空
档”
内插入2块隔板共有C(6,2)=15种插法。
又如六个“优秀示范员”的名额分配给四个班级,有多少种不同的分配 方
法
经过转化后都可用此法解。
七、 分排问题“直排法”
把几个元素排成前后若干排的排列问题, 若没有其它的特殊要求,可采
取统一排成一排的方法来处理。
例9、7个人坐两排座位,第一排3个人,第二排坐4个人,则不同的坐法有多 少
种
分析:7个人可以在前两排随意就坐,再无其它条件,故两排可看作
一排
来处理,不同的坐法共有 P(7,7)=5040种。
八、
构造方程或不等式
例10:某赛季足球比赛的记分规则是:胜一场得 3分;平一场得1分;
负一场得0分。一球队打完15场积33分,若不考虑顺序,该队胜、负、平情 况共
有()
种 种 种 种
解析:设该队胜x场,平y场,则负(15-x-y)场,由题意得3x+y=33
y=33-3x
( 0< x< 11 且 x+y < 15 )
因此,有以下三种情况:
x=11,y=0 或 x=10,y=3 或 x=9,y=6
故选 A
例12、把一张20元面值的人民币换成1元、2元或5元面值的人民币,
有
多少种不同的换法
解:设对换成1元的人民币x张,2元的人民币y张,5元的人民币z
张,
则 x+2y+5z=20
当z = 0时,x+2y=20 ,
x可以取0、2、4…20,有11种方法。
当z = 1时,x+2y=15 ,
x可以取1、3、5- 15,有8种方法。
当z = 2时,x+2y=10 ,
x可以取0、2、4- 10,有6种方法。
当z = 3时,x+2y=5 ,
x可以取1、3、5有3种方法。
当 z = 4 时,x+2y=0 , x=0,y=0, 1
种方法。
故共有11+8+6+3+仁29种方法。
九、 枚举法:
有些计数问题由于条件过多,从排列或组合的角度思考不太方便,可
以
尝试用枚举法,枚举时也要按照一定的思路进行,才能做到不重不漏。
例11:某寝室4名同学各写了一张新年贺卡,先集中起来,然后每人
从
中取走一张别人写的贺卡,问有多少种不同的取法
解: 设4位同学分别为A、B、C、
D,各人取别人贺卡的不同取法可罗列成下
表:
同学A 同学B 同学C 同学D
B A D C
1
2
3
4
5
6
7
B
B
C
C
C
D
C
D
A
D
D
A
D
A
D
A
B
B
A
B
A
C
B
B
A
C
B
A
8 D C
9 D C
故共有9种不同的取法。