排列组合的应用

绝世美人儿
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2021年01月10日 14:54
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2021年1月10日发(作者:倪文亚)


排列组合应用(一)排列
解排列问题,首先必须认真审题,明确问题是否是排列问题, 那
是否有序,抓住问题本质特征,灵活运用基本原理和公式进行分析,
同时要讲究一些基本策略 与方法技巧。
1、特殊元素的“优先按排法”。
例1、用0、1、2、3、4这五个数字,组成没有重复的三位数,其中
偶数共有多少? (分析)由于三位数是偶数,故末尾数字必须是偶数,以“0”不能
排在首位,所以“0”就是其中 特殊元素,优先按排。按“0”在末尾
1
11
和不在末尾分为两类。共A
2< br>4
+A
2
A
3
A
3
=30种。
2 、相邻问题有“捆绑法”。对于某几个元素要求相邻的排列问题,可
将先相邻的元素“捆绑”起来,作为 一个“大”的元素,与其他元素
排列,然后再对相邻元素的内部进行排列。
例2、7人站成一排照相,要求甲、乙、丙三人相邻有多少种不同的
排法?
(分析) 先把甲乙丙三人“捆绑“看作一个元素,与其余4个元素进
3
行排列再对甲、乙、丙三人进行排 列。共A
5
5
A
3
种。
3、不相邻问题有“插空法”。对 于某几个元素不相邻的排列问题,可
先将其他元素排好,然后再将不相邻的元素在已排好的元素之间及两
端的空隙间插入即可。
例3、7人站成一排照相,要求甲、乙、丙三人不相邻有多少种不同
的排法?


(分析)先让其余4人站好,有A
4
4
种排法,这时有5个“空隙”可
4
3
供甲、乙、丙选取,即A
3
5
种。共A
4
A
5
种排法。
4、间接法或淘汰法。理解题中的要求,把不符合要求的除去,此时应注意既不能多减也不能少减。
例4、5名男生,5名女生排成一行,其中5名男生不排在一起,有
几种排法?
(分 析)先计算出10人的全排列数,再减去5名男生排在一起的排
56
列数即可。共A
1 0
10
—A
5
A
6
排法。
5、合理分类与准确分 步。解含有约束条件的排列组合问题,应按元
素的性质进行分类,事情发生的连续性分步,做到分类标准 明确,分
步层次清楚,不重不漏。
例5、五人从左到右站成一排,其中甲不站排头,乙不站第二个位置,
共有多少种不同站法
(分析)若甲在第二位置上其余4人可自由按排,有A
4
4
种;
若 甲在第3、4、5位置上,则乙可站在其他3个位置上,有A
1
3
A
1
3
A
3
3
113
种;共A
4
+ AAA
4
333
种排法。
或用间接法:①甲在第一位置,乙在第二位置有A
3
3
种;②甲在第一
位置,乙不在第二位置有A
1
3
A
3
3
种;③甲不在第一位置,乙在第二位
31313
置有A1
3
A
3
3
种;即共有A
3
+ A
3
A
3
+ A
3
A
3
种不符合要求,则 符合要求
31313
的有A
5
5
—(A
3
+ A
3
A
3
+ A
3
A
3
)种。

6、顺序固定问题有“除法”。对于某几个元素顺序一定的排列问题,


可先将这 几个元素与其他元素一同进行排列,然后用总的排列数除以
这几个元素的全排列数。
例7、五人排列,甲在乙前面的排法有多少种?
2
(分析)先将5人全排列有A5
5
种排法,而甲、乙之间排法有A
2
种排
A
5
5
法,而甲在乙前的排法只有一种符合,故符合条件的排法有
2
种。
A< br>2
例8、由1、2、3、4、5、6六个数字可组成多少个无重复且是6的
倍数的五位数 ?
(分析)6的倍数的数既是2的倍数不是3的倍数,其中3的倍数又
满足“各个数位上的数 字和是3的倍数”的特征。把6个数字分成4
组:(1,5)(2,4)(3)(6),每组数字之和为 3的倍数,因而可分
成两类,一类由1、5、2、4、6作为数码,另一类由1、5、2、4、3
作为数码,且末尾数字为偶数即可。第一类有A
1
3
A
4
4
种,第二类有共
414
1
有A
1
2
A
4
4
种,共有A
3
A
4
+ A
2
A
4
种。

巩固练习

1、 有3名男生、4名女生、排成一排
(1) 选其中5人排成一行(2)甲只能在中间或两头(3)甲、 乙二
人必须在两头(4)甲不在排头,乙不在排尾(5)男生、女生
各站一边(6)男生必须排 在一起(7)男生、女生各不相邻(8)
男生不能相邻(9)甲、乙、丙三人中甲必须在前,丙必须在后 ,
但三人不一定相邻(10)甲、乙中间必须有3人,各有多少种


不同的排法
242
1653
(答案)(1)A
5
7
(2)A
3
A
6
(3)A
2
A
5
(4)3720(5)A3
A
4
A
2
(6)
A
7
7
3 3
AA(7)AA(8)AA(9)
3
(10)A
2
2
A< br>5
A
3

A< br>3
3
3
5
5
3
3
4
4
4< br>4
3
5
2、 由数字0、1、2、2、4、5组成(各位上数字不允许重复)( 1)
多少六位数?(2)多少个六位偶数(3)多少个被5整除的五
位数?(4)多少个被3整 除的五位数(5)比240135大的六位
数有多少个?允许重复呢?
例1求不同的排法种数:
(1)6男2女排成一排,2女相邻;
(2)6男2女排成一排,2女不能相邻;
(3)4男4女排成一排,同性者相邻;
(4)4男4女排成一排,同性者不能相邻.
例3 某小组6个人排队照相留念.
(1)若分成两排照相,前排2人,后排4人,有多少种不同的排法?
(2)若分成两排照相 ,前排2人,后排4人,但其中甲必须在前排,乙必须在后排,有多少
种排法?
(3)若排成一排照相,甲、乙两人必须在一起,有多少种不同的排法?
(4)若排成一排照相,其中甲必在乙的右边,有多少种不同的排法?
(5)若排成一排照相,其中有3名男生3名女生,且男生不能相邻有多少种排法?
(6)若排成一排照相,且甲不站排头乙不站排尾,有多少种不同的排法?
(答案)(1)A
1
5
A
5
5
(2)312(3)216(4)216(5)407

(二)组合
组合与排列有 许多联系,在解决组合问题中常借用解决排列问题的方
法。以下是解决组合问题的几种方法
1、 直接法或间接法
例1、 在100件产品中有98件合格品,2件次品。从这100件 产品中
任意取出3件(1)一共有多少种不同的取法(2)恰好取出1


件次品, 有多少种取法(3)至少有1件次品,有多少种取法?
112
22133
(答案)(1)C
3
9
(2)C
2
C
98
(3) C
2
C
98
+C
2
C
98
(或C
100
–C
98
)
练习:要从12人中选出5人去参加一项 活动,按下列要求有多少种
不同选法?(1)A、B、C三人必须入选(2)A、B、C三人不能入选(3)A、B 、C三人只有一人入选(4)A、B、C三人至少一人入
选(5)A、B、C三人至多二人入选
21
(答案)(1)C
9
(2)C
5
9
(3)C
3
C
4
9
4232
(4)C
1
3
C
9
+C
3
C
3
9
+C
3C
9

5
014232
( 5)C
3
C
5
9
+ C
3
C
9
+ C
3
C
9
(或C
12
–C
9
)
2、分组分配
例2、六本不同的书按下列条件各有多少种不同的分法?
(1) 分 给甲、乙、丙三人,每人两本子(2)分成三份,每份两本(3)
分成三份,一份一本,一份二本,一份 三本(4)分给甲、乙、
丙三人,一人一本,一人二本,一人三本
2
2
(分析)(1)先分给甲有 C
6
种,再分给乙有 C
2
4
种,最后为丙有 C
2
种,
2
2
共C
6
C
2
4
C
2
=90种
(2)问题(1)也可以分成两步 完成:第一步先把六本书均分成三份,
设有x种分法,第二步把已分好的书分给甲、乙、丙三人有A3
3
种,即
222
C
6
C
4
C
2
有xA= C C C

x==15种
3
A
3< br>3
3
2
6
2
4
2
2
说明:(1)( 2)两题的区别在于(2)只分组不分配,(1)既分组又
分配。那么为什么在(2)中也就是只分组的 问题中要除去 A
m
m
呢?
比如A、B 、C、D四个元素要均分为两组,先取AB再取CD为一
AB
种即{
CD
或 先取CD再取AB为另一种即{
CD
AB
,由于只分组即AB


与CD间是无序的因而只能算一种分法。因而“分组分配”有如下一
般结论:
a)
b)
c)
d)
nn
C
2n
C
n
将2n个元素均分为两组方法数:种。 < br>2!
nn
C
3
n
n
C
2n
C
n
将3n个元素均分为三组方法数:种。
3!
将kn个元素均分为k组方法数:< br>nn
C
kn
C
(
n
k1)n
....C< br>n
k!
种。
将n个元素均分为m组每组r个(m

r=n) 方法数:
rrrrr
C
n
C
n
C
2r
C
n2r
...
r
C
r

m!
e) 若再 将m组分配给m个对象,则分配方法有
rrrrr
C
n
C
n
C
2r
C
n2r
...
r
C
r
m!
m!
(3)先分一本,再分二本,最后分三本,即得分三组的方法数
2
共有C
1
6
C
5
C
3
3
=60种
23
(4)先要把收分成三组有C
1
6
C
5
C3
3
=60种,再分配给三人有A
3

123
共有 A
3
3
C
6
C
5
C
3
=360种 。
练习:六本不同的书,分成3组,1组4本,其余各1本有多少种分
法?
11
C
6
4
C
2
C
1
(答案)
2
A
2
3、隔板法
例3、某中学从高中7个班中选出12名学生组 成校代表队,参加市
课外知识竞赛,使代表中每个班至少有1人参加的选法有多少种?


(分析)由于12个名额是不可区分的,所以将问题转化为:把排成
一行的12个“0”分成7 份的不同方法数。12个“0”形成11个空
66
隙,用6个隔板可将其分成7组,有C
11
种不同的插法,即C
11
=462种。
练习:10个相同的球放入6个盒中,每个盒中至少一个的放法有多
少种。
(答案)C
5
9
=126
4、插空法
例4、某城市新修 建的一条道路上有12盏路灯,为了节约用电又不
影响照明,可以熄灭其中的3盏,但两端的灯不能熄, 也不能熄灭相
邻的两盏灯,则熄灭的方法共有多少种?
(分析)把要熄灭的三盏灯去掉,有九 盏灯亮着,则有8个空隙,在
3
这8个空隙中安排3盏灯故有C
8
种。 练习:一排无区别的座位10个,3个人来坐,都不能坐两头,且两
人之间至少有一个座位,问有多 少种不同的坐位?
(答案)C
3
6

5、 递推法
例5 、一楼梯共10级,如果规定每次只能跨下一级或两级,要走上
这10级楼梯,共有多少种不同的走法?
(分析)设上n级楼梯的走法为a
n
种,则a
1
=1,a
2
=2,当n≥2时,上n
级楼梯的走法可分两类:一类是最后一步跨一级有a
n﹣1< br>种走法,另一
类是最后一步跨二级有a
n
﹣2
种走法,则有a
n
= a
n﹣1
+ a
n
﹣2

由a
3
=a
2
+a
1
=3,a
4
=a
3
+a
2
=5,a
5
=a
4
+a
3
=8,a
6
=a
5
+a
4
=13,a
7
=a
6
+a
5
=21,a
8
=34,


a
9
=55,a
10
=89
练习:一个楼梯共18级台阶,一步可跨一级或两级台阶,若12步
登完共有多少种不同的走法?
(分析)一步一台阶x个,一步二台阶y个则有
xy12
xy18


x=6,y=6,即无论哪种走法都有6 个一步一台阶6个一步二台阶的,
6
因而转化为求12步中任选6步的不同选法:C
1 2
=924

巩固练习
1、 从五双不同鞋子中任取4只,4只鞋子中至少有2只配在一双
的可能性有多少种?
2、 有2 0个不加区别的小球放入编号为1、2、3的三个盒子中,要
求每个盒子内的球数不少于盒子的编号数, 问有多少种不同的
放法?
3、 某校高二年级共有6个班,现从外地转入4名学生要按排到该
年级的两个班,每班二名有多少不同的方案?
4、 四个不同的小球放入编号为1、2、3、4的四个盒子则恰好一个
空盒的放法有多少种?
5、 平面内有n个点,如果有m个点共线,其余各点任何三点不共
线,则这几个点能形成多少条直线?多少个 三角形?
23
22
(答案)1、130 2、C
16
3、C
6
C
2
4
4、C
4
A
4
=144
233
5、C
2
n
﹣C
m
+1,C
n
﹣C
m

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