2018年高考数学总复习教师用书:第10章 第2讲 排列与组合含解析
玛丽莲梦兔
568次浏览
2021年01月26日 14:04
最佳经验
本文由作者推荐
我愿意是急流-
第
2
讲
排列与组合
最新考纲
1.
理解排列、组合的概念;
2.
能利用计数原理推导排列数公式、组合
数 公式;
3.
能解决简单的实际问题
.
知
识
梳
理
1.
排列与组合的概念
名称
排列
组合
从
n
个不同元素中取出
m
(
m≤
n
)
个不同元素
定义
按照一定的顺序排成一列
合成一组
2.
排列数与组合数
(1)
从
n
个不同元素中取 出
m
(
m
≤
n
)
个元素的所有不同排列的个数,< br>叫做从
n
个不
同元素中取出
m
个元素的排列数
. < br>(2)
从
n
个不同元素中取出
m
(
m
≤n
)
个元素的所有不同组合的个数,
叫做从
n
个不
同元 素中取出
m
个元素的组合数
.
3.
排列数、组合数的公式及性质
(1)A
m
n
=
n
(
n
-
1)(
n
-
2)
…< br>(
n
-
m
+
1)
=
公式
n
!
(
n
-
m
)!
m
n
(
n
-
1
)(
n
-
2
)…(< br>n
-
m
+
1
)
m
A
n
(2 )C
n
=
A
m
=
m
!
m
n
!
=
(
n
,
m
∈
N
*
,且
m
≤
n
).
特别地
C
0
n
=
1
m
!(
n
-
m
)!
性质
(1)0
!=
1
;
A
n
n
=
n< br>!
n
-
m
m
m
m
-
1< br>(2)C
m
n
=
C
n
;
C
n
+
1
=
C
n
+
C
n
诊
断
自
测
1.
判断正误
(
在括号内打“√”或“×”
)
(1)
所有元素完全相同的两个排列为相同排列
.(
)
(2)
两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同
.(
)
m
(3)
若组合式
C
x
n
=
C
n
,则
x
=
m
成立
.(
)
k
-
1
(4)
k
C
k
n=
n
C
n
-
1
.(
)
m
解析
元素相同但顺序不同的排列是不同的排列,故
(1)
不正确;若
C
x
n
=
C
n
,则
x
=
m
或
n
-
m
,故
(3)
不正确
.
答案
(1)
×
(2)
√
(3)
×
(4)
√
2.
从
4
本不同的课外读物中,买
3
本送给
3
名同学,每人各
1本,则不同的送法
种数是
(
)
A.12
B.24
C.64
D.81
解析
4
本不同的课外读物选
3
本分给
3
位同学,每人一本,则不同的分配方法
3
为
A
4
=
24.
答案
B
3.(
选修
2
-< br>3P28A17
改编
)
从
4
名男同学和
3
名 女同学中选出
3
名参加某项活动,
则男女生都有的选法种数是
(
)
A.18
B.24
C.30
D.36
1
解析
法一
选出的
3
人中有
2
名男同学
1名女同学的方法有
C
2
4
C
3
=
18
种,选
2
出的
3
人中有
1
名男同学
2
名女 同学的方法有
C
1
4
C
3
=
12
种,故< br>3
名学生中男女
1
1
2
生都有的选法有
C
2
4
C
3
+
C
4
C
3
=
3 0
种
.
法二
从
7
名同学中任选
3
名的方法数,
再除去所选
3
名同学全是男生或全是女
3
3
生的方法数,即
C
3
7
-
C
4
-
C
3
=
30.
答案
C
4.(2017·< br>浙江三市十二校联考
)
用
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
这六个数字组成没有重复数
字的六 位数共有
________
个;
其中
1
,
3
,5
三个数字互不相邻的六位数有
________
个
.
6
解析
用
1
,
2
,
3
,
4
,
5
,
6
组成没有重复数字六位数共有
A6
=
720
个;将
1
,
3
,
3
3
5
三个数字插入到
2
,
4
,
6
三个数 字排列后所形成的
4
个空中的
3
个,
故有
A
3A
4
=
144
个
.
答案
720
144
5.
用数字
1
,
2,
3
,
4
,
5
组成的无重复数字的四位偶数的个数为< br>________(
用数字
作答
).
1
1
3
解析
末位数字排法有
A
2
,其他位置排法有
A
3
4
种,共有
A
2
A
4
=
48
种
.
答案
48
6.(2 017·
绍兴调研
)
某市委从组织机关
10
名科员中选
3< br>人担任驻村第一书记,则
甲、乙至少有
1
人入选,而丙没有入选的不同选法的种 数为
________(
用数字作
答
).
1
2
解析
法一
(
直接法
)< br>甲、乙两人均入选,有
C
7
C
2
种
.
2
甲、乙两人只有
1
人入选,有
C
1
2
C7
种方法,
1
1
2
∴由分类加法计数原理,共有C
2
2
C
7
+
C
2
C
7=
49(
种
)
选法
.
3
法二
(
间接法
)
从
9
人中选
3
人有
C
9
种方法
.
其中甲、乙均不入选有
C
3
7
种方法,
3
∴满足条件的选排方法是
C
3
9
-
C
7
=
84
-
35
=
49(
种
).
答案
49
考点一
排列问题
【例
1
】
(2017·
河南校级月考
)3
名女生和
5
名男生排成一排
.
(1)
如果女生全排在一起,有多少种不同排法?
(2)
如果女生都不相邻,有多少种排法?
(3)
如果女生不站两端,有多少种排法?
(4)
其中甲必须排在 乙前面
(
可不邻
)
,有多少种排法?
(5)
其中甲不站最左边,乙不站最右边,有多少种排法?
解
< br>(1)(
捆绑法
)
由于女生排在一起,可把她们看成一个整体,这样同五个男生 合
6
在一起有
6
个元素,排成一排有
A
6
种排法, 而其中每一种排法中,三个女生间
3
3
又有
A
3
种排法,因 此共有
A
6
6
·
A
3
=
4 320(
种
)
不同排法
.
5
(2)(
插空法)
先排
5
个男生,有
A
5
种排法,这
5
个男生之间和两端有
6
个位置,
3
3
从中选取
3
个位置排女生,
有
A
6
种排法,
因此共有
A
5A
6
=
14 400(
种
)
不同排法
.
5
·
2
(3)
法一
(
位置分析法
)
因为两端不排女生,
只能从
5< br>个男生中选
2
人,
有
A
5
种
6
6< br>排法,剩余的位置没有特殊要求,有
A
6
种排法,因此共有
A
2
5
·
A
6
=
14
400(
种
)
不同排法
.
法二
(
元素分析法
)
从中间
6
个位置选
3< br>个安排女生,
有
A
3
其余位置
6
种排法,
5
5
无限制,有
A
5
种排法,因此共有
A
3
6
·
A
5
=
14 400(
种
)
不同排法
.
1
(4)8
名学生的所 有排列共
A
8
种,其中甲在乙前面与乙在甲前面的各占其中
8
2,∴
1
8
符合要求的排法种数为
2
A
8
=20 160(
种
).
(5)
甲、乙为特殊元素,左、右两边为特殊位置
.
法一
(
特殊元素法
)
甲在最右边时,其他的可全排,有
A
7
7
种;
1
甲不在最右边时,可从余下
6
个位置中任选一个, 有
A
6
种;
1
而乙可排在除去最右边位置后剩余的
6
个中的任一个上,有
A
6
种;
6
1
6
其余人
6
个人进行全排列,有
A
6
种
.
共有
A
1
6
·
A
6
·
A
6
种
.
7
1
6
由分类加法计数原理,共有
A
7< br>+
A
1
6
·
A
6
·
A
6< br>=
30 960(
种
).
法二
(
特殊位 置法
)
先排最左边,除去甲外,有
A
1
7
种,余下
7
个位置全排,有
7
6
1
7
1
6
A
7
种,但应剔除乙在最右边时的排法
A
1
6
·
A
6
种,因此共有
A
7
·
A
7
-
A
6
·
A
6
=
30
960(
种
).
法三
(
间接法
)8
个人全排,共
A
8< br>8
种,其中,不合条件的有甲在最左边时,有
7
A
7
种,乙在 最右边时,有
A
7
7
种,其中都包含了甲在最左边,同时乙在最右边的
6
7
6
情形,有
A
6
种
.
因此共有A
8
8
-
2A
7
+
A
6
=< br>30 960(
种
).
规律方法
(1)
对于有限 制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分
析法,
在实际进行排列时一般采用特殊元 素优先原则,
即先安排有限制条件的元
素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间 接法
.
(2)
对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采 用倍缩法是解
决有限制条件的排列问题的常用方法
.
【训练
1
】
(1)(2017·
新余二模
)7< br>人站成两排队列,前排
3
人,后排
4
人,现将
甲、
乙 、
丙三人加入队列,
前排加一人,
后排加两人,
其他人保持相对位置不变,< br>则不同的加入方法种数为
(
)
A.120
B.240
C.360
D.480
(2)(2017·
抚顺模拟
)
某班准备从甲、乙等七 人中选派四人发言,要求甲乙两人至
少有一人参加,那么不同的发言顺序有
(
)
A.30
B.600
C.720
D.840
解析
(1)第一步,从甲、乙、丙三人选一个加到前排,有
3
种,第二步,前排
3
人 形成了
4
个空,
任选一个空加一人,
有
4
种,
第三 步,
后排
4
人形成了
5
个空,
任选一个空加一人有
5
种,此时形成
6
个空,任选一个空加一人,有
6
种,根据
分步计数原理有
3
×
4
×
5
×
6
=
360
种方法
.
1
3
4
(2)
若只有 甲乙其中一人参加,有
C
2
C
5
A
4
=
4 80
种方法;若甲乙两人都参加,有
2
4
C
2
2
C
5
A
4
=
240
种方法,则共有
480
+
240
=
720
种方法,故选
C.
答案
(1)C
(2)C
考点二
组合问题
【例
2
】
某市工商局对
35
种商品进行抽样检查 ,已知其中有
15
种假货
.
现从
35
种商品中选取
3
种
.
(1)
其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?
(2)
其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?
(3)
恰有
2
种假货在内,不同的取法有多少种?
(4)
至少有
2
种假货在内,不同的取法有多少种?
(5)
至多有
2
种假货在内,不同的取法有多少种?
2
解
(1)
从余下的
34
种商品中,
选 取
2
种有
C
34
=
561
种,
∴某一种假 货必须在内
的不同取法有
561
种
.
3
2
3(2)
从
34
种可选商品中,选取
3
种,有
C
34
种或者
C
3
35
-
C
34
=
C
34
=
5 984
种
.
∴某一种假货不能在内的不同取法有
5 984
种
.
1
2
(3)
从
20
种真货中选取
1
件,从
15
种假货中选取
2
件有
C
20
C
15
=
2 100
种
.
∴恰有
2
种假货在内的不同的取法有
2 100
种
.
1
1
3
(4)
选取
2
种假货有
C
20
C
2
选取
3
件假货有
C
3
共有选取方式
C
20
C
2
15
种,15
种,
15
+
C
15
=
2 100
+
455
=
2 555
种
.
∴至少有
2
种假货在内的不同的取法有
2 555
种
. < br>3
(5)
选取
3
件的总数为
C
35
,因此共 有选取方式
3
C
3
35
-
C
15
=
6 545
-
455
=
6 090
种
.
∴至多有
2
种假货在内的不同的取法有
6 090
种
.
规律方法
组合问题常有以下两类题型变化:
(1)
“< br>含有
”
或
“
不含有
”
某些元素的组合题型;
“
含
”
,则先将这些元素取出,
再由另外元素补足;
“
不含
”
,
则先将这些元素剔除,
再从剩下的元素中去选取
.
< br>(2)
“
至少
”
或
“
至多
”
含有几 个元素的组合题型:解这类题必须十分重视
“
至
少
”
与
“< br>至多
”
这两个关键词的含义,谨防重复与漏解
.
用直接法和间接法都可
以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理
.
【训练
2
】
(1)(2017·
邯郸一模
)现有
6
个不同的白球,
4
个不同的黑球,任取
4
个球, 则至少有两个黑球的取法种数是
(
)
A.90
B.115
C.210
D.385
(2)(2017·
湖州市质检
)
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
B.63
种
C.65
种
D.66
种
2
2
3
1
解析
(1)
分三类,取
2
个黑球有
C
4
C
6
=
90
种,取3
个黑球有
C
4
C
6
=
24
种,取< br>4
个黑球有
C
4
4
=
1
种,故共有
90
+
24
+
1
=
115
种取法,选
B.
(2)
共有
4
个不同的偶数和
5
个不同的奇数, 要使和为偶数,则
4
个数全为奇数,
4
2
2
或全为偶数,< br>或
2
个奇数和
2
个偶数,
∴共有不同的取法有
C4
5
+
C
4
+
C
5
C
4=
66(
种
).
答案
(1)B
(2)D
考点三
排列、组合的综合应用
【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?
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
2
1
2
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< br>×
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
.
2
(3)
确定
2
个空盒有
C
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
2
2
2
C
2
4
C
2
2
2
3
1
2
C
4
C
2
种方法;第二类有序均匀分组有
A
2
·
A< br>2
种方法
.
故共有
C
4
(C
4
C< br>1
A
2
+
A
2
·
A
2
2< br>)
2
2
=
84(
种
).
规律方法
(1)
解排列组合问题常以元素
(
或位置
)
为主体,即先满 足特殊元素
(
或
位置
)
,再考虑其他元素
(
或位置
).
对于排列组合的综合题目,一般是将符合要求
的元素取出或进行分组,再对取出的 元素或分好的组进行排列
.
(2)
不同元素的分配问题,往往是先分组再分配
.
在分组时,通常有三种类型:
①
不均匀分组;
②
均匀分组;③
部分均匀分组,注意各种分组类型中,不同分组方
法的差异
.
其次对于 相同元素的
“
分配
”
问题,常用的方法是采用
“
隔板法”
.
【训练
3
】
(1)
某校高二 年级共有
6
个班级,现从外地转入
4
名学生,要安排到
该年级的两个 班级且每班安排
2
名,则不同的安排方案种数为
(
)
2
2
A.A
6
C
4
2
C.A
2
6
A
4
1
2
B.
2
A
2
6
C
4
2
D.2A
6
(2)
在
8
张奖券中有一 、二、三等奖各
1
张,其余
5
张无奖
.
将这
8张奖券分配给
4
个人,每人
2
张,不同的获奖情况有
_____ ___
种
(
用数字作答
).
1
2
解析
(1)
法一
将
4
人平均分成两组有
2
C
4
种方法,将此两组分配到
6
个班级中
2
的
2个班有
A
6
(
种
).
1
2
所以不同的安排方法有
2
C
2
4
A
6
(
种
).
2
2
法二
先从
6
个班级 中选
2
个班级有
C
2
6
种不同方法,然后安排学生有
C
4
C
2
种,
2
2
1
2
2故有
C
2
C
6
4
C
2
=
A< br>6
C
4
(
种
).
2
(2)
把
8
张奖券分
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
4
种分法;另一种是一组两个奖,2
2
一组只有一个奖,另两组无奖,共有
C
2
3
种分法 ,再分给
4
人有
C
3
A
4
种分法,所
4< br>2
2
以不同获奖情况种数为
A
4
+
C
3A
4
=
24
+
36
=
60.
答案
(1)B
(2)60
[
思想方法
]
1.
对于有附加条件的排列、组合应用题,通常从三个途径考虑
(1)
以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素
.
(2)
以位置为主考虑,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置
.
(3 )
先不考虑附加条件,计算出排列数或组合数,再减去不合要求的排列数或组
合数
.
2.
排列、组合问题的求解方法与技巧
(1)
特殊元素优先安排;
(2)
合理分类与准确分步;
(3)
排列、组合混合问题先选后
排;
(4)
相邻问题捆绑处理;
(5)
不相邻问题插空处理;
(6)定序问题排除法处理;
(7)
分排问题直排处理;
(8)
“小集团”排列 问题先整体后局部;
(9)
构造模型;
(10)