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
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2021年01月26日 14:04
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2021年1月26日发(作者:因为是第一次)

2


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
.









1.
排列与组合的概念

名称

排列

组合


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)

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)

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









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

n

m
,故
(3)
不正确
.
答案

(1)
×

(2)


(3)
×

(4)


2.

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

A
4

24.
答案

B
3.(
选修
2
-< br>3P28A17
改编
)

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

.

法二


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
)

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
________

.
6
解析


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

.
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

.
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

).
1
2
解析

法一

(
直接法
)< br>甲、乙两人均入选,有
C
7
C
2

.
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(

)
选法
.

3
法二

(
间接法
)

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(

).

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?


< 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(

)
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,

A
6
种排法,
因此共有
A
5A
6

14 400(

)
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,

A
5

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(

)
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,

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(

)
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(

).
(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

.
共有
A
1
6
·
A
6
·
A
6

.
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(

).
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(

).
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

.
因此共有A
8
8

2A
7

A
6
=< br>30 960(

).
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,

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

.
(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


(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

.
3
2
3(2)

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

.
∴某一种假货不能在内的不同取法有
5 984

.
1
2
(3)

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

.
∴恰有
2
种假货在内的不同的取法有
2 100

.
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

.
∴至少有
2
种假货在内的不同的取法有
2 555

. < 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

.
∴至多有
2
种假货在内的不同的取法有
6 090

.
规律方法

组合问题常有以下两类题型变化:

(1)
“< br>含有



不含有

某些元素的组合题型;



,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



至多

含有几 个元素的组合题型:解这类题必须十分重视





“< 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

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




B.63




C.65




D.66


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(

).
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?



(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

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(

).
(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(

).
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
(

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:

不均匀分组;

均匀分组;
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)

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
_____ ___

(
用数字作答
).
1
2
解析

(1)
法一


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

2个班有
A
6
(

).

1
2
所以不同的安排方法有
2
C
2
4
A
6
(

).

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
(

).

2
(2)

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
)

(

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)

我愿意是急流-


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