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排列组合问题的几种基本方法(复习归纳)
2025-09-29 17:01:09 责编:小OO
文档
排列组合问题

1. 分组(堆)问题

分组(堆)问题的六个模型:①无序不等分;②无序等分;③无序局部等分;(④有序不等分;⑤有序等分;⑥有序局部等分.) 处理问题的原则:

①若干个不同的元素“等分”为 m个堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m! ②若干个不同的元素局部“等分”有 m个均等堆,要将选取出每一个堆的组合数的乘积除以m!

③非均分堆问题,只要按比例取出分完再用乘法原理作积.

④要明确堆的顺序时,必须先分堆后再把堆数当作元素个数作全排列.

1. 分组(堆)问题

例1.有四项不同的工程,要发包给三个工程队,要求每个工程队至少要得到一项工程. 共有多少种不同的发包方式?

解:要完成发包这件事,可以分为两个步骤: ⑴先将四项工程分为三“堆”,有

211421

2

2

6C C C A

种分法;

⑵再将分好的三“堆”依次给三个工程队, 有3!=6种给法.

∴共有6×6=36种不同的发包方式.

2.插空法:

解决一些不相邻问题时,可以先排“一般”元素然后插入“特殊”元素,使问题得以解决.

♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀

↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

例2 . 7人排成一排.甲、乙两人不相邻,有多少种不同的排法? 解:分两步进行:

55A 有=120种排法

第1步,把除甲乙外的一般人排列:

第2步,将甲乙分别插入到不同的间隙或两端中(插孔):

26A 有=30种插入法

120303600∴

⨯共有=种排法

()

种不同的排法有22

5566P P P -∴

3.捆绑法

相邻元素的排列,可以采用“局部到整体”的排法,即将相邻的元素局部排列当成“一个”元素,然后再进行整体排列.

例3 . 6人排成一排.甲、乙两人必须相邻,有多少种不的排法?

♀ ♀

♀ ♀ ♀ ♀ ♀ ♀ 解:(1)分两步进行: 甲 乙

第一步,把甲乙排列(捆绑):

22

A 有=2种捆法

第二步,甲乙两个人的梱看作一个元素与其它的排队:

55

A 有=120种排法

2120240∴⨯共有=种排法

()

种不同的排法有2

2

5566P P P -∴

4.消序法(留空法)

几个元素顺序一定的排列问题,一般是先排列,再消去这几个元素的顺序.或者,先让其它元素选取位置排列,留下来的空位置自然就是顺序一定的了. 例4. 5个人站成一排,甲总站在乙的右侧的有多少种站法?

几个元素不能相邻时,先排一般元素,再让特殊元素插孔. 几个元素必须相邻时,先捆绑成一个元素,再与其它的进行排列.

55A

种站法,

解法1:将5个人依次站成一排,有

22

A

然后再消去甲乙之间的顺序数

53

5522

543A A A =⨯⨯=

∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为

解法2:先让甲乙之外的三人从5个位置选出3个站好,有

35A

种站法,留下的两个位置自然给甲乙有1种站法

335

51A A

⨯=

∴甲总站在乙的右侧的有站法总数为

4.消序法(留空法) 解: 如图所示

变式:如下图所示,有5横8竖构成的方格图,从A 到B 只能上行或右行共有多少条不同的路线?

B

A

B

其中必有四个↑和七个→组成!

所以, 四个↑和七个→一个排序就对应一条路经,

51

4(51)(81)

11

C

C

--+-=

所以从A 到B 共有 条不同的路径.

5.剪截法(隔板法):

n 个 相同小球放入m(m ≤n)个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法等价于n 个相同小球串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m 段.

例5. 某校准备参加今年高中数赛,把16个选手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班至少一个名额,则不同的分配方案共有___种.

解: 问题等价于把16个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.

315

455

C =

种截断法,对应放到4个盒子里.

因此,不同的分配方案共有455种.

5.剪截法:

n个相同小球放入m(m≤n)个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法等价于n个相同小球串成一串从间隙里选m-1个结点剪截成m段.

变式:某校准备参加今年高中数赛,把16个选手名额分配到高三年级的1-4 个教学班,每班的名额不少于该班的序号数,则不同的分配方案共有___种.

解:问题等价于先给2班1个,3班2个,4班3个,再把余下的10个相同小球放入4个盒子里,每个盒子至少有一个小球的放法种数问题.

3 984

C=

将10个小球串成一串,截为4段有

种截断法,对应放到4个盒子里.

因此,不同的分配方案共有84种.

6.错位法:

编号为1至n的n个小球放入编号为1到 n的n个盒子里,每个盒子放一个小球.要求小球与盒子的编号都不同,这种排列称为错位排列.

特别当n=2,3,4,5时的错位数各为1,2,9,44.

例6. 编号为1至6的6个小球放入编号为1至6的6个盒子里,每个盒子放一个小球,其中恰有2个小球与盒子的编号相同的放法有____种.

解:选取编号相同的两组球和盒子的方法有

2 615

C=

种,其余4组球与盒子需错位排列有9种放法.

故所求方法有15×9=135种.

7.剔除法

从总体中排除不符合条件的方法数,这是一种间接解题的方法.

排列组合应用题往往和代数、三角、立体几何、平面解析几何的某些知识联系,从而增加了问题的综合性,解答这类应用题时,要注意使用相关知识对答案进行取舍.

例7. 从集合{0,1,2,3,5,7,11}中任取3个元素分别作为直线方程Ax+By+C=0中的A、B、C,所得的经过坐标原点的直线有_________条.

3 7210

A=

解:所有这样的直线共有条,

1266

180

A A ⨯=

其中不过原点的直线有 条, ∴所得的经过坐标原点的直线有210-180=30条.

巩固练习

1.将3封不同的信投入4个不同的邮筒,则不同的投法的种数是( )

A.43

B.34

C.34A

D.3

4C

B

2.从黄瓜、白菜、油菜、扁豆4种蔬菜品种中选出 3种,分别种在不同土质的三块地上,其中黄瓜必须种植,不同的种植方法共有( )

A.24种

B.18种

C.12种

D.6种

B

巩固练习

3. 12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案共有( ) A.4

44

84

12C C C 种 B.34

44

84

12C C C 种

C.3348412A C C 种

D.3

3

4

4

48412A C C C 种

A

4. 5个人排成一排,其中甲、乙不相邻的排法种数是( ) A.6 B.12 C.72 D.144 C下载本文

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