排列组合方法归纳大全
复习巩固
1.分类计数原理(加法原理)
完成一件事,有类办法,在第1类办法中有种不同的方法,在第2类办法中有种不同的方法,
n 1m 2m …,在第类办法中有种不同的方法,那么完成这件事共有:
n n m 1
2
n
N m m m =+++ 种不同的方法.
2.分步计数原理(乘法原理)
完成一件事,需要分成个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,…,n 1m 2m 做第步有种不同的方法,那么完成这件事共有:
n n m 12n
N m m m =⨯⨯⨯ 种不同的方法.
3.分类计数原理分步计数原理区别
分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。
分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件.解决排列组合综合性问题的一般过程如下:1.认真审题弄清要做什么事
2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。
3.确定每一步或每一类是排列问题(有序)还是组合(无序)问题,元素总数是多少及取出多少个元素.
4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略一.特殊元素和特殊位置优先策略
例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.
解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,
先排末位共有1
3
C 然后排首位共有1
4
C 最后排其它位置共有34
A 由分步计数原理得
1
1
3
434288
C C A =练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不种在两端的花盆里,问有多少
不同的种法?
二.相邻元素捆绑策略
例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法.
解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素
进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。由分步计数原理可得共有种不同的排法
5
2
2
522480A A A =练习题:某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为 20
三.不相邻问题插空策略
例3.一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种?
解:分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有种,第二步将4舞蹈插入第一步排好的6个元素中5
5A 间包含首尾两个空位共有种不同的方法,由分步计数原理,节目的不同顺序共有 种46A 54
56A A
目插入原节目单中,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为 30四.定序问题倍缩空位插入策略
例4.7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法
解:(倍缩法)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起进行排列,然后用总
排列数除以这几个元素之间的全排列数,则共有不同排法种数是:
7
3
73/A A (空位法)设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有种方法,其余的三个位置甲乙丙共有 1
4
7A 种坐法,则共有种方法。
4
7A 思考:可以先让甲乙丙就坐吗?
(插入法)先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余4四人依次插入共有 方法
练习题:10人身高各不相等,排成前后排,每排5人,要求从左至右身高逐渐增加,共有多少排法? 5
10
C 五.重排问题求幂策略
例5.把6名实习生分配到7个车间实习,共有多少种不同的分法
解:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有 7 种分法.把第二名实习生分配到车间也有7种分依此类推,由分步计数原理共有种不同的排法
6
7练习题:
1.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入
原节目单中,那么不同插法的种数为 42 2. 某8层大楼一楼电梯上来8名乘客人,他们到各自的一层下电梯,下电梯的方法8
7六.环排问题线排策略
例6. 8人围桌而坐,共有多少种坐法?
解:围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人并从此位置把圆形展
4
4A 成直线其余7人共有(8-1)!种排法即!
7E 练习题:6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈 120七.多排问题直排策略
例7.8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法
允许重复的排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可以逐一安排各个元素的位置,一般地n 不同的元素没有限制地安排在m 个位置上的排列数为种
n
m 一般地,n 个不同元素作圆形排列,共有(n-1)!种排法.如果从n 个不同元素中取出m 个元素作圆形排列共有
1m
n A n
解:8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.个特殊元素有种,再排后4个位2
4A
种
2
1
5
445A A
A
练习题:有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座规定前排中间的3个座位不能
坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是 346
八.排列组合混合问题先选后排策略
例8.有5个不同的小球,装入4
个不同的盒内,每盒至少装一个球
,
共有多少不同的装法.
解
:第一步从5个球中选出2个组成复合元共有种方法.再把4个元素
(包含一个复合元素)装入42
5C 个不同的盒内有种方法,根据分步计数原理装球的方法共有4
4A 2
4
54
C A 练习题:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不同的任务,每人完成一种任务,
且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 192 种
九.小集团问题先整体后局部策略
例9.用1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在两个奇数之间,这样的五位数
有多少个?
解:把1,5,2,4当作一个小集团与3排队共有种排法,再排小集团内部共有种排法,
2
2A 2
2
22A A 由分步计数原理共有种排法.
2
2
2
222A A A 练习题:
1.计划展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画, 排成一行陈列,要求同一 品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,那么共有陈列方式的种数为2
5
4
254A A A 2. 5男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有种
2
5
5255A A A 十.元素相同问题隔板策略
例10.有10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?
解:因为10个名额没有差别,把它们排成一排。相邻名额之间形成9个空隙。在9个空档中选6个
位置插个隔板,可把名额分成7份,对应地分给7个班级,每一种插板方法对应一种分法共有
种分法。
69C 一班二班三班七班
练习题:
1.10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法? 49
C 一般地,元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑,再分段研究.
解决排列组合混合问题,先选后排是最基本的指导思想.此法与相邻元素捆绑策略相似吗?
小集团排列问题中,先整体后局部,再结合其它策略进行处理。
将n 个相同的元素分成m 份(n ,m 为正整数),每份至少一个元素,可以用m-1块隔板,插入n 个元素排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为1
1m n C --
2 .求这个方程组的自然数解的组数 100x y z w +++=3
103
C 十一.正难则反总体淘汰策略
例11.从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于10的偶数,不同的
取法有多少种?
解:这问题中如果直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法。这十个数字中有5个偶数5个
奇数,所取的三个数含有3个偶数的取法有,只含有1个偶数的取法有,和为偶数的取法共
35C 12
55C C 有。再淘汰和小于10的偶数共9种,符合条件的取法共有1
2
3
555C C C +1
2
3
5559
C C C +-练习题:我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的
抽法有多少种?
十二.平均分组问题除法策略
例12. 6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
解: 分三步取书得种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记6本书为ABCDEF ,若第一步取
2
2
2
642C C C AB,第二步取CD,第三步取EF 该分法记为(AB,CD,EF),则中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),2
2
2
642C C C (CD,EF,AB)(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共有种取法 ,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有
3
3A 种分法。
222
36423/C C C A 练习题:
1 将13个球队分成3组,一组5个队,其它两组4个队, 有多少分法?()5
4
4
2
13842/C C C A 2.10名学生分成3组,其中一组4人, 另两组3人但正副班长不能分在同一组,有多少种不同的分组方法 (1540)
3.某校高二年级共有六个班级,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
2
2
4262/90C C A A =十三. 合理分类与分步策略
例13.在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节
目,有多少选派方法
解:10演员中有5人只会唱歌,2人只会跳舞3人为全能演员。选上唱歌人员为标准进行研究
只会唱的5人中没有人选上唱歌人员共有种,只会唱的5人中只有1人选上唱歌人员
2
2
33C C 种,只会唱的5人中只有2人选上唱歌人员有种,由分类计数原理共有
112534C C C 2255C C 种。
2211222
3353455C C C C C C C ++练习题:
1.从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座 谈会,若这4人中必须既有男生又有女生,则不同的选法共有34
2. 3成人2小孩乘船游玩,1号船最多乘3人, 2号船最多乘2人,3号船只能乘1人,他们任选2只船或3只船,但小孩不能单独乘一只船, 这3人共有多少乘船方法. (27) 本题还有如下分类标准:
*以3个全能演员是否选上唱歌人员为标准*以3个全能演员是否选上跳舞人员为标准
有些排列组合问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出它的反面,再从整体中淘汰.
平均分成的组,不管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后要一定要除以(为均分的组n
n A n 数)避免重复计数。
解含有约束条件的排列组合问题,可按元素的性质进行分类,按事件发生的连续过程分步,做到标准明确。分步层次清楚,不重不漏,分类标准一旦确定要贯穿于解题过程的始终。
*以只会跳舞的2人是否选上跳舞人员为标准都可经得到正确结果十四.构造模型策略
例14. 马路上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9的九只路灯,现要关掉其中的3盏,但不能关掉相邻的2盏或
3盏,也不能关掉两端的2盏,求满足条件的关灯方法有多少种?解:把此问题当作一个排队模型在6盏亮灯的5个空隙中插入3个不亮的灯有 种
3
5C
练习题:某排共有10个座位,若4人就坐,每人左右两边都有空位,那么不同的坐法有多少种?(120)
十五.实际操作穷举策略
例15.设有编号1,2,3,4,5的五个球和编号1,2,3,4,5的五个盒子,现将5个球投入这五个盒子内,要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的编号与盒子的编号相同,有多少投法
解:从5个球中取出2个与盒子对号有种还剩下3球3盒序号不能对应,利用实际操作法,如果
2
5C 剩下3,4,5号球, 3,4,5号盒3号球装4号盒时,则4,5号球有只有1种装法,同理3号球装5号盒时,4,5号球有也只有1种装法,由分步计数原理有种
2
52C 号盒 5号盒
练习题:
1.同一寝室4人,每人写一张贺年卡集中起来,然后每人各拿一张别人的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有多少种? (9)
2.给图中区域涂色,要求相邻区 域不同色,现有4种可选颜色,则不同的着色方法有 72种
十六. 分解与合成策略
例16. 30030能被多少个不同的偶数整除
分析:先把30030分解成质因数的乘积形式30030=2×3×5 × 7 ×11×13
依题意可知偶因数必先取2,再从其余5个因数中任取若干个组成乘积,
所有的偶因数为:1
2
3
4
5
55555
C C C C C ++++练习:正方体的8个顶点可连成多少对异面直线
解:我们先从8个顶点中任取4个顶点构成四体共有体共,每个四面体有
4
81258C -=3对异面直线,正方体中的8个顶点可连成对异面直线
358174⨯=十七.化归策略
例17. 25人排成5×5方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的选法有多少种?
解:将这个问题退化成9人排成3×3方阵,现从中选3人,要求3人不在同一行也不在同一列,有多少选法.这样每行必有1人从其中的一行中选取1人后,把这人所在的行列都划掉,如此继续
下去.从3×3方队中选3人的方法有种。再从5×5方阵选出3×3方阵便可解决问题.
1113
2
1
C C C 一些不易理解的排列组合题如果能转化为非常熟悉的模型,如占位填空模型,排队模型,装盒模型等,可使问题直观解决
对于条件比较复杂的排列组合问题,不易用公式进行运算,往往利用穷举法或画出树状图会收到意想不到的结果
分解与合成策略是排列组合问题的一种最基本的解题策略,把一个复杂问题分解成几个小问题逐一解
决,然后依据问题分解后的结构,用分类计数原理和分步计数原理将问题合成,从而得到问题的答案 ,每个比较复杂的问题都要用到这种解题策略
5
4
3
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