1. 【排列组合】排列组合公式中的A和C公式是什么 到底表达了什么 是什么意思 到底怎么用
A是排列,与次序有关;C是组合,与次序无关。
1、排列
有限集的子集按某种条件的序化法排成列、排成一圈、不许重复或许重复等。
从n个不同元素中每次取出m(1≤m≤n)个不同元素,排成一列,称为从n个元素中取出m个元素的无重复排列或直线排列,简称排列。
(1)数学插空法公式怎么算扩展阅读
排列组合的难点:
1、从千差万别的实际问题中抽象出几种特定的数学模型,需要较强的抽象思维能力;
2、限制条件有时比较隐晦,需要我们对问题中的关键性词(特别是逻辑关联词和量词)准确理解;
3、计算手段简单,与旧知识联系少,但选择正确合理的计算方案时需要的思维量较大;
4、计算方案是否正确,往往不可用直观方法来检验,要求我们搞清概念、原理,并具有较强的分析能力。
排列组合计算方法如下:
排列A(n,m)=n×(n-1).(n-m+1)=n!/(n-m)!(n为下标,m为上标,以下同)
组合C(n,m)=P(n,m)/P(m,m) =n!/m!(n-m)!;
例如:
A(4,2)=4!/2!=4*3=12
C(4,2)=4!/(2!*2!)=4*3/(2*1)=6
2. 数学插空法
隔板插空法最基本的要求是元素之间没有差别,也就是说元素之间不需要更换位置
举个很简单的例子,把是个球放到三个不同的袋子中,问有几种分发。
前提:球是一样的,而袋子不一样,可以想象成先用第一个隔板隔出a个球放在第一个口袋,再用第二个隔板隔出b个球放在第二个口袋,要求剩下的球数c(大于等于一)放在第三个口袋,就是这么简单。而隔板插空法只是把这些步骤连在了一起,用两个隔板直接分成了三分。
类似于抽屉原理,把球放进抽屉里,要求每个抽屉都不能为空。
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3. 数学排列问题
排 列
课题:排列的简单应用(2)
目的:使学生切实学会用排列数公式计算和解决简单的实际问题,进一步培养分析问题、解决问题的能力,同时让学生学会一题多解.
过程:
一、复习:
1.排列、排列数的定义,排列数的两个计算公式;
2.常见的排队的三种题型:
⑴某些元素不能在或必须排列在某一位置——优限法;
⑵某些元素要求连排(即必须相邻)——捆绑法;
⑶某些元素要求分离(即不能相邻)——插空法.
3.分类、分布思想的应用.
二、新授:
示例一:从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,则共有多少种不同的排法?
解法一:(从特殊位置考虑)
解法二:(从特殊元素考虑)若选: 若不选:
则共有 + =136080
解法三:(间接法) 136080
示例二:
⑴ 八个人排成前后两排,每排四人,其中甲、乙要排在前排,丙要排在后排,
则共有多少种不同的排法?
略解:甲、乙排在前排 ;丙排在后排 ;其余进行全排列 .
所以一共有 =5760种方法.
⑵ 不同的五种商品在货架上排成一排,其中a, b两种商品必须排在一起,而c, d两种商品不排在一起, 则不同的排法共有多少种?
略解:(“捆绑法”和“插空法”的综合应用)a, b捆在一起与e进行排列有 ;
此时留下三个空,将c, d两种商品排进去一共有 ;最后将a, b“松绑”有 .所以一共有 =24种方法.
☆⑶ 6张同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,若要求师生相间而坐,则不同的坐法有多少种?
略解:(分类)若第一个为老师则有 ;若第一个为学生则有
所以一共有2 =72种方法.
示例三:
⑴ 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的正整数?
略解:
⑵ 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字,并且比13 000大的正整数?
解法一:分成两类,一类是首位为1时,十位必须大于等于3有 种方法;另一类是首位不为1,有 种方法.所以一共有 个数比13 000大.
解法二:(排除法)比13 000小的正整数有 个,所以比13 000大的正整数有 =114个.
示例四: 用1,3,6,7,8,9组成无重复数字的四位数,由小到大排列.
⑴ 第114个数是多少? ⑵ 3 796是第几个数?
解:⑴ 因为千位数是1的四位数一共有 个,所以第114个数的千位数应该是“3”,十位数字是“1”即“31”开头的四位数有 个;同理,以“36”、“37”、“38”开头的数也分别有12个,所以第114个数的前两位数必然是“39”,而“3 968”排在第6个位置上,所以“3 968” 是第114个数.
⑵ 由上可知“37”开头的数的前面有60+12+12=84个,而3 796在“37”开头的四位数中排在第11个(倒数第二个),故3 796是第95个数.
示例五: 用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中
⑴ 能被25整除的数有多少个?
⑵ 十位数字比个位数字大的有多少个?
解: ⑴ 能被25整除的四位数的末两位只能为25,50两种,末尾为50的四位数有 个,末尾为25的有 个,所以一共有 + =21个.
注: 能被25整除的四位数的末两位只能为25,50,75,00四种情况.
⑵ 用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,一共有 个.因为在这300个数中,十位数字与个位数字的大小关系是“等可能的”,所以十位数字比个位数字大的有 个.
三、小结:能够根据题意选择适当的排列方法,同时注意考虑问题的全面性,此外能够借助一题多解检验答案的正确性.
四、作业:“3+X”之 排列 练习
组 合
课题:组合、组合数的综合应用⑵
目的:对排列组合知识有一个系统的了解,掌握排列组合一些常见的题型及解题方法,能够运用两个原理及排列组合概念解决排列组合问题.
过程:
一、知识复习:
1.两个基本原理;
2.排列和组合的有关概念及相关性质.
二、例题评讲:
例1.6本不同的书,按下列要求各有多少种不同的选法:
⑴ 分给甲、乙、丙三人,每人两本;
⑵ 分为三份,每份两本;
⑶ 分为三份,一份一本,一份两本,一份三本;
⑷ 分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本;
⑸ 分给甲、乙、丙三人,每人至少一本.
解:⑴ 根据分步计数原理得到: 种.
⑵ 分给甲、乙、丙三人,每人两本有 种方法,这个过程可以分两步完成:第一步分为三份,每份两本,设有x种方法;第二步再将这三份分给甲、乙、丙三名同学有 种方法.根据分步计数原理可得: ,所以 .因此分为三份,每份两本一共有15种方法.
注:本题是分组中的“均匀分组”问题.
⑶ 这是“不均匀分组”问题,一共有 种方法.
⑷ 在⑶的基础上在进行全排列,所以一共有 种方法.
⑸ 可以分为三类情况:①“2、2、2型”即⑴中的分配情况,有 种方法;②“1、2、3型”即⑷中的分配情况,有 种方法;③“1、1、4型”,有 种方法.所以一共有90+360+90=540种方法.
例2.身高互不相同的7名运动员站成一排,甲、乙、丙三人自左向右从高到矮排列且互不相邻的排法有多少种?
解:(插空法)现将其余4个同学进行全排列一共有 种方法,再将甲、乙、丙三名同学插入5个空位置中(但无需要进行排列)有 种方法.根据分步计数原理,一共有 =240种方法.
例3.⑴ 四个不同的小球放入四个不同的盒中,一共有多少种不同的放法?
⑵ 四个不同的小球放入四个不同的盒中且恰有一个空盒的放法有多少种?
解:⑴ 根据分步计数原理:一共有 种方法.
⑵(捆绑法)第一步从四个不同的小球中任取两个“捆绑”在一起看成一个元素有 种方法,第二步从四个不同的盒取其中的三个将球放入有 种方法.所以一共有 =144种方法.
例4.马路上有编号为1,2,3,…,10的十盏路灯,为节约用电又不影响照明,可以把其中3盏灯关掉,但不可以同时关掉相邻的两盏或三盏,在两端的灯都不能关掉的情况下,有多少种不同的关灯方法?
解:(插空法)本题等价于在7只亮着的路灯之间的6个空档中插入3只熄掉的灯,故所求方法总数为 种方法.
例5.九张卡片分别写着数字0,1,2,…,8,从中取出三张排成一排组成一个三位数,如果6可以当作9使用,问可以组成多少个三位数?
解:可以分为两类情况:① 若取出6,则有 种方法;②若不取6,则有 种方法.根据分类计数原理,一共有 + =602种方法.
4. 数学插空法怎么算 3位老师和3位学生站成一排,要求任何两位学生都不相邻,则不同的排法总数为怎做
插空法,先排3个老师有A33=3×2=6种排法,后在3个老师之间有4个空位,将三个学生插在这四个空位中有A43=4×3×2=有24种排法,所以共6×24=144种
5. 数学 排列与组合
我们先看下面两个问题.
(l)从甲地到乙地,可以乘火车,也可以乘汽车,还可以乘轮船.一天中,火车有4班,汽车有 2班,轮船有 3班,问一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有多少种不同的走法?
因为一天中乘火车有4种走法,乘汽车有2种走法,乘轮船有3种走法,每一种走法都可以从甲地到达乙地,因此,一天中乘坐这些交通工具从甲地到乙地共有 4十2十3=9种不同的走法.
一般地,有如下原理:
加法原理:做一件事,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有mn种不同的方法.那么完成这件事共有N=m1十m2十…十mn种不同的方法.
(2)我们再看下面的问题:
由A村去B村的道路有3条,由B村去C村的道路有2条.从A村经B村去C村,共有多少种不同的走法?
这里,从A村到B村有3种不同的走法,按这3种走法中的每一种走法到达B村后,再从B村到C村又有2种不同的走法.因此,从A村经B村去C村共有 3X2=6种不同的走法.
一般地,有如下原理:
乘法原理:做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法.那么完成这件事共有N=m1 m2…mn种不同的方法.
例1 书架上层放有6本不同的数学书,下层放有5本不同的语文书.
1)从中任取一本,有多少种不同的取法?
2)从中任取数学书与语文书各一本,有多少的取法?
解:(1)从书架上任取一本书,有两类办法:第一类办法是从上层取数学书,可以从6本书中任取一本,有6种方法;第二类办法是从下层取语文书,可以从5本书中任取一本,有5种方法.根据加法原理,得到不同的取法的种数是6十5=11.
答:从书架L任取一本书,有11种不同的取法.
(2)从书架上任取数学书与语文书各一本,可以分成两个步骤完成:第一步取一本数学书,有6种方法;第二步取一本语文书,有5种方法.根据乘法原理,得到不同的取法的种数是 N=6X5=30.
答:从书架上取数学书与语文书各一本,有30种不同的方法.
练习: 一同学有4枚明朝不同古币和6枚清朝不同古币
1)从中任取一枚,有多少种不同取法? 2)从中任取明清古币各一枚,有多少种不同取法?
例2:(1)由数字l,2,3,4,5可以组成多少个数字允许重复三位数?
(2)由数字l,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?
(3)由数字0,l,2,3,4,5可以组成多少个数字不允许重复三位数?
解:要组成一个三位数可以分成三个步骤完成:第一步确定百位上的数字,从5个数字中任选一个数字,共有5种选法;第二步确定十位上的数字,由于数字允许重复,
这仍有5种选法,第三步确定个位上的数字,同理,它也有5种选法.根据乘法原理,得到可以组成的三位数的个数是N=5X5X5=125.
答:可以组成125个三位数.
排列
【复习基本原理】
1.加法原理 做一件事,完成它可以有n类办法,第一类办法中有m1种不同的方法,第二办法中有m2种不同的方法……,第n办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有
N=m1+m2+m3+…mn
种不同的方法.
2.乘法原理 做一件事,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,……,做第n步有mn种不同的方法,.那么完成这件事共有
N=m1´m2´m3´…´mn
种不同的方法.
3.两个原理的区别:
【练习1】
1.北京、上海、广州三个民航站之间的直达航线,需要准备多少种不同的机票?
2.由数字1、2、3可以组成多少个无重复数字的二位数?请一一列出.
【基本概念】
1. 什么叫排列?从n个不同元素中,任取m()个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列
2. 什么叫不同的排列?元素和顺序至少有一个不同.
3. 什么叫相同的排列?元素和顺序都相同的排列.
4. 什么叫一个排列?
【例题与练习】
1. 由数字1、2、3、4可以组成多少个无重复数字的三位数?
2.已知a、b、c、d四个元素,①写出每次取出3个元素的所有排列;②写出每次取出4个元素的所有排列.
【排列数】
1. 定义:从n个不同元素中,任取m()个元素的所有排列的个数叫做从n个元素中取出m元素的排列数,用符号表示.
用符号表示上述各题中的排列数.
2. 排列数公式:=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)
排 列
过程:
一、复习:(引导学生对上节课所学知识进行复习整理)
1.排列的定义,理解排列定义需要注意的几点问题;
2.排列数的定义,排列数的计算公式
或 (其中m≤n m,nÎZ)
3.全排列、阶乘的意义;规定 0!=1
4.“分类”、“分步”思想在排列问题中的应用.
二、新授:
例1:⑴ 7位同学站成一排,共有多少种不同的排法?
解:问题可以看作:7个元素的全排列——=5040
⑵ 7位同学站成两排(前3后4),共有多少种不同的排法?
解:根据分步计数原理:7×6×5×4×3×2×1=7!=5040
⑶7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?
解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列——=720
⑷7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?
解:根据分步计数原理:第一步甲、乙站在两端有种;第二步余下的5名同学进行全排列有种 则共有=240种排列方法
⑸7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
解法一(直接法):第一步从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有种方法;第二步从余下的5位同学中选5位进行排列(全排列)有种方法 所以一共有=2400种排列方法.
解法二:(排除法)若甲站在排头有种方法;若乙站在排尾有种方法;若甲站在排头且乙站在排尾则有种方法.所以甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有-+=2400种.
小结一:对于“在”与“不在”的问题,常常使用“直接法”或“排除法”,对某些特殊元素可以优先考虑.
例2 : 7位同学站成一排.
⑴甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?
解:先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素(同学)一起进行全排列有种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有种方法.所以这样的排法一共有=1440
⑵甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?
解:方法同上,一共有=720种.
⑶甲、乙两同学必须相邻,而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种?
解法一:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有种方法;将剩下的4个元素进行全排列有种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有种方法.所以这样的排法一共有=960种方法.
解法二:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,若丙站在排头或排尾有2种方法,所以丙不能站在排头和排尾的排法有种方法.
解法三:将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以这样的排法一共有=960种方法.
小结二:对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).
例3: 7位同学站成一排.
⑴甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种?
解法一:(排除法)
解法二:(插空法)先将其余五个同学排好有种方法,此时他们留下六个位置(就称为“空”吧),再将甲、乙同学分别插入这六个位置(空)有种方法,所以一共有种方法.
⑵甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?
解:先将其余四个同学排好有种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有种方法,所以一共有=1440种.
小结三:对于不相邻问题,常用“插空法”(特殊元素后考虑).
三、小结:
1.对有约束条件的排列问题,应注意如下类型:
⑴某些元素不能在或必须排列在某一位置;
⑵某些元素要求连排(即必须相邻);
⑶某些元素要求分离(即不能相邻);
2.基本的解题方法:
⑴ 有特殊元素或特殊位置的排列问题,通常是先排特殊元素或特殊位置,称为优先处理特殊元素(位置)法(优限法);
⑵ 某些元素要求必须相邻时,可以先将这些元素看作一个元素,与其他元素排列后,再考虑相邻元素的内部排列,这种方法称为“捆绑法”;
⑶ 某些元素不相邻排列时,可以先排其他元素,再将这些不相邻元素插入空挡,这种方法称为“插空法”;
⑷ 在处理排列问题时,一般可采用直接和间接两种思维形式,从而寻求有效的解题途径,这是学好排列问题的根基.
四、作业:《课课练》之“排列课时1—3”
课题:排列的简单应用(2)
目的:使学生切实学会用排列数公式计算和解决简单的实际问题,进一步培养分析问题、解决问题的能力,同时让学生学会一题多解.
过程:
一、复习:
1.排列、排列数的定义,排列数的两个计算公式;
2.常见的排队的三种题型:
⑴某些元素不能在或必须排列在某一位置——优限法;
⑵某些元素要求连排(即必须相邻)——捆绑法;
⑶某些元素要求分离(即不能相邻)——插空法.
3.分类、分布思想的应用.
二、新授:
示例一:从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个节目的位置上,则共有多少种不同的排法?
解法一:(从特殊位置考虑)
解法二:(从特殊元素考虑)若选: 若不选:
则共有+=136080
解法三:(间接法)136080
示例二:
⑴八个人排成前后两排,每排四人,其中甲、乙要排在前排,丙要排在后排,则共有多少种不同的排法?
略解:甲、乙排在前排;丙排在后排;其余进行全排列.
所以一共有=5760种方法.
⑵不同的五种商品在货架上排成一排,其中a, b两种商品必须排在一起,而c, d两种商品不排在一起, 则不同的排法共有多少种?
略解:(“捆绑法”和“插空法”的综合应用)a, b捆在一起与e进行排列有;
此时留下三个空,将c, d两种商品排进去一共有;最后将a, b“松绑”有.所以一共有=24种方法.
⑶6张同排连号的电影票,分给3名教师与3名学生,若要求师生相间而坐,则不同的坐法有多少种?
略解:(分类)若第一个为老师则有;若第一个为学生则有
所以一共有2=72种方法.
示例三:
⑴由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字的正整数?
略解:
⑵ 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字,并且比13 000大的正整数?
解法一:分成两类,一类是首位为1时,十位必须大于等于3有种方法;另一类是首位不为1,有种方法.所以一共有个数比13 000大.
解法二:(排除法)比13 000小的正整数有个,所以比13 000大的正整数有=114个.
示例四:用1,3,6,7,8,9组成无重复数字的四位数,由小到大排列.
⑴ 第114个数是多少? ⑵ 3 796是第几个数?
解:⑴ 因为千位数是1的四位数一共有个,所以第114个数的千位数应该是“3”,十位数字是“1”即“31”开头的四位数有个;同理,以“36”、“37”、“38”开头的数也分别有12个,所以第114个数的前两位数必然是“39”,而“3 968”排在第6个位置上,所以“3 968”是第114个数.
⑵ 由上可知“37”开头的数的前面有60+12+12=84个,而3 796在“37”开头的四位数中排在第11个(倒数第二个),故3 796是第95个数.
示例五:用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中
⑴ 能被25整除的数有多少个?
⑵ 十位数字比个位数字大的有多少个?
解: ⑴ 能被25整除的四位数的末两位只能为25,50两种,末尾为50的四位数有个,末尾为25的有个,所以一共有+=21个.
注:能被25整除的四位数的末两位只能为25,50,75,00四种情况.
⑵用0,1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,一共有个.因为在这300个数中,十位数字与个位数字的大小关系是“等可能的”,所以十位数字比个位数字大的有个.
组 合⑴
1.提出问题:
示例1:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加某天的一项活动,其中1名同学参加上午的活动,1名同学参加下午的活动,有多少种不同的选法?
示例2:从甲、乙、丙3名同学中选出2名去参加一项活动,有多少种不同的选法?
引导观察:示例1中不但要求选出2名同学,而且还要按照一定的顺序“排列”,而示例2只要求选出2名同学,是与顺序无关的.
引出课题:组合问题.
二、新授:
1.组合的概念:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
注:1.不同元素 2.“只取不排”——无序性 3.相同组合:元素相同
判断下列问题哪个是排列问题哪个是组合问题:
⑴ 从A、B、C、D四个景点选出2个进行游览;(组合)
⑵ 从甲、乙、丙、丁四个学生中选出2个人担任班长和团支部书记.(排列)
2.组合数的概念:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.用符号表示.
例如:示例2中从3个同学选出2名同学的组合可以为:甲乙,甲丙,乙丙.即有种组合.
又如:从A、B、C、D四个景点选出2个进行游览的组合:AB,AC,AD,BC,BD,CD一共6种组合,即:
在讲解时一定要让学生去分析:要解决的问题是排列问题还是组合问题,关键是看是否与顺序有关.那么又如何计算呢?
3.组合数公式的推导
⑴提问:从4个不同元素a,b,c,d中取出3个元素的组合数是多少呢?
启发:由于排列是先组合再排列,而从4个不同元素中取出3个元素的排列数 可以求得,故我们可以考察一下和的关系,如下:
组合 排列
由此可知:每一个组合都对应着6个不同的排列,因此,求从4个不同元素中取出3个元素的排列数,可以分如下两步:①考虑从4个不同元素中取出3个元素的组合,共有个;②对每一个组合的3个不同元素进行全排列,各有种方法.由分步计数原理得:=,所以:.
⑵ 推广: 一般地,求从n个不同元素中取出m个元素的排列数,可以分如下两步:①先求从n个不同元素中取出m个元素的组合数;②求每一个组合中m个元素全排列数,根据分布计数原理得:=
⑶ 组合数的公式:
或
4.例题讲评
例1. 6本不同的书分给甲、乙、丙3同学,每人各得2本,有多少种不同的分
法?
略解:
例2.4名男生和6名女生组成至少有1个男生参加的三人实践活动小组,问组成方法共有多少种?
解法一:(直接法)小组构成有三种情形:3男,2男1女,1男2女,分别有,,,所以一共有++=100种方法.
解法二:(间接法)
此外,解决实际问题时首先要看是否与顺序有关,从而确定是排列问题还是组合问题,必要时要利用分类和分步计数原理.
组 合⑵
过程:
一、复习回顾:
1.复习排列和组合的有关内容:
强调:排列——次序性;组合——无序性.
二、新授:
1.组合数的性质1:.
理解:一般地,从n个不同元素中取出m个元素后,剩下n- m个元素.因
为从n个不同元素中取出m个元素的每一个组合,与剩下的n- m个元素的每一个组合一一对应,所以从n个不同元素中取出m个元素的组合数,等于从这n个元素中取出n- m个元素的组合数,即:.在这里,我们主要体现:“取法”与“剩法”是“一一对应”的思想.
证明:∵
又 ∴
注:1°我们规定
2°等式特点:等式两边下标同,上标之和等于下标.
3°此性质作用:当时,计算可变为计算,能够使运算简化.
例如:===2002.
4° 或
2.示例一:(课本101例4)一个口袋内装有大小相同的7个白球和1个黑球.
⑴ 从口袋内取出3个球,共有多少种取法?
⑵ 从口袋内取出3个球,使其中含有1个黑球,有多少种取法?
⑶ 从口袋内取出3个球,使其中不含黑球,有多少种取法?
解:⑴ ⑵ ⑶
引导学生发现:.为什么呢?
我们可以这样解释:从口袋内的8个球中所取出的3个球,可以分为两类:一类含有1个黑球,一类不含有黑球.因此根据分类计数原理,上述等式成立.
一般地,从这n+1个不同元素中取出m个元素的组合数是,这些组合可以分为两类:一类含有元素,一类不含有.含有的组合是从这n个元素中取出m -1个元素与组成的,共有个;不含有的组合是从这n个元素中取出m个元素组成的,共有个.根据分类计数原理,可以得到组合数的另一个性质.在这里,我们主要体现从特殊到一般的归纳思想,“含与不含其元素”的分类思想.
一、知识复习:
1.复习排列和组合的有关内容:
依然强调:排列——次序性;组合——无序性.
2.排列数、组合数的公式及有关性质
性质1: 性质2:=+
常用的等式:
3.练习:处理《教学与测试》76课例题
二、例题评讲:
例1.100件产品中有合格品90件,次品10件,现从中抽取4件检查.
⑴ 都不是次品的取法有多少种?
⑵ 至少有1件次品的取法有多少种?
⑶ 不都是次品的取法有多少种?
解:⑴ ;
⑵ ;
⑶ .
例2.从编号为1,2,3,…,10,11的共11个球中,取出5个球,使得这5个球的编号之和为奇数,则一共有多少种不同的取法?
解:分为三类:1奇4偶有 ;3奇2偶有;5奇1偶有
所以一共有++.
例3.现有8名青年,其中有5名能胜任英语翻译工作;有4名青年能胜任德语翻
译工作(其中有1名青年两项工作都能胜任),现在要从中挑选5名青年承担一项任务,其中3名从事英语翻译工作,2名从事德语翻译工作,则有多少种不同的选法?
解:我们可以分为三类:
①让两项工作都能担任的青年从事英语翻译工作,有;
②让两项工作都能担任的青年从事德语翻译工作,有;
③让两项工作都能担任的青年不从事任何工作,有.
所以一共有++=42种方法.
例4.甲、乙、丙三人值周,从周一至周六,每人值两天,但甲不值周一,乙不值周六,问可以排出多少种不同的值周表?
解法一:(排除法)
解法二:分为两类:一类为甲不值周一,也不值周六,有;另一类为甲不值周一,但值周六,有.所以一共有+=42种方法.
例5.6本不同的书全部送给5人,每人至少1本,有多少种不同的送书方法?
解:第一步从6本不同的书中任取2本“捆绑”在一起看成一个元素有种方法;第二步将5个“不同元素(书)”分给5个人有种方法.根据分步计数原理,一共有=1800种方法.
变题1:6本不同的书全部送给5人,有多少种不同的送书方法?
变题2: 5本不同的书全部送给6人,每人至多1本,有多少种不同的送书方法?
变题3: 5本相同的书全部送给6人,每人至多1本,有多少种不同的送书方法?
答案:1.; 2.; 3..
三、小结:1.组合的定义,组合数的公式及其两个性质;
2.组合的应用:分清是否要排序.
四、作业:《3+X》组合基础训练
《课课练》课时10 组合四
组 合⑷
课题:组合、组合数的综合应用⑵
目的:对排列组合知识有一个系统的了解,掌握排列组合一些常见的题型及解题方法,能够运用两个原理及排列组合概念解决排列组合问题.
过程:
一、知识复习:
1.两个基本原理;
2.排列和组合的有关概念及相关性质.
二、例题评讲:
例1.6本不同的书,按下列要求各有多少种不同的选法:
⑴ 分给甲、乙、丙三人,每人两本;
⑵ 分为三份,每份两本;
⑶ 分为三份,一份一本,一份两本,一份三本;
⑷ 分给甲、乙、丙三人,一人一本,一人两本,一人三本;
⑸ 分给甲、乙、丙三人,每人至少一本.
解:⑴ 根据分步计数原理得到:种.
⑵ 分给甲、乙、丙三人,每人两本有种方法,这个过程可以分两步完成:第一步分为三份,每份两本,设有x种方法;第二步再将这三份分给甲、乙、丙三名同学有种方法.根据分步计数原理可得:,所以.因此分为三份,每份两本一共有15种方法.
注:本题是分组中的“均匀分组”问题.
⑶ 这是“不均匀分组”问题,一共有种方法.
⑷ 在⑶的基础上在进行全排列,所以一共有种方法.
⑸ 可以分为三类情况:①“2、2、2型”即⑴中的分配情况,有种方法;②“1、2、3型”即⑷中的分配情况,有种方法;③“1、1、4型”,有种方法.所以一共有90+360+90=540种方法.
例2.身高互不相同的7名运动员站成一排,甲、乙、丙三人自左向右从高到矮排列且互不相邻的排法有多少种?
解:(插空法)现将其余4个同学进行全排列一共有种方法,再将甲、乙、丙三名同学插入5个空位置中(但无需要进行排列)有种方法.根据分步计数原理,一共有=240种方法.
例3.⑴ 四个不同的小球放入四个不同的盒中,一共有多少种不同的放法?
⑵ 四个不同的小球放入四个不同的盒中且恰有一个空盒的放法有多少种?
解:⑴ 根据分步计数原理:一共有种方法.
⑵(捆绑法)第一步从四个不同的小球中任取两个“捆绑”在一起看成一个元素有种方法,第二步从四个不同的盒取其中的三个将球放入有种方法.所以一共有=144种方法.
例4.马路上有编号为1,2,3,…,10的十盏路灯,为节约用电又不影响照明,可以把其中3盏灯关掉,但不可以同时关掉相邻的两盏或三盏,在两端的灯都不能关掉的情况下,有多少种不同的关灯方法?
解:(插空法)本题等价于在7只亮着的路灯之间的6个空档中插入3只熄掉的灯,故所求方法总数为种方法.
例5.九张卡片分别写着数字0,1,2,…,8,从中取出三张排成一排组成一个三位数,如果6可以当作9使用,问可以组成多少个三位数?
解:可以分为两类情况:①若取出6,则有种方法;②若不取6,则有种方法.根据分类计数原理,一共有+=602种方法.
6. 数学插空法公式
数学插空法没有具体的公式解法,但是可以根据具体题型进行求解。插空法就是先将其他元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入它们的间隙或两端位置,从而将问题解决的策略。运用插空法解答有关元素不相邻问题非常方便。插空的题目一般难度不大,把握插空法主要针对不相邻问题,再把握好基本解题步骤,相信这类题目都能搞定。
7. 排列组合的所有方法有那些它们的做法又是如何做列如插空法等
排列组合问题的解题策略
关键词: 排列组合,解题策略
一、相临问题——捆绑法
例1.7名学生站成一排,甲、乙必须站在一起有多少不同排法?
解:两个元素排在一起的问题可用“捆绑”法解决,先将甲乙二人看作一个元素与其他五人进行排列,并考虑甲乙二人的顺序,所以共有 种。
评注:一般地: 个人站成一排,其中某 个人相邻,可用“捆绑”法解决,共有 种排法。
二、不相临问题——选空插入法
例2. 7名学生站成一排,甲乙互不相邻有多少不同排法?
解:甲、乙二人不相邻的排法一般应用“插空”法,所以甲、乙二人不相邻的排法总数应为: 种 .
评注:若 个人站成一排,其中 个人不相邻,可用“插空”法解决,共有 种排法。
三、复杂问题——总体排除法
在直接法考虑比较难,或分类不清或多种时,可考虑用“排除法”,解决几何问题必须注意几何图形本身对其构成元素的限制。
例3.(1996年全国高考题)正六边形的中心和顶点共7个点,以其中3个点为顶点的三角形共有多少个.
解:从7个点中取3个点的取法有 种,但其中正六边形的对角线所含的中心和顶点三点共线不能组成三角形,有3条,所以满足条件的三角形共有 -3=32个.
四、特殊元素——优先考虑法
对于含有限定条件的排列组合应用题,可以考虑优先安排特殊位置,然后再考虑其他位置的安排。
例4. (1995年上海高考题) 1名老师和4名获奖学生排成一排照像留念,若老师不排在两端,则共有不同的排法 种.
解:先考虑特殊元素(老师)的排法,因老师不排在两端,故可在中间三个位置上任选一个位置,有 种,而其余学生的排法有 种,所以共有 =72种不同的排法.
例5.(2000年全国高考题)乒乓球队的10名队员中有3名主力队员,派5名队员参加比赛,3名主力队员要安排在第一、三、五位置,其余7名队员选2名安排在第二、四位置,那么不同的出场安排共有 种.
解:由于第一、三、五位置特殊,只能安排主力队员,有 种排法,而其余7名队员选出2名安排在第二、四位置,有 种排法,所以不同的出场安排共有 =252种.
五、多元问题——分类讨论法
对于元素多,选取情况多,可按要求进行分类讨论,最后总计。
例6.(2003年北京春招)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(A )
A.42 B.30 C.20 D.12
解:增加的两个新节目,可分为相临与不相临两种情况:1.不相临:共有A62种;2.相临:共有A22A61种。故不同插法的种数为:A62 +A22A61=42 ,故选A。
例7.(2003年全国高考试题)如图, 一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻地区不得使用同一颜色,现有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有多少种?(以数字作答)
解:区域1与其他四个区域相邻,而其他每个区域都与三个区域相邻,因此,可以涂三种或四种颜色. 用三种颜色着色有 =24种方法, 用四种颜色着色有 =48种方法,从而共有24+48=72种方法,应填72.
六、混合问题——先选后排法
对于排列组合的混合应用题,可采取先选取元素,后进行排列的策略.
例8.(2002年北京高考)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. 种 B. 种
C. 种 D. 种
解:本试题属于均分组问题。 则12名同学均分成3组共有 种方法,分配到三个不同的路口的不同的分配方案共有: 种,故选A。
例9.(2003年北京高考试题)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土地上,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
解:先选后排,分步实施. 由题意,不同的选法有: C32种,不同的排法有: A31·A22,故不同的种植方法共有A31·C32·A22=12,故应选C.
七.相同元素分配——档板分隔法
例10.把10本相同的书发给编号为1、2、3的三个学生阅览室,每个阅览室分得的书的本数不小于其编号数,试求不同分法的种数。请用尽可能多的方法求解,并思考这些方法是否适合更一般的情况?
本题考查组合问题。
解:先让2、3号阅览室依次分得1本书、2本书;再对余下的7本书进行分配,保证每个阅览室至少得一本书,这相当于在7本相同书之间的6个“空档”内插入两个相同“I”(一般可视为“隔板”)共有 种插法,即有15种分法。
总之,排列、组合应用题的解题思路可总结为:排组分清,加乘明确;有序排列,无序组合;分类为加,分步为乘。
具体说,解排列组合的应用题,通常有以下途径:
(1)以元素为主体,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素。
(2)以位置为主体,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,计算出排列或组合数,再减去不合要求的排列组合数。
排列组合问题的解题方略
湖北省安陆市第二高级中学 张征洪
排列组合知识,广泛应用于实际,掌握好排列组合知识,能帮助我们在生产生活中,解决许多实际应用问题。同时排列组合问题历来就是一个老大难的问题。因此有必要对排列组合问题的解题规律和解题方法作一点归纳和总结,以期充分掌握排列组合知识。
首先,谈谈排列组合综合问题的一般解题规律:
1)使用“分类计数原理”还是“分步计数原理”要根据我们完成某件事时采取的方式而定,可以分类来完成这件事时用“分类计数原理”,需要分步来完成这件事时就用“分步计数原理”;那么,怎样确定是分类,还是分步骤?“分类”表现为其中任何一类均可独立完成所给的事件,而“分步”必须把各步骤均完成才能完成所给事件,所以准确理解两个原理强调完成一件事情的几类办法互不干扰,相互独立,彼此间交集为空集,并集为全集,不论哪类办法都能将事情单独完成,分步计数原理强调各步骤缺一不可,需要依次完成所有步骤才能完成这件事,步与步之间互不影响,即前步用什么方法不影响后面的步骤采用的方法。
2)排列与组合定义相近,它们的区别在于是否与顺序有关。
3)复杂的排列问题常常通过试验、画 “树图 ”、“框图”等手段使问题直观化,从而寻求解题途径,由于结果的正确性难于检验,因此常常需要用不同的方法求解来获得检验。
4)按元素的性质进行分类,按事件发生的连续性进行分步是处理排列组合问题的基本思想方法,要注意“至少、至多”等限制词的意义。
5)处理排列、组合综合问题,一般思想是先选元素(组合),后排列,按元素的性质进行“分类”和按事件的过程“分步”,始终是处理排列、组合问题的基本原理和方法,通过解题训练要注意积累和掌握分类和分步的基本技能,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
6)在解决排列组合综合问题时,必须深刻理解排列组合的概念,能熟练地对问题进行分类,牢记排列数与组合数公式与组合数性质,容易产生的错误是重复和遗漏计数。
总之,解决排列组合问题的基本规律,即:分类相加,分步相乘,排组分清,加乘明确;有序排列,无序组合;正难则反,间接排除等。
其次,我们在抓住问题的本质特征和规律,灵活运用基本原理和公式进行分析解答的同时,还要注意讲究一些解题策略和方法技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解。下面介绍几种常用的解题方法和策略。
一.特殊元素(位置)的“优先安排法”:对于特殊元素(位置)的排列组合问题,一般先考虑特殊,再考虑其他。
例1、 用0,2,3,4,5,五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )。
A. 24个 B.30个 C.40个 D.60个
[分析]由于该三位数为偶数,故末尾数字必为偶数,又因为0不能排首位,故0就是其中的“特殊”元素,应该优先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分两类:1)0排末尾时,有A42个,2)0不排在末尾时,则有C21 A31A31个,由分数计数原理,共有偶数A42 + C21 A31A31=30个,选B。
二.总体淘汰法:对于含否定的问题,还可以从总体中把不合要求的除去。如例1中,也可用此法解答:五个数字组成三位数的全排列有A53个,排好后发现0不能排首位,而且数字3,5也不能排末位,这两种排法要排除,故有A53--3A42+ C21A31=30个偶数。
三.合理分类与准确分步含有约束条件的排列组合问题,按元素的性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,做到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
四.相邻问题用捆绑法:在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先整体考虑,将相邻的元素“捆绑”起来,看作一“大”元素与其余元素排列,然后再考虑大元素内部各元素间顺序的解题策略就是捆绑法.
例2、有8本不同的书;其中数学书3本,外语书2本,其它学科书3本.若将这些书排成一列放在书架上,让数学书排在一起,外语书也恰好排在一起的排法共有( )种.(结果用数值表示)
解:把3本数学书“捆绑”在一起看成一本大书,2本外语书也“捆绑”在一起看成一本大书,与其它3本书一起看作5个元素,共有A55种排法;又3本数学书有A33种排法,2本外语书有A22种排法;根据分步计数原理共有排法A55 A33 A22=1440(种).
注:运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题.
五.不相邻问题用“插空法”:不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它们隔开.解决此类问题可以先将其它元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入到它们的间隙及两端位置,故称插空法.
例3、用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1与2相邻,2与4相邻,5与6相邻,而7与8不相邻。这样的八位数共有( )个.(用数字作答)
解:由于要求1与2相邻,2与4相邻,可将1、2、4这三个数字捆绑在一起形成一个大元素,这个大元素的内部中间只能排2,两边排1和4,因此大元素内部共有A22种排法,再把5与6也捆绑成一个大元素,其内部也有A22种排法,与数字3共计三个元素,先将这三个元素排好,共有A33种排法,再从前面排好的三个元素形成的间隙及两端共四个位置中任选两个,把要求不相邻的数字7和8插入即可,共有A42种插法,所以符合条件的八位数共有A22 A22 A33 A42=288(种).
注:运用“插空法”解决不相邻问题时,要注意欲插入的位置是否包含两端位置.
六.顺序固定用“除法”:对于某几个元素按一定的顺序排列问题,可先把这几个元素与其他元素一同进行全排列,然后用总的排列数除于这几个元素的全排列数。
例4、6个人排队,甲、乙、丙三人按“甲---乙---丙”顺序排的排队方法有多少种?
分析:不考虑附加条件,排队方法有A66种,而其中甲、乙、丙的A33种排法中只有一种符合条件。故符合条件的排法有A66 ÷A33 =120种。(或A63种)
例5、4个男生和3个女生,高矮不相等,现在将他们排成一行,要求从左到右女生从矮到高排列,有多少种排法。
解:先在7个位置中任取4个给男生,有A74 种排法,余下的3个位置给女生,只有一种排法,故有A74 种排法。(也可以是A77 ÷A33种)
七.分排问题用“直排法”:把几个元素排成若干排的问题,可采用统一排成一排的排法来处理。
例6、7个人坐两排座位,第一排3个人,第二排坐4个人,则不同的坐法有多少种?
分析:7个人可以在前两排随意就坐,再无其它条件,故两排可看作一排来处理,不同的坐法共有A77种。
八.逐个试验法:题中附加条件增多,直接解决困难时,用试验逐步寻找规律。
例7.将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的方格中,每方格填1个,方格标号与所填数字均不相同的填法种数有( )
A.6 B.9 C.11 D.23
解:第一方格内可填2或3或4,如第一填2,则第二方格可填1或3或4,若第二方格内填1,则后两方格只有一种方法;若第二方格填3或4,后两方格也只有一种填法。一共有9种填法,故选B
九、构造模型 “隔板法”
对于较复杂的排列问题,可通过设计另一情景,构造一个隔板模型来解决问题。
例8、方程a+b+c+d=12有多少组正整数解?
分析:建立隔板模型:将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成的11个间隙中任意插入3块隔板,把球分成4堆,每一种分法所得4堆球的各堆球的数目,对应为a、b、c、d的一组正整解,故原方程的正整数解的组数共有C113 .
又如方程a+b+c+d=12非负整数解的个数,可用此法解。
十.正难则反——排除法
对于含“至多”或“至少”的排列组合问题,若直接解答多需进行复杂讨论,可以考虑“总体去杂”,即将总体中不符合条件的排列或组合删除掉,从而计算出符合条件的排列组合数的方法.
例9、从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其中至少要甲型与乙型电视机各一台,则不同的取法共有( )种.
A.140种 B.80种 C.70种 D.35种
解:在被取出的3台中,不含甲型或不合乙型的抽取方法均不合题意,因此符合题意的抽取方法有C93-C43-C53=70(种),故选C.
注:这种方法适用于反面的情况明确且易于计算的习题.
十一.逐步探索法:对于情况复杂,不易发现其规律的问题需要认真分析,探索出其规律
例10、从1到100的自然数中,每次取出不同的两个数,使它们的和大于100,则不同的取法种数有多少种。
解:两个数相加中以较小的数为被加数,1+100>100,1为被加数时有1种,2为被加数有2种,…,49为被加数的有49种,50为被加数的有50种,但51为被加数有49种,52为被加数有48种,…,99为被捕加数的只有1种,故不同的取法有(1+2+3+…+50)+(49+48+…+1)=2500种
十二.一一对应法:
例11.在100名选手之间进行单循环淘汰赛(即一场失败要退出比赛)最后产生一名冠军,要比赛几场?
解:要产生一名冠军,要淘汰冠军以外的所有选手,即要淘汰99名选手,要淘汰一名就要进行一场,故比赛99场。
应该指出的是,以上介绍的各种方法是解决一般排列组合问题常用方法,并非绝对的。数学是一门非常灵活的课程,同一问题有时会有多种解法,这时,要认真思考和分析,灵活选择最佳方法.还有像多元问题“分类法”、环排问题“线排法”、“等概率法”等在此不赘述了。
8. 数学插空法怎么算
插空法,先排3个老师有A33=3×2=6种排法,后在3个老师之间有4个空位,将三个学生插在这四个空位中有A43=4×3×2=有24种排法,所以共6×24=144种
9. 排列组合的问题C(n,0)怎么计算
排列组合中的c(n,0)问题,排列中c(n,0)=1,组合中A(n,0)=1
一、排列和组合的概念
排列:从n个不同元素中,任取m个元素(这里的被取元素各不相同)按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。
组合:从n个不同元素种取出m个元素拼成一组,称为从n个不同元素取出m个元素的一个组合。
二、解决此类问题的方法
1.捆绑法
所谓捆绑法,指在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先整体考虑,将相邻元素视作一个整体参与排序,然后再单独考虑这个整体内部各元素间顺序。注意:其首要特点是相邻,其次捆绑法一般都应用在不同物体的排序问题中。
例:5个男生和3个女生排成一排,3个女生必须排在一起,有多少种不同排法?
A.240 B.320 C.450 D.480
正确答案【B】
解析:采用捆绑法,把3个女生视为一个元素,与5个男生进行排列,共有 A(6,6)=6x5x4x3x2种,然后3个女生内部再进行排列,有A(3,3)=6种,两次是分步完成的,应采用乘法,所以排法共有:A(6,6) ×A(3,3) =320(种)。
2.插空法
所谓插空法,指在解决对于某几个元素要求不相邻的问题时,先将其它元素排好,再将指定的不相邻的元素插入已排好元素的间隙或两端位置。
注意:a.首要特点是不邻,其次是插空法一般应用在排序问题中。
b.将要求不相邻元素插入排好元素时,要注释是否能够插入两端位置。
c.对于捆绑法和插空法的区别,可简单记为“相邻问题捆绑法,不邻问题插空法”。
例:若有甲、乙、丙、丁、戊五个人排队,要求甲和乙两个人必须不站在一起,且甲和乙不能站在两端,则有多少排队方法?
A.9 B.12 C.15 D.20
正确答案【B】
解析:先排好丙、丁、戊三个人,然后将甲、乙插到丙、丁、戊所形成的两个空中,因为甲、乙不站两端,所以只有两个空可选,方法总数为A(3,3)×A(2,2)=12种。
3.插板法
所谓插板法,指在解决若干相同元素分组,要求每组至少一个元素时,采用将比所需分组数目少1的板插入元素之间形成分组的解题策略。
注意:其首要特点是元素相同,其次是每组至少含有一个元素,一般用于组合问题中。
例:将9个完全相同的球放到3个不同的盒子中,要求每个盒子至少放一个球,一共有多少种方法?
A.24 B.28 C.32 D.48
正确答案【B】
解析:解决这道问题只需要将9个球分成三组,然后依次将每一组分别放到一个盒子中即可。因此问题只需要把9个球分成三组即可,于是可以将9个球排成一排,然后用两个板插到9个球所形成的空里,即可顺利的把9个球分成三组。其中第一个板前面的球放到第一个盒子中,第一个板和第二个板之间的球放到第二个盒子中,第二个板后面的球放到第三个盒子中去。因为每个盒子至少放一个球,因此两个板不能放在同一个空里且板不能放在两端,于是其放板的方法数是C(8,2)=28种。
4.特殊优先法
特殊元素,优先处理;特殊位置,优先考虑。对于有附加条件的排列组合问题,一般采用:先考虑满足特殊的元素和位置,再考虑其它元素和位置。
例:从6名志愿者中选出4人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同的工作,若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则不同的选派方案共有( )
(A)280种
(B)240种
(C)180种
(D)96种
正确答案:【B】
解析:由于甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,所以翻译工作就是“特殊”位置,因此翻译工作从剩下的四名志愿者中任选一人有C(4,1)=4种不同的选法,再从其余的5人中任选3人从事导游、导购、保洁三项不同的工作有A(5,3)=10种不同的选法,所以不同的选派方案共有 C(4,1)×A(5,3)=240种,所以选B。
10. 数学运算排列,组合公式
你要找的是排列组合公式吧?找到了,还有例题,慢慢看,别心急。
1.加法原理和乘法原理
两个原理是理解排列与组合的概念,推导排列数及组合数公式,分析和解决排列与组合的应用问题的基本原则和依据;完成一件事共有多少种不同方法,这是两个原理所要回答的共同问题。而两者的区别在于完成一件事可分几类办法和需要分几个步骤。
例1.书架上放有3本不同的数学书,5本不同的语文书,6本不同的英语书。
(1)若从这些书中任取一本,有多少种不同的取法?
(2)若从这些书中取数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?
(3)若从这些书中取不同的科目的书两本,有多少种不同的取法。
解:(1)由于从书架上任取一本书,就可以完成这件事,故应分类,由于有3种书,则分为3类然后依据加法原理,得到的取法种数是:3+5+6=14种。
(2)由于从书架上任取数学书、语文书、英语书各1本,需要分成3个步骤完成,据乘法原理,得到不同的取法种数是:3×5×6=90(种)。
(3)由于从书架上任取不同科目的书两本,可以有3类情况(数语各1本,数英各1本,语英各1本)而在每一类情况中又需分2个步骤才能完成。故应依据加法与乘法两个原理计算出共得到的不同的取法种数是:3×5+3×6+5×6=63(种)。
例2.已知两个集合A={1,2,3},B={a,b,c,d,e},从A到B建立映射,问可建立多少个不同的映射?
分析:首先应明确本题中的“这件事是指映射,何谓映射?即对A中的每一个元素,在B中都有唯一的元素与之对应。”
因A中有3个元素,则必须将这3个元素都在B中找到家,这件事才完成。因此,应分3个步骤,当这三个步骤全进行完,一个映射就被建立了,据乘法原理,共可建立不同的映射数目为:5×5×5=53(种)。
2.排列数与组合数的两个公式
排列数与组合数公式各有两种形式,一是连乘积的形式,这种形式主要用于计算;二是阶乘的形式,这种形式主要用于化简与证明。
连乘积的形式 阶乘形式
Anm=n(n-1)(n-2)……(n-m+1) =
Cnm=
例3.求证:Anm+mAnm-1=An+1m
证明:左边=
∴ 等式成立。
评述:这是一个排列数等式的证明问题,选用阶乘之商的形式,并利用阶乘的性质:n!(n+1)=(n+1)!可使变形过程得以简化。
例4.解方程.
解:原方程可化为:
解得x=3。
评述:解由排列数与组合数形式给出的方程时,在脱掉排列数与组合数的符号时,要注意把排列数与组合数定义中的取出元素与被取元素之间的关系以及它们都属自然数的这重要限定写在脱掉符号之前。
3.排列与组合的应用题
历届高考数学试题中,排列与组合部分的试题主要是应用问题。一般都附有某些限制条件;或是限定元素的选择,或是限定元素的位置,这些应用问题的内容和情景是多种多样的,而解决它们的方法还是有规律可循的。常用的方法有:一般方法和特殊方法两种。
一般方法有:直接法和间接法。
(1)在直接法中又分为两类,若问题可分为互斥各类,据加法原理,可用分类法;若问题考虑先后次序,据乘法原理,可用占位法。
(2)间接法一般用于当问题的反面简单明了,据A∪=I且A∩ = 的原理,采用排除的方法来获得问题的解决。
特殊方法:
(1)特元特位:优先考虑有特殊要求的元素或位置后,再去考虑其它元素或位置。
(2)捆绑法:某些元素必须在一起的排列,用“捆绑法”,紧密结合粘成小组,组内外分别排列。
(3)插空法:某些元素必须不在一起的分离排列用“插空法”,不需分离的站好实位,在空位上进行排列。
(4)其它方法。
例5.7人排成一行,分别求出符合下列要求的不同排法的种数。
(1)甲排中间; (2)甲不排两端;(3)甲,乙相邻;
(4)甲在乙的左边(不要求相邻); (5)甲,乙,丙连排;
(6)甲,乙,丙两两不相邻。
解:(1)甲排中间属“特元特位”,优先安置,只有一种站法,其余6人任意排列,故共有:1×=720种不同排法。
(2)甲不排两端,亦属于“特元特位”问题,优先安置甲在中间五个位置上任何一个位置则有种,其余6人可任意排列有 种,故共有 · =3600种不同排法。
(3)甲、乙相邻,属于“捆绑法”,将甲、乙合为一个“元素”,连同其余5人共6个元素任意排列,再由甲、乙组内排列,故共有 ·=1400种不同的排法。
(4)甲在乙的左边。考虑在7人排成一行形成的所有排列 中:“甲在乙左边”与“甲在乙右边”的排法是一一对应的,在不要求相邻时,各占所有排列的一半,故甲在乙的左边的不同排法共有 =2520种。
(5)甲、乙、丙连排,亦属于某些元素必须在一起的排列,利用“捆绑法”,先将甲、乙、丙合为一个“元素”,连同其余4人共5个“元素”任意排列,现由甲、乙、丙交换位置,故共有· =720种不同排法。
(6)甲、乙、丙两两不相邻,属于某些元素必须不在一起的分离排列,用“插空法”,先将甲、乙、丙外的4人排成一行,形成左、右及每两人之间的五个“空”。再将甲、乙、丙插入其中的三个“空”,故共有·=1440种不同的排法。
例6.用0,1,2,3,4,5这六个数字组成无重复数字的五位数,分别求出下列各类数的个数:
(1)奇数;(2)5的倍数;(3)比20300大的数;(4)不含数字0,且1,2不相邻的数。
解:(1)奇数:要得到一个5位数的奇数,分成3步,第一步考虑个位必须是奇数,从1,3,5中选出一个数排列个位的位置上有 种;第二步考虑首位不能是0,从余下的不是0的4个数字中任选一个排在首位上有种;第三步:从余下的4个数字中任选3个排在中间的3个数的位置上,由乘法原理共有 =388(个)。
(2)5的倍数:按0作不作个位来分类
第一类:0作个位,则有=120。
第二类:0不作个位即5作个位,则 =96。
则共有这样的数为: + =216(个)。
(3)比20300大的数的五位数可分为三类:
第一类:3xxxx, 4xxxx, 5xxxx有3个;
第二类:21xxx, 23xxx, 24xxx, 25xxx, 的4个;
第三类:203xx, 204xx, 205xx, 有3个,
因此,比20300大的五位数共有:3+4 +3 =474(个)。
(4)不含数字0且1,2不相邻的数:分两步完成,第一步将3,4,5三个数字排成一行;第二步将1和2插入四个“空”中的两个位置,故共有=72个不含数字0,且1和2不相邻的五位数。
例7.直线与圆相离,直线上六点A1,A2,A3,A4,A5,A6,圆上四点B1,B2,B3,B4,任两点连成直线,问所得直线最多几条?最少几条?
解:所得直线最多时,即为任意三点都不共线可分为三类:
第一类为已知直线上与圆上各取一点连线的直线条数为=24;
第二类为圆上任取两点所得的直线条数为=6;
第三类为已知直线为1条,则直线最多的条数为N1= ++1=31(条)。
所得直线最少时,即重合的直线最多,用排除法减去重合的字数较为方便,而重合的直线即是由圆上取两点连成的直线,排除重复,便是直线最少条数:N2=N1-2=31-12=19(条)。
解排列组合问题的策略
要正确解答排列组合问题,第一要认真审题,弄清楚是排列问题还是组合问题、还是排列与组合混合问题;第二要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理,做到不重不漏;第三要计算正确。下面将通过对若干例题的分析,探讨解答排列组合问题的一些常见策略,供大家参考。
一、解含有特殊元素、特殊位置的题——采用特殊优先安排的策略
对于带有特殊元素的排列问题,一般应先考虑特殊元素、特殊位置,再考虑其他元素与其他位置,也就是解题过程中的一种主元思想。
例1 用0,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
A.24个 B.30个 C.40个 D.60个
解:因组成的三位数为偶数,末尾的数字必须是偶数,又0不能排在首位,故0是其中的“特殊”元素,应优先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分为两类:①当0排在末尾时,有 个;②当0不排在末尾时,三位偶数有 个,据加法原理,其中偶数共有 + =30个,选B。
若含有两个或两个以上的特殊位置或特殊元素,则应使用集合的思想来考虑。这里仅举以下几例:
(1)无关型(两个特殊位置上分别可取的元素所组成的集合的交是空集)
例2 用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被10整除且数字不同的六位数?
解:由题意可知,两个特殊位置在首位和末位,特殊元素是“0,首位可取元素的集合A={1,2,3,4,5},末位可取元素的集合B={0},A∩B= 。如图1所示。
末位上有 种排法,首位上有 种不同排法,其余位置有 种不同排法。所以,组成的符合题意的六位数是 =120(个)。
说明:这个类型的题目,两个特殊位置上所取的元素是无关的。先分别求出两个特殊位置上的排列数(不需考虑顺序),再求出其余位置上的排列数,最后利用乘法原理,问题即可得到解决。
(2)包合型(两个特殊位置上分别可取的元素所组成集合具有包合关系)
例3 用0,1,2,3,4,5六个数字可组成多少个被5整除且数字不同的六位奇数?
解:由题意可知,首位、末位是两个特殊位置,“0”是特殊元素,首位可取元素的集合
A={1,2,3,4,5},末位可取元素的集合B={5},B A,用图2表示。
末位上只能取5,有 种取法,首位上虽然有五个元素可取但元素5已经排在末位了,故只有 种不同取法,其余四个位置上有 种不同排法,所以组成的符合题意的六位数有 =96(个)。
说明:这个类型的题目,两个特殊位置上所取的元素组成的集合具有包含关系,先求被包合的集合中的元素在特殊位置上的排列数,再求另一个位置上的排列数,次求其它位置上排列数,最后利用乘法原理,问题就可解决。
(3)影响型(两个特殊位置上可取的元素既有相同的,又有不同的。这类题型在高考中比较常见。)
例4 用1,2,3,4,5这五个数字,可以组成比20000大并且百位数字不是3的没有重复数字的五位数有多少个?
解:由题意可知,首位和百位是两个特殊位置,“3”是特殊元素。首位上可取元素的集合 A={2,3,4,5},百位上可取元素的集合B={1,2,4,5}。用图3表示。
从图中可以看出,影响型可分成无关型和包含型。①首先考虑首位是3的五位数共有: 个;②再考虑首位上不是3的五位数,由于要比20000大,∴首位上应该是2、4、5中的任一个, 种选择;其次3应排在千位、十位与个位三个位置中的某一个上, 种选择,最后还有三个数、三个位置,有 种排法,于是首位上不是3的大于20000的五位数共有个 。
综上①②,知满足题设条件的五位数共有: + =78个。
二、解含有约束条件的排列组合问题一――采用合理分类与准确分步的策略
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,按事件发生的连贯过程分步,做到分类标准明确、分步层次清楚,不重不漏。
例5 平面上4条平行直线与另外5条平行直线互相垂直,则它们构成的矩形共有________个。
简析:按构成矩形的过程可分为如下两步:第一步.先在4条平行线中任取两条,有 种取法;第二步再在5条平行线中任取两条,有 种取法。这样取出的四条直线构成一个矩形,据乘法原理,构成的矩形共有· =60个。
例6 在正方体的8个顶点,12条棱的中点,6个面的中心及正方体的中心共27个点中,共线的三点组的个数是多少?
解:依题意,共线的三点组可分为三类:两端点皆为顶点的共线三点组共有 =28(个);两端点皆为面的中心的共线三点组共有 =3(个);两端点皆为各棱中点的共线三点组共有 =18(个)。
所以总共有28+3+18=49个。
例7 某种产品有4只次品和6只正品(每只产品均可区分)。每次取一只测试,直到4只次品全部测出为止。求第4只次品在第五次被发现的不同情形有多少种?
解:先考虑第五次测试的产品有4种情况,在前四次测试中包含其余的3只次品和1只正品,它们排列的方法数是6 。依据乘法原理得所求的不同情形有4×6 =576种。
有些排列组合问题元素多,取出的情况也有多种,对于这类问题常用的处理方法是:可按结果要求,分成不相容的几类情况分别计算,最后计算总和。
例8 由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复的6位数,其中个位数字小于十位数字的共有 ( )
A、210个 B、300个 C、464个 D、600个
分析:按题意个位数字只可能是0,1,2,3,4共5种情况,符合题的分别有 , , ,, 个。
合并总计,共有 + + + + =300(个)。
故选B。
说明:此题也可用定序问题缩位法求解,先考虑所有6位数: 个,因个位数字须小于个位数字,故所求6位数有( )/ =300(个)。
处理此类问题应做到不重不漏,即每两类的交集为空集,所有类的并集为合集,因此要求合理分类。
例9 已知集合A和集合B各含12个元素,A∩B含有4个元素,试求同时满足下面的两个条件的集合C的个数:
(1)C A∪B,且C中含有3个元素;
(2)C∩A≠ ( 表示空集)。
分析:由题意知,属于集合B而不属于集合A元素个数为12-4=8,因此满足条件(1)、(2)的集合C可分为三类:
第一类:含A中一个元素的集C有 个;
第二类:含A中二个元素的集C有 个;
第三类:含A中三个元素的集C有 个。
故所求集C的个数是 + + =1084。
有序分配问题是指把元素按要求分成若干组,分别分配到不同的位置上,对于这类问题的常用解法,是先将元素逐一分组,然后再进行全排列、但在分组时要注意是否为均匀分组。
例10 3名医生和6名护士被分配到3所学校为学生体检,每校分配1名医生和2名护土,不同的分配方法共有 ( )。
A.90种 B.180种 C.270种 D.540种
分析:(一)先分组、后分配:
第一步:将3名医生分成3组,每组一人只有一种分法。
第二步:将6名护士分成3组,每组2人有:( )/ 种分法。
第三步:将医生3组及护士3组进行搭配,使每组有一名医生、2名护士,有 种搭配方法。
第四步:将所得的3组分配到3所不同的学校有 种分配法。
故共有不同的分配方法: · =540(种)。故选(D)。
分析:(二)第一步:先将6名护士分配到3所不同学校,每所学校2名,则有 (种)分法。
第二步:再将3名医生分配到3所不同的学校,每所学校1人,有 种分法。
故共有 =540(种)故选(D)。
说明:处理此类问题应注意准确分步。
三、解排列组台混合问题——采用先选后排策略
对于排列与组合的混合问题,可采取先选出元素,后进行排列的策略。
例11 4个不同小球放入编号为1、2、3、4的四个盒子,则恰有一个空盒的放法有_________种。
简析:这是一个排列与组合的混合问题。因恰有一个空盒,所以必有一个盒子要放2个球,故可分两步进行:第一步选,从4个球中任选2个球,有 种选法。从4个盒子中选出3个,有 种选法;第二步排列,把选出的2个球视为一个元素,与其余的2个球共3个元素对选出的3个盒子作全排列,有 种排法。所以满足条件的放法共有 =144种。
四、正难则反、等价转化策略
对某些排列组合问题,当从正面入手情况复杂,不易解决时,可考虑从反面入手,将其等价转化为一个较简单的问题来处理。即采用先求总的排列数(或组合数),再减去不符合要求的排列数(或组合数),从而使问题获得解决的方法。其实它就是补集思想。
例12 马路上有编号为1、2、3、…、9的9只路灯,为节约用电,现要求把其中的三只灯关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉两端的路灯,则满足条件的关灯方法共有_______种。
简析:关掉一只灯的方法有7种,关第二只、第三只灯时要分类讨论,情况较为复杂,换一个角度,从反面入手考虑。因每一种关灯的方法唯一对应着一种满足题设条件的亮灯与暗灯的排列,于是问题转化为在6只亮灯中插入3只暗灯,且任何两只暗灯不相邻、且暗灯不在两端,即从6只亮灯所形成的5个间隙中选3个插入3只暗灯,其方法有=10种。故满足条件的关灯的方法共有10种。
例13 甲、乙两队各出7名队员按事先排好的顺序出场参加围棋擂台赛,双方先由1号队员比赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,……直到有一方队员全被淘汰为止,另一方获胜,形成—种比赛过程,那么所有可能出现的比赛过程共有多少种?
解:设甲队队员为a1,a2,…a7,乙队队员为b1,b2,……,b7,下标表示事先安排好的出场顺序,若以依次被淘汰的队员为顺序,比赛过程可类比为这14个字母互相穿插的一个排列,最后是胜队中获胜队员和可能未参赛的队员。如a1a2b1b2a3b3b4b5a4b6b7a5a6a7。所表示为14个位置中取7个位置安排甲队队员,其余位置安排乙队队员,故比赛过程的总数为 =3432。
例14 有2个a,3个b,4个c 共九个字母排成一排,有多少种排法?
分析:若将字母作为元素,1—9号位置作为位子,那么这是一个“不尽相异元素的全排列”问题,若转换角色,将1—9号位置作为元素,字母作为位子,那么问题便转化成一个相异元素不许重复的组合问题。
即共有 =1260(种)不同的排法。
有些问题反面的情况为数不多,容易讨论,则可用剔除法。
对有限制条件的问题,先以总体考虑,再把不符合条件的所有情况剔除。这是解决排列组合应用题时一种常用的解题策略。
例15 四面体的顶点和各棱中点共有10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有( )
A.150种 B.147种 C.14种 D.141种
分析:在这10个点中,不共面的不易寻找,而共面的容易找。因此,采用剔除法,由10个点中取出4个点的组合数( 减去4个点共面的个数即为所求)。4点共面情形可分三类:
第一类:四面体每个面中的四个点共面,共有 4× =60种;
第二类:四面体的每2组对棱的中点构成平行四边形,则这四点共面,共有3种;
第三类:四面体的一条棱上三点共线,这三点与对棱中点共面,共有6种。故4点不共面的取法有
-(4 +6+3)=141种。
例16 从0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中取出3个数,使和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种。
解:从这10个数中取出3个不同的偶数的取法有 种;取1个偶数和2个奇数的取法有 种。另外,从这10个数中取出3个数,使其和为小于10的偶数,有9种不同取法。
因此,符合题设条件的不同取法有 + -9=51种。
五、解相邻问题——采用“捆绑”策略
对于某几个元素要求相邻的排列问题,可先将相邻的元素“捆绑”起来看作一个元素与其他元素排列,然后再在相邻元素之间排列。
事实上,这种方法就是将相邻的某几个元素,优先考虑。让这些特殊元素合成一个元素,与普通元素排列后,再松绑。
例17 A,B,C,D,E五人并排站成一排,如A,B必相邻,且B在A右边,那么不同排法有 ( )
A.24种 B.60种 C.90种 D.120种
分析:将特殊元素A,B按B在A的右边“捆绑”看成一个大元素,与另外三个元素全排列 ,由A,B不能交换,故不再“松绑”,选A。
例18 5人成一排,要求甲、乙相邻,有几种排法?
解:将甲、乙“捆绑”成一个元素,加上其他3元素,共4元素,全排列有 种,甲、乙内部的排列有 种。故共有 =48种。
也可以这样理解:先让甲、丙、丁、戊,排成一列有 种,再将乙插入甲的左边或右边,有 种,共 =48种。
例19 计划展出10幅不同的画,其中一幅水彩画、4幅油画、5幅国画,排成一行陈列,要求同一品种的画必须连在一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有多少种? ( )
A、 B、 C、 D、
分析:先把3种品种的画各看成整体,而水彩画不能放在头尾,故只能放在中间,又油画与国画有 种放法,再考虑油画与国画本身又可以全排列,故排列的方法为 ,故选D。
例20 5名学生和3名老师站成一排照相,3名老师必须站在一起的不同排法共有________种。
简析:将3名老师捆绑起来看作一个元素,与5名学生排列,有 种排法;而3名老师之间又有 种排法,故满足条件的排法共有 =4320种。
用“捆绑”法解题比较简单,实质是通过“捆绑”减少了元素,它与下面要提到的“插孔”法结合起来,威力便更大了。
六、解不相邻问题——采用“插孔”策略
对于某几个元素不相邻的排列问题,可先将其他元素排列好,然后再将不相邻的元素在这些排好的元素之间及两端的空隙中插入。
例21 7人站成一行,如果甲、乙两人不相邻,则不同的排法种数是 ( )
A.1440种 B.3600种 C.4320种 D.4800种
简析:先让甲、乙之外的5人排成一行,有 种排法,再让甲、乙两人在每两人之间及两端的六个间隙中插入,有 种方法。故共有 · =3600种排法,选B。
例22 要排一个有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈不相邻,问有多少种不同排法?
分析:先将6个歌唱节目排成一排有 种排法,6个歌唱节目排好后包括两端共有7个“间隔”可以插入4个舞蹈节目有 种,故共 ·6!=604800种不同排法。
例23 从1,2,3,…,2000这2000个自然数中,取出10个互不相邻的自然数,有多少种方法?
解:将问题转化成把10名女学生不相邻地插入站成一列横列的1990名男生之间(包括首尾两侧),有多少种方法?
因为任意相邻2名男学生之间最多站1名女学生,队伍中的男学生首尾两侧最多也可各站1名女学生。于是,这就是1991个位置中任选10个位置的组合问题,故共有 种方法。
利用“插孔”法,也可以减少元素,从而简化问题。
例24 一排6张椅子上坐3人,每2人之间至少有一张空椅子,求共有多少种不同的坐法?
解:将问题转化成把3个人坐5张椅子,然后插一把空椅子问题。
3个人若坐5张椅子,每2人之间一张空椅子。坐法是固定的有 种不同的坐法,然后,将余下的那张椅子插入3个坐位的4个空隙,有4种插法。所以共有4 =24种不同的坐法。
七、解定序问题——采用除法策略
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它元素一同进行排列,然后用总排列数除以这几个元素的全排列数,这其实就是局部有序问题,利用除法来“消序”。
例25 由数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的六位数,其中个位数小于十位数字的共有( )
A.210个 B.300个 C. 464个 D.600个
简析:若不考虑附加条件,组成的六位数共有 个,而其中个位数字与十位数字的 种排法中只有一种符合条件,故符合条件的六位数共 =300个,故选B。
例26 信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号,现有3面红旗、2面白旗,把这5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是 ________(用数字作答)。
分析:5面旗全排列有 种挂法,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能作一次的挂法,故共有不同的信号种数是 =10(种)。
说明:此题也可以用组合来解,只需5个位置中确定3个,即 =10。
例27 有4个男生,3个女生,高矮互不相等,现将他们排成一行,要求从左到右,女生从矮到高排列,有多少种排法?
分析:先在7个位置上任取4个位置排男生,有 种排法,剩余的3个位置排女生,因要求“从矮到高”,只有一种排法,故共有 =840种。
在处理分堆问题时,有时几堆中元素个数相等,这时也要用除法,
例28 不同的钢笔12支,分3堆,一堆6支,另外两堆各3支,有多少种分法?
解:若3堆有序号,则有 · ,但考虑有两堆都是3支,无须区别,故共有 / =9240种。
例29 把12支不同的钢笔分给3人,一人得6支,二人各得3,有几种分法?
解:先分堆:有 / 种。再将这三堆分配给三人,有 种。共有 · / =3 种。
本题亦可用“选位,选项法”,即: =3 。
八、解分排问题—采用直排处理的策略
把n个元素排成前后若干排的排列问题,若没有其他特殊要求,可采取统一排成一排的方法来处理。
例30 两排座位,第一排3个座位,第二排5个座位,若8位学生坐(每人一个座位)。则不同的坐法种数是( )
A、 B、 C、 D、
简析:因8名学生可在前后两排的8个座位中随意入坐,再无其他条件,所以两排座位可看作一排来处理,其不同的坐法种数是 ,故应选D。
九、解“小团体”排列问题——采用先整体后局部策略
对于“小团体”排列问题,可先将“小团体”看作一个元素与其余元素排列,最后再进行“小团体”内部的排列。
例31 三名男歌唱家和两名女歌唱家联合举行一场音乐会,演出的出场顺序要求两名女歌唱家之间恰有一名男歌唱家,其出场方案共有 ( )
A.36种 B.18种 C.12种 D.6种
简析:按要求出场顺序必须有一个小团体“女男女”,因此先在三名男歌唱家中选一名(有 种选法)与两名女歌唱家组成一个团体,将这个小团体视为一个元素,与其余2名男歌唱家排列有 种排法。最后小团体内2名女歌唱家排列有 种排法,所以共有 =36种出场方案,选A。
十、简化计算繁琐类问题——采用递归策略
所谓递归策略,就是先建立所求题目结果的一个递推关系式,再经简化题目条件得出初始值,进而递推得到所求答案。
例32 有五位老师在同一年级的6个班级中,分教一个班的数学,在数学会考中,要求每位老师均不在本班监考,共有安排监考的方法总数