排列归纳
排列组合问题千变万化,解法灵活,条件隐晦,思维抽象,难以找到解题的突破口。因而在求解排列组合应用题时,除做到:排列组合分清,加乘原理辩明,避免重复遗漏外,还应注意积累排列组合问题得以快速准确求解。 一.直接法
1. 特殊元素法
例1、用1,2,3,4,5,6这6个数字组成无重复的四位数,试求满足下列条件的四位数各有多少个
(1)数字1不排在个位和千位
(2)数字1不在个位,数字6不在千位。
A5A4=240 分析:(1)个位和千位有5个数字可供选择A5,其余2位有四个可供选择A4,由乘法原理:
22222.特殊位置法
(2)当1在千位时余下三位有A5=60,1不在千位时,千位有A4种选法,个位有A4种,余下的有A4,共有A4A4A4=192所以总共有192+60=252
二.间接法
当直
2)可用间接法A6?2A5?A4=252
4321131122例2、有五张卡片,它的正反面分别写0与1,2与3,4与5,6与7,8与9,将它们任意三张并排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三位数?
分析:此例正面求解需考虑0与1卡片用与不用,且用此卡片又分使用0与使用1,类别较复杂, 而可使用间接计算:任取三张卡片可以组成不同的三位数C5?2?A3个,其中0在百位的有C4?2?A2
222个,这是不合题意的。故共可组成不同的三位数C5?2?A3-C4?2?A2=432(个)
333333222三.插空法
当需排元素中有不能相邻的元素时,宜用插空法。 例3、在一个含有8个节目的节目单中,临时插入两个歌唱节目,且保持原节目顺序,有多少中插入方法? 分析:原有的8个节目中含有9个空档,插入一个节目后,空档变为10个,故有A9?A10=100中插入方法。
四.捆绑法
当需排元素中有必须相邻的元素时,宜用捆绑法。
例4 、4名男生和3名女生共坐一排,男生必须排在一起的坐法有多少种?
分析:先将男生捆绑在一起看成一个大元素与女生全排列有A4种排法,而男生之间又有A4种排法,又乘法原理满足条件的排法有:A4×A4=576
练习1.四个不同的小球全部放入三个不同的盒子中,若使每个盒子不空,则不同的放法有 种(C4A3)
2. 某市植物园要在30天内接待20所学校的学生参观,但每天只能安排一所学校,其中有一所学校人数较多,要安排连续参观2天,其余只参观一天,则植物园30天内不同的安排方法有(C29?A28)(注意连续参观2天,即需把30天种的连续两天捆绑看成一天作为一个整体来选有C29其余的就是19所学校选28天进行排列) 五.隔板法
名额分配或相同物品的分配问题,适宜采用隔板法。
例5、某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共 种 。
分析:此例的实质是12个名额分配给8个班,每班至少一个名额,可在12个名额种的11个空当中插入7块隔板,一种插法对应一种名额的分配方式,故有C11种
15
练习1.(a+b+c+d)有多少项?
当项中只有一个字母时,有C4种(即a.b.c.d而指数只有15故C4?C14。
C14当项中有2个字母时,有C4而指数和为15,即将15分配给2个字母时,如何分,闸板法一分为2,
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即C4C14
当项中有3个字母时C4指数15分给3个字母分三组即可C4C14
当项种4个字母都在时C4?C14 四者都相加即可.
练习2.有20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子里,要求每个盒子内的球数不少编号数,问有多少种不同的方法?(C16)
3.不定方程X1+X2+X3+?+X50=100中不同的整数解有(C99) 六.平均分堆问题
例6、6本不同的书平均分成三堆,有多少种不同的方法?
分析:分出三堆书(a1,a2),(a3,a4),(a5,a6)由顺序不同可以有A3=6种,而这6种分法只算一种分堆方式,故6本不同的书平均分成三堆方式有
C6C4C2A3322234922133243=15种
练习:1.6本书分三份,2份1本,1份4本,则有不同分法?
2.某年级6个班的数学课,分配给甲乙丙三名数学教师任教,每人教两个班,则分派方法的种数。 七. 合并单元格解决染色问题
例7、 如图1,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不 得使用同一颜色,现有四种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字作答)。 分析:颜色相同的区域可能是2、3、4、5. 下面分情况讨论: 2 (ⅰ)当2、4颜色相同且3、5颜色不同时,将2、4合并成一个单元格,此时
5 43 2,4不同的着色方法相当于4个元素 ①③⑤的全排列数A4 1 (ⅱ)当2、4颜色不同且3、5颜色相同时,与情形(ⅰ)类似同理可得A4 种着色法.
(ⅲ)当2、4与3、5分别同色时,将2、4;3、5分别合并,这样仅有三个单元格 2,4 ① 3,5从4种颜色中选3种来着色这三个单元格,计有C4? 由加法原理知:不同着色方法共有2A4?444 3A33种方法.
CA4333=48+24=72(种)
练习1.将3种作物种植在排成一行的5块试验田里,每快种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一作物 , 不同的种植方法共 种(以数字作答) (72)
2.某城市中心广场建造一个花圃,花圃分为6个部分(如图),现要栽种4种颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分不能栽种 同一样颜色的话,不同的栽种方法有 种(以数字作答).(120)
5
16 43.如图,用不同的5种颜色分别为ABCDE五部分着色,相邻部分不能用同一
32颜色,但同一种颜色可以反复使用也可以不用,则符合这种要求的不同着色种数.(540) B
DAC
E
4.如图:四个区域坐定4个单位的人,有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿同种颜色的服装,且相邻两区域的颜色不同,不相邻区域颜色相同,不相邻区域颜色相同与否不受限制,那么不同的着色方法是 种(84)
4
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2
5.将一四棱锥(如图)的每个顶点染一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,若只有五种颜色可供使用,则不同的染色方法共 种(420)
A
EB
D C 八.递推法
例8、 一楼梯共10级,如果规定每次只能跨上一级或两级,要走上这10级楼梯,共有多少种不同的走法?
分析:设上n级楼梯的走法为an种,易知a1=1,a2=2,当n≥2时,上n级楼梯的走法可分两类:第一类:是最后一步跨一级,有an-1种走法,第二类是最后一步跨两级,有an-2种走法,由加法原理知:an=an-1+ an-2,据此,a3=a1+a2=3,a4=a#+a2=5,a5=a4+a3=8,a6=13,a7=21,a8=34,a9=55,a10=89.故走上10级楼梯共有89种不同的方法。
九.几何问题
1.四面体的一个顶点为A,从其它顶点与各棱中点取3个点,使它们和点A在同一平面上,不同的取法有 种(3C5+3=33)
2.四面体的棱中点和顶点共10个点(1)从中任取3个点确定一个平面,共能确定多少个平面?任取4个点,不共面的有多少个?
任取3个:C10-4C6+4-3C4+3-6C4+6+2×6=29 任取4个:C10?4C6?6?3?141
(2)以这10个点为顶点,共能确定多少个三棱锥、四棱锥?凸棱锥呢?
4444
三棱锥 C10-4C6-6C4-3C4=141 四棱锥 6×4×4=96,3×6=18 共有114,只能构成三棱锥和四棱锥,故凸棱锥共141+114=255(个) 十. 先选(组合)后排(排列)法
例9、有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选派方法有( )
A.1260种 B.2025种 C.2520种 D.5054种 分析:先从10人中选出2人
练习:1.从0到9十个数字中,任选2个奇数和3个偶数,能组成多少个没有重复数字的五位数? (1)如果偶数未选0:C5C4A5?4800;
(2)如果偶数选了0: C5C4A4A4?5760,故能组成4800+5760=10560(个)没有重复数字的五位数. 十一.用转换法解排列组合问题
例10、某人连续射击8次有四次命中,其中有三次连续命中,按“中”与“不中”报告结果,不同的结果有多少种.
解:把问题转化为四个相同的黑球与四个相同白球,其中只有三个黑球相邻的排列问题.A5=20种 例11. 5个人参加秋游带10瓶饮料,每人至少带1瓶,一共有多少钟不同的带法.
解:把问题转化为5个相同的白球不相邻地插入已经排好的10个相同的黑球之间的9个空隙种的排列问题.C9=126种
例12、从1,2,3,?,1000个自然数中任取10个不连续的自然数,有多少种不同的去法. 解 把稳体转化为10个相同的黑球与990个相同白球,其中黑球不相邻的排列问题。C991
例13 、某城市街道呈棋盘形,南北向大街5条,东西向大街4条,一人欲从西南角走到东北角,路程最
短的走法有多少种.
解:无论怎样走必须经过三横四纵,因此,把问题转化为3个相同的白球与四个相同的黑球的组合问题.C7=35(种)
例14 、一个楼梯共18个台阶12步登完,可一步登一个台阶也可一步登两个台阶,一共有多少种不同的
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