2019好高中數學排列組合問題常用的解題方法

2021-03-03 21:01:31 字數 4063 閱讀 8066

排列組合常用的解題方法

一、相鄰問題**法

題目中規定相鄰的幾個元素並為乙個組(當作乙個元素)參與排列.

例1 五人併排站成一排,如果甲、乙必須相鄰且乙在甲的右邊,那麼不同的排法種數有種。

分析:把甲、乙視為一人,並且乙固定在甲的右邊,則本題相當於4人的全排列,種。

二、相離問題插空法

元素相離(即不相鄰)問題,可先把無位置要求的幾個元素全排列,再把規定相離的幾個元素插入上述幾個元素間的空位和兩端.

例2 七個人併排站成一行,如果甲乙兩個必須不相鄰,那麼不同排法的種數是

分析:除甲乙外,其餘5個排列數為種,再用甲乙去插6個空位有種,不同的排法種數是種。

三、定序問題縮倍法

在排列問題中限制某幾個元素必須保持一定順序,可用縮小倍數的方法.

例3 a、b、c、d、e五個人併排站成一排,如果 b必須站a的右邊(a、b可不相鄰),那麼不同的排法種數有

分析:在的右邊與在的左邊排法數相同,所以題設的排法只是5個元素全排列數的一半,即種。

四、標號排位問題分步法

把元素排到指定號碼的位置上,可先把某個元素按規定排入,第二步再排另乙個元素,如此繼續下去,依次即可完成.

例4 將數字1、2、3、4填入標號為1、2、3、4的四個方格裡,每格填乙個數,則每個方格的標號與所填數字均不相同的填法有

分析:先把1填入方格中,符合條件的有3種方法,第二步把被填入方格的對應數字填入其它三個方格,又有三種方法;第三步填餘下的兩個數字,只有一種填法,共有3×3×1=9種填法。

五、有序分配問題逐分法

有序分配問題是指把元素按要求分成若干組,可用逐步下量分組法。

例5 有甲、乙、丙三項任務,甲需2人承擔,乙丙各需1人承擔,從10人中選出4人承擔這三項任務,不同的選法總數有

分析:先從10人中選出2人承擔甲項任務,再從剩下的8人中選1人承擔乙項任務,第三步從另外的7人中選1人承擔丙項任務,不同的選法共有種。

六、多元問題分類法

元素多,取出的情況也有多種,可按結果要求,分成不相容的幾類情況分別計算,最後總計。

例6 由數字 0,1,2,3,4,5組成且沒有重複數字的六位數,其中個位數字小於十位數字的共有個。

分析:按題意,個位數字只可能是0,1,2,3,4共5種情況,分別有個,個,合併總計300個。

七、交叉問題集合法

某些排列組合問題幾部分之間有交集,可用集合中求元素個數公式。

例 9 從6名運動員中選出4個參加4×100m接力賽,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少種不同參賽方法?

分析:設全集ⅰ={6人中任取4人參賽的排列},a={甲第一棒的排列},b={乙跑第四棒的排列},根據求集合元素個數的公式得參賽方法共有:

八、定位問題優先法

某個(或幾個)元素要排在指定位置,可先排這個(幾個)元素,再排其他元素。

例10 1名老師和4名獲獎同學排成一排照像留念,若老師不在兩端,則有不同的排法有種。

分析:老師在中間三個位置上選乙個有種,4名同學在其餘4個位置上有種方法;所以共有種。

九、多排問題單排法

把元素排成幾排的問題,可歸結為一排考慮,再分段處理。

例11 6個不同的元素排成前後兩排,每排3個元素,那麼不同的排法種數是

分析:前後兩排可看成一排的兩段,因此本題可看成6個不同的元素排成一排,共種。

例12 8個不同的元素排成前後兩排,每排4個元素,其中某2個元素要排在前排,某 1個元素要排在後排,有多少種排法?

分析:看成一排,某2個元素在前半段四個位置中選排2個,有種,某1個元素排在後半段的四個位置中選乙個有種,其餘5個元素任排5個位置上有種,故共有種排法。

十、「至少」問題間接法

關於「至少」型別組合問題,用間接法較方便。

例13 從4臺甲型和5臺乙型電視機中任取出3臺,其中至少要甲型和乙型電視機各一台,則不同取法共有種。

分析1:逆向思考,至少各一台的反面就是分別只取一種型號,不取另一種型號的電視機,故不同的取法共有種。

分析2:至少要甲型和乙型電視機各一台可分兩種情況:甲型1臺乙型2臺;甲型2臺乙型1臺;故不同的取法有種。

十一、選排問題先取後排法

從幾類元素中取出符合題意的幾個元素,再安排到一定位置上,可用先取後排法。

例14 四個不同的球放入編號為1,2,3,4的四個盒中,則恰有乙個空盒的放法共有種

分析:先取四個球中二個為一組,另二組各乙個球的方法有種,再排:在四個盒中每次排3個有種,故共有種。

例15 9名桌球運動員,其中男5名,女4名,現在要進行混合雙打訓練,有多少種不同分組法?

分析:先取男女運動員各2名,有種,這四名運動員混和雙打練習有中排法,故共有種。

十二、部分合條件問題排除法

在選取總數中,只有一部分合條件,可從總數中減去不合條件數,即為所求。

例16 以乙個正方體頂點為頂點的四面體共有個。

分析:正方體8個頂點從中每次取四點,理論上可構成四面體,但6個表面和6個對角面的四個頂點共面都不能構成四面體,所以四面體實際共有個。

例17 四面體的頂點和各稜中點共10點,在其中取4個不共面的點,不同的取法共有種。

分析:10個點中任取4個點共有種,其中四點共面的有三種情況:①在四面體的四個面上,每面內四點共面的情況為,四個面共有個;②過空間四邊形各邊中點的平行四邊形共3個;③過稜上三點與對稜中點的三角形共6個;所以四點不共面的情況的種數是種。

十三、複雜排列組合問題構造模型法

例18馬路上有編號為1,2,3…9九隻路燈,現要關掉其中的三盞,但不能關掉相鄰的二盞或三盞,也不能關掉兩端的兩盞,求滿足條件的關燈方案有多少種?

分析:把此問題當作乙個排對模型,在6盞亮燈的5個空隙中插入3盞不亮的燈種方法。所以滿足條件的關燈方案有10種。

說明:一些不易理解的排列組合題,如果能轉化為熟悉的模型如填空模型,排隊模型,裝盒模型可使問題容易解決。

十四、利用對應思想轉化法

例19 圓周上有10點,以這些點為端點的弦相交於圓內的交點有多少個?

分析:因為圓的乙個內接四邊形的兩條對角線相交於圓內一點,乙個圓的內接四邊形就對應著兩條弦相交於圓內的乙個交點,於是問題就轉化為圓周上的10個點可以確定多少個不同的四邊形,顯然有個,所以圓周上有10點,以這些點為端點的弦相交於圓內的交點有個。

一、相鄰問題**法

例1 五人併排站成一排,如果甲、乙必須相鄰且乙在甲的右邊,那麼不同的排法種數有種。

二、 相離問題插空法

例2 七個人併排站成一行,如果甲乙兩個必須不相鄰,那麼不同排法的種數是

三、定序問題縮倍法

例3 a、b、c、d、e五個人併排站成一排,如果 b必須站a的右邊(a、b可不相鄰),那麼不同的排法種數有

四、標號排位問題分步法

例4 將數字1、2、3、4填入標號為1、2、3、4的四個方格裡,每格填乙個數,則每個方格的標號與所填數字均不相同的填法有

五、有序分配問題逐分法

例5 有甲、乙、丙三項任務,甲需2人承擔,乙丙各需1人承擔,從10人中選出4人承擔這三項任務,不同的選法總數有

六、多元問題分類法

例6 由數字 0,1,2,3,4,5組成且沒有重複數字的六位數,其中個位數字小於十位數字的共有個。

七、交叉問題集合法

例 7 從6名運動員中選出4個參加4×100m接力賽,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少種不同參賽方法?

八、定位問題優先法

例8 1名老師和4名獲獎同學排成一排照像留念,若老師不在兩端,則有不同的排法有種。

九、多排問題單排法

例9 6個不同的元素排成前後兩排,每排3個元素,那麼不同的排法種數是

十、「至少」問題間接法

例10 從4臺甲型和5臺乙型電視機中任取出3臺,其中至少要甲型和乙型電視機各一台,則不同取法共有種。

十一、選排問題先取後排法

例11 四個不同的球放入編號為1,2,3,4的四個盒中,則恰有乙個空盒的放法共有種

十二、部分合條件問題排除法

例12 以乙個正方體頂點為頂點的四面體共有個。

十三、複雜排列組合問題構造模型法

例13 馬路上有編號為1,2,3…9九隻路燈,現要關掉其中的三盞,但不能關掉相鄰的二盞或三盞,也不能關掉兩端的兩盞,求滿足條件的關燈方案有多少種?

十四、利用對應思想轉化法

例14 圓周上有10點,以這些點為端點的弦相交於圓內的交點有多少個?

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