高中排列組合基礎題 含答案

2022-12-06 02:48:05 字數 4753 閱讀 1537

排列、組合問題基本題型及解法

同學們在學習排列、組合的過程中,總覺得抽象,解法靈活,不容易掌握.然而排列、組合問題又是歷年高考必考的題目.本文將總結常見的型別及相應的解法.

一、相鄰問題「**法」

將必須相鄰的元素「**」在一起,當作乙個元素進行排列.

例1 甲、乙、丙、丁四人併排站成一排,如果甲、乙必須站在一起,不同的排法共有幾種?

分析:先把甲、乙當作乙個人,相當於三個人全排列,有=6種,然後再將甲、乙二人全排列有=2種,所以共有6×2=12種排法.

二、不相鄰問題「插空法」

該問題可先把無位置要求的元素全排列,再把規定不相鄰的元素插入已排列好的元素形成的空位中(注意兩端).

例2 7個同學併排站成一排,其中只有a、b是女同學,如果要求a、b不相鄰,且不站在兩端,不同的排法有多少種?.

分析:先將其餘5個同學先全排列,排列故是=120.再把a、b插入五個人組成的四個空位(不包括兩端)中,(如圖0×0×0×0×0「×」表示空位,「0」表示5個同學)有=2種方法.

則共有=440種排法.

三、定位問題「優先法」

指定某些元素必須排(或不排)在某位置,可優先排這個元素,後排其他元素.

例3 6個好友其中只有乙個女的,為了照像留念,若女的不站在兩端,則不同的排法有種.

分析:優先排女的(元素優先).在中間四個位置上選乙個,有種排法.然後將其餘5個排在餘下的5個位置上,有種方法.則共=480種排法.還可以優先排兩端(位置優先).

四、同元問題「隔板法」

例4 10本完全相同的書,分給4個同學,每個同學至少要有一本書,共有多少種分法?

分析:在排列成一列的10本書之間,有九個空位插入三塊「隔板」.如圖:

一種插法對應於一種分法,則共有=84種分法.

五、先分組後排列

對於元素較多,情形較複雜的問題,可根據結果要求,先分為不同型別的幾組,然後對每一組分別進行排列,最後求和.

例5 由數字0,1,2,3,4,5組成無重複數字的六位數,其中個位數字小於十位數字的共有( )

(a)210個 (b)300個 (c)464個 (d)600個

分析:由題意知,個位數字只能是0,1,2,3,4共5種型別,每一種型別分別有個、個、個、個、個,合計300個,所以選b

例6 用0,1,2,3,…,9這十個數字組成五位數,其中含有三個奇數數字與兩個偶數數字的五位數有多少個?

【解法1】考慮0的特殊要求,如果對0不加限制,應有種,其中0居首位的有種,故符合條件的五位數共有=11040個.

【解法2】按元素分類:奇數字有1,3,5,7,9;偶數字有0,2,4,6,8.

把從五個偶數中任取兩個的組合分成兩類:①不含0的;②含0的.

①不含0的:由三個奇數字和兩個偶數字組成的五位數有個;

②含0的,這時0只能排在除首位以外的四個數字上,有種排法,再選三個奇數數與乙個偶數數字全排放在其他數字上,共有種排法.

綜合①和②,由分類計數原理,符合條件的五位數共有+=11040個.

例8 由數字1,2,3,4,5可以組成多少個無重複數字,比20000大,且百位數字不是3的自然數?

【解】設a=,b=,則原題即求,畫韋恩圖如圖,陰影部分

即,從圖中看出.

又,由性質2,有

即由數字1,2,3,4,5組成無重複數字,且比20000大的自然數的個數,易知.

即由數字1,2,3,4,5組成無重複數字、比20000大,且百位數字是3的自然數的個數,易知,

所以=78.即可組成78個符合已知條件的自然數.

典型例題

例1 用0到9這10 個數字.可組成多少個沒有重複數字的四位偶數?

解法1:當個位數上排「0」時,千位,百位,十位上可以從餘下的九個數字中任選3個來排列,故有個;

當個位上在「2、4、6、8」中任選乙個來排,則千位上從餘下的八個非零數字中任選乙個,百位,十位上再從餘下的八個數字中任選兩個來排,按乘法原理有(個).

∴ 沒有重複數字的四位偶數有

個.例2 排一張有5個歌唱節目和4個舞蹈節目的演出節目單。

(1)任何兩個舞蹈節目不相鄰的排法有多少種?

(2)歌唱節目與舞蹈節目間隔排列的方法有多少種?

解:(1)先排歌唱節目有種,歌唱節目之間以及兩端共有6個位子,從中選4個放入舞蹈節目,共有中方法,所以任兩個舞蹈節目不相鄰排法有: =43200.

(2)先排舞蹈節目有中方法,在舞蹈節目之間以及兩端共有5個空位,恰好供5個歌唱節目放入。所以歌唱節目與舞蹈節目間隔排列的排法有: =2880種方法。

例3 某一天的課程表要排入政治、語文、數學、物理、體育、美術共六節課,如果第一節不排體育,最後一節不排數學,那麼共有多少種不同的排課程表的方法.

分析與解法1:6六門課總的排法是,其中不符合要求的可分為:體育排在第一書有種排法,如圖中ⅰ;數學排在最後一節有種排法,如圖中ⅱ;但這兩種排法,都包括體育排在第一書數學排在最後一節,如圖中ⅲ,這種情況有種排法,因此符合條件的排法應是:

(種).

例4 現有輛公交車、位司機和位售票員,每輛車上需配位司機和位售票員.問車輛、司機、售票員搭配方案一共有多少種?

分析:可以把輛車看成排了順序的三個空:,然後把名司機和名售票員分別填入.因此可認為事件分兩步完成,每一步都是乙個排列問題.

解:分兩步完成.第一步,把名司機安排到輛車中,有種安排方法;第二步把名售票員安排到輛車中,有種安排方法.故搭配方案共有

種.例5 下表是高考第一批錄取的乙份志願表.如果有所重點院校,每所院校有個專業是你較為滿意的選擇.若**填滿且規定學校沒有重複,同一學校的專業也沒有重複的話,你將有多少種不同的填表方法?

解:填表過程可分兩步.第一步,確定填報學校及其順序,則在所學校中選出所並加排列,共有種不同的排法;第二步,從每所院校的個專業中選出個專業並確定其順序,其中又包含三小步,因此總的排列數有種.綜合以上兩步,由分步計數原理得不同的填表方法有:種.

例6 名同學排隊照相.

(1)若分成兩排照,前排人,後排人,有多少種不同的排法?

(2)若排成兩排照,前排人,後排人,但其中甲必須在前排,乙必須在後排,有多少種不同的排法?

(3)若排成一排照,甲、乙、丙三人必須相鄰,有多少種不同的排法?

(4)若排成一排照,人中有名男生,名女生,女生不能相鄰,有多少種不面的排法?

解:(1)種.

(2)第一步安排甲,有種排法;第二步安排乙,有種排法;第三步餘下的人排在剩下的個位置上,有種排法,由分步計數原理得,符合要求的排法共有種.

(3)第一步,將甲、乙、丙視為乙個元素,有其餘個元素排成一排,即看成個元素的全排列問題,有種排法;第二步,甲、乙、丙三人內部全排列,有種排法.由分步計數原理得,共有種排法.

(4)第一步,名男生全排列,有種排法;第二步,女生插空,即將名女生插入名男生之間的個空位,這樣可保證女生不相鄰,易知有種插入方法.由分步計數原理得,符合條件的排法共有:種.

例8 六人排一列縱隊,限定要排在的前面(與可以相鄰,也可以不相鄰),求共有幾種排法.對這個題目,、、、四位同學各自給出了一種算式:的算式是;的算式是;的算式是;

的算式是.上面四個算式是否正確,正確的加以解釋,不正確的說明理由.

解:中很顯然,「在前的六人縱隊」的排隊數目與「在前的六人縱隊」排隊數目相等,而「六人縱隊」的排法數目應是這二者數目之和.這表明:的算式正確.

中把六人排隊這件事劃分為佔位,佔位,其他四人佔位這樣三個階段,然後用乘法求出總數,注意到佔位的狀況決定了佔位的方法數,第一階段,當佔據第乙個位置時,佔位方法數是;當佔據第2個位置時,佔位的方法數是;……;當佔據第5個位置時,佔位的方法數是,當,佔位後,再排其他四人,他們有種排法,可見的算式是正確的.

中可理解為從6個位置中選4個位置讓佔據,這時,剩下的兩個位置依前後順序應是的.因此的算式也正確.

中把6個位置先圈定兩個位置的方法數,這兩個位置讓佔據,顯然,佔據這兩個圈定的位置的方法只有一種(要在的前面),這時,再排其餘四人,又有種排法,可見的算式是對的.

例9 八個人分兩排坐,每排四人,限定甲必須坐在前排,乙、丙必須坐在同一排,共有多少種安排辦法?

解法1:可分為「乙、丙坐在前排,甲坐在前排的八人坐法」和「乙、丙在後排,甲坐在前排的八人坐法」兩類情況.應當使用加法原理,在每類情況下,劃分「乙丙坐下」、「甲坐下」;「其他五人坐下」三個步驟,又要用到分步計數原理,這樣可有如下演算法:

(種).

解法2:採取「總方法數減去不命題意的所有方法數」的演算法.把「甲坐在第一排的八人坐法數」看成「總方法數」,這個數目是.在這種前提下,不合題意的方法是「甲坐第一排,且乙、丙坐兩排的八人坐法.」這個數目是.其中第乙個因數表示甲坐在第一排的方法數,表示從乙、丙中任選出一人的辦法數,表示把選出的這個人安排在第一排的方法數,下乙個則表示乙、丙中沿未安排的那個人坐在第二排的方法數,就是其他五人的坐法數,於是總的方法數為

(種).

說明:解法2可在學完組合後回過頭來學習.

例10 計畫在某畫廊展出10幅不同的畫,其中1幅水彩畫、4幅油畫、5幅國畫,排成一行陳列,要求同一品種的畫必須連在一起,並且水彩畫不放在兩端,那麼不同陳列方式有(  ).

a.  b.  c.  d.

解:將同一品種的畫「捆」在一起,注意到水彩畫不放在兩端,共有種排列.但4幅油畫、5幅國畫本身還有排列順序要求.所以共有種陳列方式.

∴應選d.

說明:關於「若干個元素相鄰」的排列問題,一般使用「**」法,也就是將相鄰的若干個元素「**」在一起,看作乙個大元素,與其他的元素進行全排列;然後,再「鬆綁」,將被「**」的若干元素,內部進行全排列.本例題就是乙個典型的用「**」法來解答的問題.

例11 由數字組成沒有重複數字的六位數,其中個位數字小於十位數的個數共有(  ).

a.210  b.300  c.464  d.600

解法1:(直接法):分別用作十萬位的排列數,共有種,所以其中個位數字小於十位數字的這樣的六位數有個.

高中排列組合知識點彙總及典型例題

一 基本原理 1 加法原理 做一件事有n類辦法,則完成這件事的方法數等於各類方法數相加。2 乘法原理 做一件事分n步完成,則完成這件事的方法數等於各步方法數相乘。注 做一件事時,元素或位置允許重複使用,求方法數時常用基本原理求解。二 排列 從n個不同元素中,任取m m n 個元素,按照一定的順序排成...

高中排列組合知識點彙總及典型例題全

一 基本原理 1 加法原理 做一件事有n類辦法,則完成這件事的方法數等於各類方法數相加。2 乘法原理 做一件事分n步完成,則完成這件事的方法數等於各步方法數相乘。注 做一件事時,元素或位置允許重複使用,求方法數時常用基本原理求解。二 排列 從n個不同元素中,任取m m n 個元素,按照一定的順序排成...

排列組合常見問題答案

排列組合問題常見解法 排列組合問題是高考考察的重點,每年必考內容,常是乙個選擇題或乙個填空題,分值為5分,難度為中等難度,在分布列計算中也常用到排列組合的計算,先將排列組合問題解法介紹如下,供同學們參考。一 元素分析法 在解有限定元素的排列問題時,首先考慮特殊元素的安排方法,再考慮其他元素的排法。例...