排列组合的几种常见题型及解法

来源 :新校园·中旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:siman2008
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  排列组合应用问题,题型繁多,解法独特,但经仔细分析研究,还是有一定规律可循,它要求我们要认真地审题,对题目中的信息进行科学地加工处理。下面通过一些例题来说明几种常见的解法。
  一、特殊位置法
  例17个人站成一排,如果甲不站在中间,有多少种排法?据题目要求,中间是特殊位置,先安排它,有A■■种排法;再安排其余的6个位置,有A■■种排法,由分步计数原理得A■■·A■■=4320种。
  二、特殊元素法
  例2甲是特殊元素,先安排甲,有种A■■站法,再安排其余的6个人,有A■■种站法,由分步计数原理得A■■·A■■=4320种。
  三、捆绑法
  例38人排成一排,甲、乙必须分别紧靠站在丙的两旁,有多少种排法?
  解:把甲、乙、丙先排好,有A■■种排法,把三个人“捆绑”在一起看成是一个,与其余5个人相当于6个人排成一排,有A■■种排法,所以一共有A■■·A■■=1440种排法。
  四、插空法
  例4排一张有8个节目的演出表,其中有3个小品,既不能排在第一个,也不能有两个小品排在一起,有几种排法?
  解:先排5个不是小品的节目,有A■■种排法,它们之间以及最后一个节目之后一共有6个空隙,将3个小品插入进去,有A■■种排法,所以一共有A■■·A■■=7200种排法。
  注:捆绑法与插空法一般适用于有如上述限制条件的排列问题。
  五、定序问题用除法
  对于在排列中,当某些元素次序一定时,可用此法。解题方法是:先将n个元素进行全排列有A■■种,由于要求m个元素次序一定,因此只能取其中的某一种排法,可以利用除法起到调序的作用,即若n个元素排成一列,其中m个元素次序一定,则有■种排列方法。
  例5由数字0、1、2、3、4、5组成没有重复數字的六位数,其中个位数字小于十位数字的六位数有多少个?
  解:不考虑限制条件,组成的六位数有A■■种,其中个位与十位上的数字一定,所以所求的六位数有:■(个)。
  六、排列、组合综合问题用先选后排的策略
  处理排列、组合综合性问题一般是先选元素,后排列。
  例6将4名教师分派到3所中学任教,每所中学至少1名教师,则不同的分派方案共有多少种?
  解:可分两步进行:第一步先将4名教师分为三组(1,1,2),(2,1,1),(1,2,1),分成三组之后在排列共有:6(种),第二步将这三组教师分派到3种中学任教有A■■种方法。由分步计数原理得不同的分派方案共有:36(种)。因此共有36种方案。
  七、复杂问题用排除法
  对于某些比较复杂的或抽象的排列问题,可以采用转化思想,从问题的反面去考虑,先求出无限制条件的方法种数,然后去掉不符合条件的方法种数。在应用此法时要注意做到不重不漏。
  例7四面体的顶点和各棱中点共有10个点,取其中4个不共面的点,则不同的取法共有()
  A.150种B.147种C.144种D.141种
  解:从10个点中任取4个点有C■■种取法,其中4点共面的情况有三类。第一类,取出的4个点位于四面体的同一个面内,有4C■■种;第二类,取任一条棱上的3个点及该棱对棱的中点,这4点共面,有6种;第三类,由中位线构成的平行四边形(其两组对边分别平行于四面体相对的两条棱),它的4个点共面,有3种。以上三类情况不合要求应减掉,所以不同的取法共有:141(种)。
  八、插隔板法
  例812个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有多少种?
  将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11个间隔中选出3个,放上“隔板”,若记“|”为隔板,则如图00|0000|0000|00,隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4四个盒子相应放入2个,4个,4个,2个小球,这样每种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11个间隔中选出3个间隔的组合对应于一种放法,所以不同的放法有C■■=165种。
  配合练习:
  1.用0,1,2,3,4,5,可以组成没有重复数字的四位偶数____个。
  2.四男三女排成一排,(1)三个女的要相邻,有____种排法;
  (2)女同学必须按从高到矮的顺序(可不相邻)有____种。
  3.8人排成一排,其中甲、乙两人不排在一起,有____种排法。
  4.平面内有8个点,其中有4个点共线,另外还有三点共线,此外再无三点共线。
  则(1)过这8个点中的任何两点可组成____条直线。(2)由这8 个点可以组成____个不同的三角形。
  5.从甲、乙,......,等6人中选出4名代表,那么
  (1)甲一定当选,共有____种选法。
  (2)甲一定不入选,共有____种选法。
  (3)甲、乙二人至少有一人当选,共有____种选法。
  配合练习解答:
  1.156个2.(1)720;(2)8403.A■■- A■■·A■■=30240
  4.(1)21;(2)515.(1)10;(2)5;(3)14
  
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