高中數學排列組合中各種題型分類方法

2021-03-07 20:01:08 字數 5737 閱讀 2567

1樓:匿名使用者

解決排列組合綜合性問題的一般過程如下:

1.認真審題弄清要做什麼事

2.怎樣做才能完成所要做的事,即採取分步還是分類,或是分步與分類同時進行,確定分多少步及多少類。

3.確定每一步或每一類是排列問題(有序)還是組合(無序)問題,元素總數是多少及取出多少個元素.

4.解決排列組合綜合性問題,往往類與步交叉,因此必須掌握一些常用的解題策略

一.特殊元素和特殊位置優先策略

例1.由0,1,2,3,4,5可以組成多少個沒有重複數字五位奇數.

解:由於末位和首位有特殊要求,應該優先安排,以免不合要求的元素佔了這兩個位置.

先排末位共有

然後排首位共有

最後排其它位置共有

由分步計數原理得

練習題:7種不同的花種在排成一列的花盆裡,若兩種葵花不種在中間,也不種在兩端的花盆裡,問有多少不同的種法?

二.相鄰元素**策略

例2. 7人站成一排 ,其中甲乙相鄰且丙丁相鄰, 共有多少種不同的排法.

解:可先將甲乙兩元素**成整體並看成一個複合元素,同時丙丁也看成一個複合元素,再與其它元素進行排列,同時對相鄰元素內部進行自排。由分步計數原理可得共有 種不同的排法

練習題:某人射擊8槍,命中4槍,4槍命中恰好有3槍連在一起的情形的不同種數為 20

三.不相鄰問題插空策略

例3.一個晚會的節目有4個舞蹈,2個相聲,3個獨唱,舞蹈節目不能連續出場,則節目的出場順序有多少種?

解:分兩步進行第一步排2個相聲和3個獨唱共有 種,第二步將4舞蹈插入第一步排好的6個元素中間包含首尾兩個空位共有種 不同的方法,由分步計數原理,節目的不同順序共有 種

練習題:某班新年聯歡會原定的5個節目已排成節目單,開演前又增加了兩個新節目.如果將這兩個新節目插入原節目單中,且兩個新節目不相鄰,那麼不同插法的種數為 30

四.定序問題倍縮空位插入策略

例4.7人排隊,其中甲乙丙3人順序一定共有多少不同的排法

解:(倍縮法)對於某幾個元素順序一定的排列問題,可先把這幾個元素與其他元素一起進行排列,然後用總排列數除以這幾個元素之間的全排列數,則共有不同排法種數是:

(空位法)設想有7把椅子讓除甲乙丙以外的四人就坐共有 種方法,其餘的三個位置甲乙丙共有 1種坐法,則共有 種方法。

思考:可以先讓甲乙丙就坐嗎?

(插入法)先排甲乙丙三個人,共有1種排法,再把其餘4四人依次插入共有 方法

練習題:10人身高各不相等,排成前後排,每排5人,要求從左至右身高逐漸增加,共有多少排法?

五.重排問題求冪策略

例5.把6名實習生分配到7個車間實習,共有多少種不同的分法

解:完成此事共分六步:把第一名實習生分配到車間有 7 種分法.把第二名實習生分配到車間也有7種分依此類推,由分步計數原理共有 種不同的排法

練習題:

1. 某班新年聯歡會原定的5個節目已排成節目單,開演前又增加了兩個新節目.如果將這兩個節目插入原節目單中,那麼不同插法的種數為 42

2. 某8層大樓一樓電梯上來8名乘客人,他們到各自的一層下電梯,下電梯的方法

六.環排問題線排策略

例6. 8人圍桌而坐,共有多少種坐法?

解:圍桌而坐與坐成一排的不同點在於,坐成圓形沒有首尾之分,所以固定一人 並從此位置把圓形展成直線其餘7人共有(8-1)!種排法即 !

練習題:6顆顏色不同的鑽石,可穿成幾種鑽石圈 120

七.多排問題直排策略

例7.8人排成前後兩排,每排4人,其中甲乙在前排,丙在後排,共有多少排法

解:8人排前後兩排,相當於8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.個特殊元素有 種,再排後4個位置上的特殊元素丙有 種,其餘的5人在5個位置上任意排列有 種,則共有 種

練習題:有兩排座位,前排11個座位,後排12個座位,現安排2人就座規定前排中間的3個座位不能坐,並且這2人不左右相鄰,那麼不同排法的種數是 346

八.排列組合混合問題先選後排策略

例8.有5個不同的小球,裝入4個不同的盒內,每盒至少裝一個球,共有多少不同的裝法.

解:第一步從5個球中選出2個組成複合元共有 種方法.再把4個元素(包含一個複合元素)裝入4個不同的盒內有 種方法,根據分步計數原理裝球的方法共有

練習題:一個班有6名戰士,其中正副班長各1人現從中選4人完成四種不同的任務,每人完成一種任務,且正副班長有且只有1人蔘加,則不同的選法有 192 種

九.小集團問題先整體後區域性策略

例9.用1,2,3,4,5組成沒有重複數字的五位數其中恰有兩個偶數夾1,5在兩個奇數之間,這樣的五位數有多少個?

解:把1,5,2,4當作一個小集團與3排隊共有 種排法,再排小集團內部共有 種排法,由分步計數原理共有 種排法.

練習題:

1.計劃展出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  品種的必須連在一起,並且水彩畫不在兩端,那麼共有陳列方式的種數為

2. 5男生和5女生站成一排照像,男生相鄰,女生也相鄰的排法有 種

十.元素相同問題隔板策略

例10.有10個運動員名額,分給7個班,每班至少一個,有多少種分配方案?

解:因為10個名額沒有差別,把它們排成一排。相鄰名額之間形成9個空隙。

在9個空檔中選6個位置插個隔板,可把名額分成7份,對應地分給7個班級,每一種插板方法對應一種分法共有 種分法。

練習題:

1. 10個相同的球裝5個盒中,每盒至少一有多少裝法?

2 . 求這個方程組的自然數解的組數

十一.正難則反總體淘汰策略

例11.從0,1,2,3,4,5,6,7,8,9這十個數字中取出三個數,使其和為不小於10的偶數,不同的

取法有多少種?

解:這問題中如果直接求不小於10的偶數很困難,可用總體淘汰法。這十個數字中有5個偶數5個奇數,所取的三個數含有3個偶數的取法有 ,只含有1個偶數的取法有 ,和為偶數的取法共有 。

再淘汰和小於10的偶數共9種,符合條件的取法共有

練習題:我們班裡有43位同學,從中任抽5人,正、副班長、團支部書記至少有一人在內的

抽法有多少種?

十二.平均分組問題除法策略

例12. 6本不同的書平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?

解: 分三步取書得 種方法,但這裡出現重複計數的現象,不妨記6本書為abcdef,若第一步取ab,第二步取cd,第三步取ef該分法記為(ab,cd,ef),則 中還有(ab,ef,cd),(cd,ab,ef),(cd,ef,ab)(ef,cd,ab),(ef,ab,cd)共有 種取法 ,而這些分法僅是(ab,cd,ef)一種分法,故共有 種分法。

練習題:

1 將13個球隊分成3組,一組5個隊,其它兩組4個隊, 有多少分法?( )

2.10名學生分成3組,其中一組4人, 另兩組3人但正副班長不能分在同一組,有多少種不同的

分組方法 (1540)

3.某校高二年級共有六個班級,現從外地轉 入4名學生,要安排到該年級的兩個班級且每班安

排2名,則不同的安排方案種數為______( )

十三. 合理分類與分步策略

例13.在一次演唱會上共10名演員,其中8人能能唱歌,5人會跳舞,現要演出一個2人唱歌2人伴舞的節目,有多少選派方法

解:10演員中有5人只會唱歌,2人只會跳舞3人為全能演員。選上唱歌人員為標準進行研究

只會唱的5人中沒有人選上唱歌人員共有 種,只會唱的5人中只有1人選上唱歌人員 種,只會唱的5人中只有2人選上唱歌人員有 種,由分類計數原理共有

種。練習題:

1.從4名男生和3名女生中選出4人蔘加某個座 談會,若這4人中必須既有男生又有女生,則不同的選法共有34

2. 3**2小孩乘船遊玩,1號船最多乘3人, 2號船最多乘2人,3號船隻能乘1人,他們任選2只船或3只船,但小孩不能單獨乘一隻船, 這3人共有多少乘船方法. (27)

本題還有如下分類標準:

*以3個全能演員是否選上唱歌人員為標準

*以3個全能演員是否選上跳舞人員為標準

*以只會跳舞的2人是否選上跳舞人員為標準

都可經得到正確結果

十四.構造模型策略

例14. 馬路上有編號為1,2,3,4,5,6,7,8,9的九隻路燈,現要關掉其中的3盞,但不能關掉相鄰的2盞或3盞,也不能關掉兩端的2盞,求滿足條件的關燈方法有多少種?

解:把此問題當作一個排隊模型在6盞亮燈的5個空隙中插入3個不亮的燈有 種

練習題:某排共有10個座位,若4人就坐,每人左右兩邊都有空位,那麼不同的坐法有多少種?(120)

十五.實際操作窮舉策略

例15.設有編號1,2,3,4,5的五個球和編號1,2,3,4,5的五個盒子,現將5個球投入這五個盒子內,要求每個盒子放一個球,並且恰好有兩個球的編號與盒子的編號相同,有多少投法

解:從5個球中取出2個與盒子對號有 種還剩下3球3盒序號不能對應,利用實際操作法,如果剩下3,4,5號球, 3,4,5號盒3號球裝4號盒時,則4,5號球有隻有1種裝法,同理3號球裝5號盒時,4,5號球有也只有1種裝法,由分步計數原理有 種

3號盒 4號盒 5號盒

練習題:

1.同一寢室4人,每人寫一張賀年卡集中起來,然後每人各拿一張別人的賀年卡,則四張賀年卡不同的分配方式有多少種? (9)

2.給圖中區域塗色,要求相鄰區 域不同色,現有4種可選顏色,則不同的著色方法有 72種

十六. 分解與合成策略

例16. 30030能被多少個不同的偶數整除

分析:先把30030分解成質因數的乘積形式30030=2×3×5 × 7 ×11×13

依題意可知偶因數必先取2,再從其餘5個因數中任取若干個組成乘積,

所有的偶因數為:

練習:正方體的8個頂點可連成多少對異面直線

解:我們先從8個頂點中任取4個頂點構成四體共有體共 ,每個四面體有

3對異面直線,正方體中的8個頂點可連成 對異面直線

十七.化歸策略

例17. 25人排成5×5方陣,現從中選3人,要求3人不在同一行也不在同一列,不同的選法有多少種?

解:將這個問題退化成9人排成3×3方陣,現從中選3人,要求3人不在同一行也不在同一列,有多少選法.這樣每行必有1人從其中的一行中選取1人後,把這人所在的行列都劃掉,如此繼續下去.

從3×3方隊中選3人的方法有 種。再從5×5方陣選出3×3方陣便可解決問題.從5×5方隊中選取3行3列有 選法所以從5×5方陣選不在同一行也不在同一列的3人有 選法。

練習題:某城市的街區由12個全等的矩形區組成其中實線表示馬路,從a走到b的最短路徑有多少種?( )

十八.數字排序問題查字典策略

例18.由0,1,2,3,4,5六個數字可以組成多少個沒有重複的比324105大的數?

解: 練習:用0,1,2,3,4,5這六個數字組成沒有重複的四位偶數,將這些數字從小到大排列起來,第71個數是 3140

十九.樹圖策略

例19. 人相互傳球,由甲開始發球,並作為第一次傳球,經過 次傳求後,球仍回到甲的手中,則不同的傳球方式有______

練習: 分別編有1,2,3,4,5號碼的人與椅,其中 號人不坐 號椅( )的不同坐法有多少種?

二十.複雜分類問題**策略

例20.有紅、黃、蘭色的球各5只,分別標有a、b、c、d、e五個字母,現從中取5只,要求各字母均有且三色齊備,則共有多少種不同的取法

解:小結

本節課,我們對有關排列組合的幾種常見的解題策略加以複習鞏固。排列組合歷來是學習中的難點,通過我們平時做的練習題,不難發現排列組合題的特點是條件隱晦,不易挖掘,題目多變,解法獨特,數字龐大,難以驗證。同學們只有對基本的解題策略熟練掌握。

根據它們的條件,我們就可以選取不同的技巧來解決問題.對於一些比較複雜的問題,我們可以將幾種策略結合起來應用把複雜的問題簡單化,舉一反三,觸類旁通,進而為後續學習打下堅實的基礎。

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