排列组合方法总结一、知识点(一)加法原理如果完成一件事有】】类办法,只要选择其中一类办法中的任何一种方法,就可以完成这件事,若第一类办法中有码种不同的方法,第二类办法中有叫种不同的方法,…,第口类办法中有从种不同的办法,那么完成这件事共有N=比++…+1几种不同的方法.(二)乘法原理如果完成一件事,必须依次连续地完成I】个步骤,这件事才能完成.若完成第一个步骤有甲种不同的方法,完成第二个步骤有叫种不同的方法,…,完成第11个步骤有从种不同的方法,那么完成这件事共有N=nVm2••…从种不同的方法-(三)排列1. 排列从11个不同元素中,任意取出ni(mn+C>n'1+-..+C>n'fcbk+…+Cf'ab21-1+C^bn,其中第k+l项为^1=c>n-kbk称为通项.若令a二b=l,得C:+C:+C:+…+C:=2n,C:,C:,…,C:称为展开式中的二项式系数・二项式系数具有以下性质:(1)Cf+Cf+C:+.・・+C:=2nT(11为偶数);(2)C:+C:+C;+…+<2:=2小(ii为奇数);(3)11为偶数时中项的系数最大,11为奇数时中间两项的系数等值且最大.二.常见问题及方法1•住店问题□个不同人(不能重复使用元素),住进m个店(可以重复使用元素),那么第一,第二,…,第ii个人都有m种选择,则总共排列种数是m"个.例1•有5人报名参加3项不同的培训,每人都只报一项,则不同的报法有().(A)243种(B)125种(C)81种(D)60种(E)以上选项均不正确解析:乘法原理,每个人都有3种选择,所以不同的报法有35=243(种).【答案】A练习:3个人争夺4项比赛的冠军,没有并列冠军,则不同的夺冠可能有()种.(A)43(B)34(C)4X3(D)2X3(E)以上选项均不正确解析:每个冠军都有3个人可选,故夺冠可能有吉种.【答案】B明确排列与组合的区别:只要求每个组里的元素不同,是组合问题.用Cf;若对顺序有要求,则是排列问题,用涪.注:解决这类问题的关键是准确分类与分步.例2(2012-1)某商店经营15种商品,每次在橱窗内陈列5种,若每两次陈列的商品不完全相同,则最多可陈列()•(A)3000种(B)3003种(C)4000种(D)4003种(E)4300种【解析】只要求商品不同•是组合问题,故15x14x13x12x115x4x3x2xl=3003(种)【答案】B练习,(2015-1)平面上有5条平行直线,与另一组F条平行直线垂直,若两组平行线共构成280个矩形,则&().(A)5(B)6【解析】组合问题(C)7(D)8(E)9从两组平行直线中任选两条则可构成一个矩形,于是C;xCj=280,即n(n-l)=56,解得n=8.【答案】D3. 排队问题(1) 特殊元素优先法:先考虑有限制条件的元素的要求.再考虑其他元素;(2) 特殊位置优先法.先考虑有限制条件的位置的要求.再考虑其他位置;(3) 排除法:从总体中排除不符合条件的方法数,这是一种间接解题的方法.(4) 相邻问题捆绑法:某些元素必相邻的排列,可以先将相邻的元素“捆成一个”元素,与其它元素进行排列,然后再给那“一捆元素”内部排列.(5)不相邻问题插空法:某些元素不相邻的排列,可以先排其它元素,再让不相邻的元素插空.(6)定序问题消序法.例3甲、乙、丙、丁、戊、己6人排队,则在以下各要求下,各有多少种不同的排队方法?(1)甲不在排头;(2)甲不在排头并且乙不在排尾;(3)甲乙两人相邻;(4)甲乙两人不相邻;(5)甲始终在乙的前面(可相邻也可不相邻).【解析】假设6人一字排开,排入如下格子:排头排尾(1)方法一:剔除法.6个人任意排,有£种方法;甲在排头,其他人任意排,有&种方法;故甲不在排头的方法有^-^=600(种).方法二:特殊元素优先法.第一步:甲有特殊要求,故让甲先排,甲除了排头外有5个格子可以选,即C;第二步:余下的5个人•还有5个位置可以选,没有任何要求,故可任意排,即故不同的排队方法有=600(种).方法三:特殊位置优先法.第一步:排头有特殊要求,先让排头选人,除了甲以外都可以选,故有C;;第二步:余下的5个位置.还有5个人可以选,没有任何要求,故可任意排故不同的排队方法有=600(种).【注意】①虽然以上两种方法在这一道题列岀式子来是一样的,但是两种方法的含义不同.② 在并非所有元素都参与排列时(如“6个人选4个人排队,甲不在排头”),特殊位置优先法与特殊元素优先法列出的式子并不一样,特殊位置优先法会更简单.(2)方法一:特殊元素优先法.有两个特殊元素:甲和乙•如果我们先让甲挑位置,甲不能在排头,故甲可以选排尾和中间的4个位置.这时,如果甲占了排尾,则乙就变成了没有要求的元素;如果甲占了中间4个位置中的一个,则乙还有特殊要求:不能坐排尾;故按照甲的位置分为两类:第一类:甲在排尾,其他人没有任何要求,即第二类:甲从中间4个位置中选1个位置,即C:;再让乙选,不能在排尾,不能在甲占的位置,故还有4个位置可选,即C:;余下的4个人任意排,即斥;故应为加法原理,不同排队方法有厲+C:C舄=504(种).方法二:剔除法.6个人任意排氏,减去甲在排头的&,再减去乙在排尾的&;甲既在排头乙又在排尾的减了2次,故需要加上1次,即斥;所以,不同排队方法有斥-弯-弯+月=504(种).(3)相邻问题用捆绑法.第一步:甲乙两人必须相邻,故我们将甲乙两人用绳子捆起来,当作一个元素来处理,则此时有5个元素,可以任意排,即£;第二步:甲乙两人排一下序,即居;根据乘法原理,不同排队方法有^=240(种).(4)不相邻问题用插空法.第一步:除甲乙外的4个人排队,即第二步:4个人中间形成了5个空,挑两个空让甲乙两人排进去,两人必不相邻,即屈;根据乘法原理,不同排队方法有好程=480(种).(5)定序问题用消序法.第一步:6个人任意排,即斥;第二步:因为甲始终在乙的前面•所以单看甲乙两人时,两人只有一种顺序,但是6个人任意排时,甲乙两人有朋种排序,故需要消掉两人的顺序,用乘法原理的逆运算,即用除法,则有善.故不同排队方法有^-=360种).【注意】若3人定序则除以出,以此类推.练习:(2012-1)在两队进行的羽毛球对抗赛中,每队派出3男2女共5名运动员进行5局单打比赛.如果女子比赛安排在第二和第四局进行,则每队队员的不同岀场顺序有().(A)12种(B)10种(C)8种(D)6种(E)4种【解析】要求“每队”队员的不同出场顺序,只需要考虑一队即可.所以,2个女队员排在第二和第四局,即思;3个男队员排在另外三局,即M;根据乘法原理,不同的岀场顺序为屈&=12(种).【答案】A4. 万能元素问题万能元素是指一个元素同时具备多种属性,一般按照选与不选万能元素来分类.例(2011-10)在8名志愿者中,只能做英语翻译的有4人,只能做法语翻译的有3人,既能做英语翻译又能做法语翻译的有1人•现从这些志愿者中选取3人做翻译工作,确保英语和法语都有翻译的不同选法共有()种.(A)12(B)18(C)21(D)30(E)51【解析】分为两类:第一类:有人既懂英语又懂法语C:C;=21;第二类:没有人既懂英语又懂法语C:C;+C:C;=30.根据加法原理,不同的选法有51种.练习:从1、2、3、4、5、6中任取3个数字,其中6能当9用,则能组成无重复数字的3位数的个数是()个.(A)108(B)120(C)160(D)180(E)200【解析】分为三类:第一类:无6和9,则其余5个数选3个任意排,即&;第二类:有6,则1、2、3、4、5中选2个,再与6-起任意排,即C決;第三类:有9,则1、2、3、4、5中选2个,再与9一起任意排,即C;屈;故总个数为氏++C;&=180(种).【答案】D5•均匀与不均匀分组问题(1) 均匀分组与不均匀分组.如果组与组之间的元素个数相同,称为均匀分组;否则,称为不均匀分组.(2) 小组有名称与小组无名称.只是分组即可,则小组无名称;如分为A组、B组、C组,或种子队、非种子队.等等,则小组有名称.(3) 如果均匀分组,并且小组无名称,需要消序(若有ni组元素个数相等,就要除以兀);其余情况均不需要消序.例:从10个人中选一些人,分成三组,在以下要求下,分别有多少种不同的方法?(1) 每组人数分别为2、3、4;(2) 每组人数分别为2、2、3;(3) 分成A组2人.B组3人,C组4人;(4) 分成A组2人.B组2人,C组3人;(5) 每组人数分别为2、3、4,:去参加不同的劳动;(6) 每组人数分别为2、2、3,去参加不同的劳动.【解析】(1)不均匀分组,不需要考虑消序,即(2) 均匀并且小组无名字,要消序,即五学.(3) 小组有名字,不管均匀不均匀,不需要消序,即C^Ct(4) 小组有名字,不管均匀不均匀,不需要消序,即(5) 第一步,不均匀分组,即第二步,安排劳动,即占;故有(6) 第一步,均匀且小组无名称分组,即。
嘗;.;第二步,安排劳动,即故有卑6•不同元素的分配问题不同元素的分配问题,采用先分组,再分配(排列)的原则.例:4个不同的小球放人甲、乙、丙、丁4个盒中,恰有一个空盒的放法有().(A)C:Cj(B)UA(C)C:A4(D)C:A(E)屈C;【解析】先取两个球作为一组是C:,余下2球自然成为2组,把3组球放入4个盒子的三个里,即胃,所以,不同的放法有C:屈种.【答案】D练习(2010-1)某大学派岀5名志愿者到西部4所中学支教.若每所中学至少有一名志愿者,则不同的分配方案共有().(A)240种(B)144种(C)120种(D)60种(E)24种【解析】其中一所学校分配2人,其余3所学校各分配一人,分两步:第一步:从5名志愿者任选2人作为一组,另外三人各成一组,即C;;第二步:将4组志愿者任意分配给4所学校,即斥.故不同的分配方案有:C;A=240.【答案】A7. 相同元素的分配问题(1)挡板法将II个“相同的”m个对象,每个对象“至少分一个”的分法如下:把这n个元素排成一排,中间有n-1个空,挑出m-1个空放上挡板,自然就分成了m组,所以。