排列組合的定義
- 排列的定義:從n個(gè)不同元素中,任意取m個(gè)元素,m≤n且m和n都是自然數(shù),按照一定順序排成一列,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列。
從n個(gè)不同元素中,取出m(m≤n)個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù)叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù)。用A(n,m)表示。 - 組合的定義:從n個(gè)不同元素中,任意取m個(gè)元素,m≤n且m和n都是自然數(shù),并成一組,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合。
從n個(gè)不同元素中,取出m(m≤n)個(gè)元素的所有組合的個(gè)數(shù)叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù)。用C(n,m)表示。 - 規(guī)定當(dāng)n=m時(shí),0!=1,這個(gè)規(guī)定是用來(lái)解釋當(dāng)C(3,3)這種情況n=m時(shí),分母出現(xiàn)0!=1就可以計(jì)算了。
- 排列與組合定義相近,它們的區(qū)別在于是否與順序有關(guān)。
排列組合是解決問(wèn)題的一種思考工具
- 解決排列組合綜合性問(wèn)題的一般過(guò)程如下:
1.認(rèn)真審題弄清要做什么事
2確定每一步或每一類(lèi)是排列問(wèn)題(有序)還是組合(無(wú)序)問(wèn)題,元素總數(shù)是多少及取出多少個(gè)元素.)“分類(lèi)”表現(xiàn)為其中任何一類(lèi)均可獨(dú)立完成所給的事件,而“分步”必須把各步驟均完成才能完成所給事件,所以準(zhǔn)確理解兩個(gè)原理強(qiáng)調(diào)完成一件事情的幾類(lèi)辦法互不干擾,相互獨(dú)立,彼此間交集為空集,并集為全集,不論哪類(lèi)辦法都能將事情單獨(dú)完成,分步計(jì)數(shù)原理強(qiáng)調(diào)各步驟缺一不可,需要依次完成所有步驟才能完成這件事,步與步之間互不影響,即前步用什么方法不影響后面的步驟采用的方法。
3復(fù)雜的排列問(wèn)題常常通過(guò)試驗(yàn)、畫(huà) “樹(shù)圖 ”、“框圖”等手段使問(wèn)題直觀化,解答完需要檢驗(yàn)。
4處理排列、組合綜合問(wèn)題,一般思想是先選元素(組合),后排列,按元素的性質(zhì)進(jìn)行“分類(lèi)”和按事件的過(guò)程“分步”,始終是處理排列、組合問(wèn)題的基本原理和方法,通過(guò)解題訓(xùn)練要注意積累和掌握分類(lèi)和分步的基本技能,保證每步獨(dú)立,達(dá)到分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)明確,分步層次清楚,不重不漏。
總之,解決排列組合問(wèn)題的基本規(guī)律,即:分類(lèi)相加,分步相乘,排組分清,加乘明確;有序排列,無(wú)序組合;正難則反,間接排除等。
常用的方法技巧
一.特殊元素(位置)的“優(yōu)先安排法”:對(duì)于特殊元素(位置)的排列組合問(wèn)題,一般先考慮特殊,再考慮其他。
二.總體淘汰法:對(duì)于含否定的問(wèn)題,還可以從總體中把不合要求的除去。
三.合理分類(lèi)與準(zhǔn)確分步含有約束條件的排列組合問(wèn)題,按元素的性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi),按事情發(fā)生的連續(xù)過(guò)程分步,做到分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)明確,分步層次清楚,不重不漏。
四.相鄰問(wèn)題用捆綁法:在解決對(duì)于某幾個(gè)元素要求相鄰的問(wèn)題時(shí),先整體考慮,將相鄰的元素“捆綁”起來(lái),看作一“大”元素與其余元素排列,然后再考慮大元素內(nèi)部各元素間順序的解題策略就是捆綁法.
五.不相鄰問(wèn)題用“插空法”:不相鄰問(wèn)題是指要求某些元素不能相鄰,由其它元素將它們隔開(kāi).解決此類(lèi)問(wèn)題可以先將其它元素排好,再將所指定的不相鄰的元素插入到它們的間隙及兩端位置,故稱插空法.
六.逐個(gè)試驗(yàn)法:題中附加條件增多,直接解決困難時(shí),用試驗(yàn)逐步尋找規(guī)律。構(gòu)造模型 “隔板法”: 對(duì)于較復(fù)雜的排列問(wèn)題,可通過(guò)設(shè)計(jì)另一情景,構(gòu)造一個(gè)隔板模型來(lái)解決問(wèn)題排除法。
難點(diǎn)在于對(duì)特定模型的掌握和限制條件的區(qū)分
⑴從千差萬(wàn)別的實(shí)際問(wèn)題中抽象出幾種特定的數(shù)學(xué)模型,需要較強(qiáng)的抽象思維能力;
⑵限制條件有時(shí)比較隱晦,需要我們對(duì)問(wèn)題中的關(guān)鍵性詞(特別是邏輯關(guān)聯(lián)詞和量詞)準(zhǔn)確理解;
⑶計(jì)算手段簡(jiǎn)單,與舊知識(shí)聯(lián)系少,但選擇正確合理的計(jì)算方案時(shí)需要的思維量較大;
⑷計(jì)算方案是否正確,往往不可用直觀方法來(lái)檢驗(yàn),要求我們搞清概念、原理,并具有較強(qiáng)的分析能力。
典型題目匯總
- 10名成績(jī)優(yōu)異者抽取3名代表學(xué)校參加市數(shù)學(xué)競(jìng)賽,有幾種組合方式?
- 我們假設(shè)一副撲克中抽出5張牌放在桌子,問(wèn)有多少種組合方式?
- 從1、2、3、……、20這二十個(gè)數(shù)中任取三個(gè)不同的數(shù)組成等差數(shù)列,這樣的不同等差數(shù)列有多少個(gè)?
- 某城市有4條東西街道和6條南北的街道,街道之間的間距相同,若規(guī)定只能向東或向北兩個(gè)方向沿圖中路線前進(jìn),則從左下角到右上角有多少種不同的走法?
- 從6雙不同顏色的手套中任取4只,其中恰好有一雙同色的取法有多少種?
- 身高互不相同的6個(gè)人排成2橫行3縱列,在第一行的每一個(gè)人都比第二行的身后的人個(gè)子矮,則所有不同的排法種數(shù)為
- 用0,2,3,4,5,五個(gè)數(shù)字,組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù),其中偶數(shù)共有
- 停車(chē)場(chǎng)劃一排12個(gè)停車(chē)位置,今有8輛車(chē)需要停放,要求空車(chē)位連在一起,不同的停車(chē)方法有多少種?
- 對(duì)某件產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品進(jìn)行一一測(cè)試,至區(qū)分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測(cè)試時(shí)被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測(cè)試方法有多少種可能?
- 福利彩票30選7,小劉以膽,3,10,17,16,以7,9,18,23為拖買(mǎi)彩票,花多少錢(qián)。一注2元,買(mǎi)以上膽拖的復(fù)式有多少錢(qián)
- 公路一青蛙,跳一下1米,往后跳一下也是1米,動(dòng)了5次,進(jìn)了3米。不同的跳法?
- 學(xué)校12名女生,4人一組有
- 甲乙丙丁四人傳球,第一次由甲傳給其余三人中任意一人,第二次由拿球人再傳其余三人中一人,傳4次球后,第4次仍傳給甲的方法有多少?
- 有8本不同的書(shū);其中數(shù)學(xué)書(shū)3本,外語(yǔ)書(shū)2本,其它學(xué)科書(shū)3本.若將這些書(shū)排成一列放在書(shū)架上,讓數(shù)學(xué)書(shū)排在一起,外語(yǔ)書(shū)也恰好排在一起的排法共有( )種.(結(jié)果用數(shù)值表示)
- 用1、2、3、4、5、6、7、8組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的八位數(shù),要求1與2相鄰,2與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相鄰。這樣的八位數(shù)共有( )個(gè)
- 在一塊并排的10壟田地中,選擇二壟分別種植A,B兩種作物,每種種植一壟,為有利于作物生長(zhǎng),要求A,B兩種作物的間隔不少于6壟,不同的選法共有多少種?
- 在11名工人中,有5人只能當(dāng)鉗工,4人只能當(dāng)車(chē)工,另外2人能當(dāng)鉗工也能當(dāng)車(chē)工?,F(xiàn)從11人中選出4人當(dāng)鉗工,4人當(dāng)車(chē)工,問(wèn)共有多少種不同的選法?
- 現(xiàn)有印著0,1,3,5,7,9的六張卡片,如果允許9可以作6用,那么從中任意抽出三張可以組成多少個(gè)不同的三位數(shù)?
- 六人站成一排,求
⑴甲、乙既不在排頭也不在排尾的排法數(shù)
⑵甲不在排頭,乙不在排尾,且甲乙不相鄰的排法數(shù) - 對(duì)某件產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品進(jìn)行一一測(cè)試,至區(qū)分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測(cè)試時(shí)被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測(cè)試方法有多少種可能?
- 從4臺(tái)甲型和5臺(tái)乙型電視機(jī)中任意取出3臺(tái),其中至少要甲型與乙型電視機(jī)各一臺(tái),則不同的取法共有( )種.
- 方程a+b+c+d=12有多少組正整數(shù)解?
- 8人排成一隊(duì)
⑴甲乙必須相鄰
⑵甲乙不相鄰
⑶甲乙必須相鄰且與丙不相鄰
⑷甲乙必須相鄰,丙丁必須相鄰
⑸甲乙不相鄰,丙丁不相鄰 - 某人射擊8槍,命中4槍,恰好有三槍連續(xù)命中,有多少種不同的情況?
- 馬路上有編號(hào)為l,2,3,……,10 十個(gè)路燈,為節(jié)約用電又看清路面,可以把其中的三只燈關(guān)掉,但不能同時(shí)關(guān)掉相鄰的兩只或三只,在兩端的燈也不能關(guān)掉的情況下,求滿足條件的關(guān)燈方法共有多少種?
- 三行三列共九個(gè)點(diǎn),以這些點(diǎn)為頂點(diǎn)可組成多少個(gè)三角形?
- 正方體8個(gè)頂點(diǎn)中取出4個(gè),可組成多少個(gè)四面體?
- 1,2,3,……,9中取出兩個(gè)分別作為對(duì)數(shù)的底數(shù)和真數(shù),可組成多少個(gè)不同數(shù)值的對(duì)數(shù)?
- 六人排成一排,要求甲在乙的前面,(不一定相鄰),共有多少種不同的方法? 如果要求甲乙丙按從左到右依次排列呢?
- 5男4女排成一排,要求男生必須按從高到矮的順序,共有多少種不同的方法?
- 三個(gè)相同的紅球和兩個(gè)不同的白球排成一行,共有多少種不同的方法?
- 10個(gè)名額分配到八個(gè)班,每班至少一個(gè)名額,問(wèn)有多少種不同的分配方法?
- 用數(shù)字0,1,2,3,4,5組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù),
⑴可組成多少個(gè)不同的四位數(shù)?
⑵可組成多少個(gè)不同的四位偶數(shù)
⑶可組成多少個(gè)能被3整除的四位數(shù)? - 5名學(xué)生分配到4個(gè)不同的科技小組參加活動(dòng),每個(gè)科技小組至少有一名學(xué)生參加,則分配方法共有多少種?
- 某區(qū)有7條南北向街道,5條東西向街道(如右圖)
⑴圖中共有多少個(gè)矩形?
⑵從A點(diǎn)到B點(diǎn)最近的走法有多少種? - 將數(shù)字1,2,3,4填入標(biāo)號(hào)為1,2,3,4的方格中,每方格填1個(gè),方格標(biāo)號(hào)與所填數(shù)字均不相同,有多少種填法?
答案
下一次再發(fā)
典型題目匯總
10名成績(jī)優(yōu)異者抽取3名代表學(xué)校參加市數(shù)學(xué)競(jìng)賽,有幾種組合方式?
C(10,3)種。按照定義,選出3個(gè)人排成一列有1098中方法,但由于組合不考慮順序,題目中元素之間是沒(méi)有區(qū)別的,排列數(shù)重復(fù)了3!次【甲乙丙,甲丙乙,乙甲丙,乙丙甲,丙甲乙,丙乙】,這是由選擇的人數(shù)排列決定重復(fù)多少次的,因此需要除以這個(gè)數(shù)。我們假設(shè)一副撲克中抽出5張牌放在桌子,問(wèn)有多少種組合方式?
這里考慮的就是組合,沒(méi)有排列。如果這5張牌已經(jīng)選出來(lái),那么有多少種排列方法呢?5!個(gè)方法。但是組合不需要排列數(shù),只要選出這5張的就可以算是一個(gè)組合了。所以在確定任意5張牌的時(shí)候是分步,把每一個(gè)位置都選好,才能選出5張,這是分步驟完成,一共有5251504948種排列,這是因?yàn)榭紤]了次序,必然重復(fù)選了相同的5張牌,那重復(fù)了多少次呢?就是這5個(gè)位置的排列數(shù)。除以它就得到了5張牌的組合數(shù)。從1、2、3、……、20這二十個(gè)數(shù)中任取三個(gè)不同的數(shù)組成等差數(shù)列,這樣的不同等差數(shù)列有多少個(gè)?
這是一個(gè)隱含排列組合的問(wèn)題。先轉(zhuǎn)化為排列組合的模型。什么是等差數(shù)列?滿足b-a=c-b的數(shù)列就是等差數(shù)列。得到2b=a+c,a和c同奇數(shù)或者同偶數(shù),因?yàn)?b是偶數(shù),兩數(shù)之和要得到偶數(shù),兩數(shù)必然同奇數(shù)或者同偶數(shù)。1---20這個(gè)數(shù)列,分為奇數(shù)和偶數(shù)兩組,每組內(nèi)取2個(gè)數(shù)排列(注意不是組合,因?yàn)榈炔顢?shù)列中1-3和3-1得到的數(shù)不一樣,順序影響等差數(shù)列),A(10,2)+A(10,2)得到組合數(shù)。某城市有4條東西街道和6條南北的街道,街道之間的間距相同,若規(guī)定只能向東或向北兩個(gè)方向沿圖中路線前進(jìn),則從左下角到右上角有多少種不同的走法?
分析:對(duì)實(shí)際背景的分析可以逐層深入:
(一)從M到N必須向上走三步,向右走五步,共走八步;
(二)每一步是向上還是向右,決定了不同的走法;
(三)事實(shí)上,當(dāng)把向上的步驟決定后,剩下的步驟只能向右;
從而,任務(wù)可敘述為:從八個(gè)步驟中選出哪三步是向上走,就可以確定走法數(shù)。
∴ 本題答案為:C(8,3)=56。從6雙不同顏色的手套中任取4只,其中恰好有一雙同色的取法有多少種?
分析:顯然本題應(yīng)分步解決。
(一)從6雙中選出一雙同色的手套,有6種方法;
(二)從剩下的十只手套中任選一只,有10種方法。
(三)從除前所涉及的兩雙手套之外的八只手套中任選一只,有8種方法;
(四)由于選取與順序無(wú)關(guān),因(二)(三)中的選法重復(fù)一次,因而共240種。
或分步
⑴從6雙中選出一雙同色的手套,有C(6,1)=6種方法
⑵從剩下的5雙手套中任選兩雙,有C(5,2)=10種方法
⑶從兩雙中手套中分別各拿一只手套,有C(2,1)×C(2,1)=4種方法。
同樣得出共⑴×⑵×⑶=240種。身高互不相同的6個(gè)人排成2橫行3縱列,在第一行的每一個(gè)人都比第二行的身后的人個(gè)子矮,則所有不同的排法種數(shù)為
分析:每一縱列中的兩人只要選定,則他們只有一種站位方法,因而每一縱列的排隊(duì)方法只與人的選法有關(guān)系,共有三縱列,從而有C(6,2)×C(4,2)×C(2,2)=90種。停車(chē)場(chǎng)劃一排12個(gè)停車(chē)位置,今有8輛車(chē)需要停放,要求空車(chē)位連在一起,不同的停車(chē)方法有多少種?
分析:把空車(chē)位看成一個(gè)元素,和8輛車(chē)共九個(gè)元素排列,因而共有A(9,9)=362880種停車(chē)方法。對(duì)某件產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品進(jìn)行一一測(cè)試,至區(qū)分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測(cè)試時(shí)被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測(cè)試方法有多少種可能?
分析:本題意指第五次測(cè)試的產(chǎn)品一定是次品,并且是最后一個(gè)次品,因而第五次測(cè)試應(yīng)算是特殊位置了,分步完成。
第一步:第五次測(cè)試的有C(4,1)種可能;
第二步:前四次有一件正品有C(6,1)中可能。
第三步:前四次有A(4,4)種可能。
∴ 共有576種可能。福利彩票30選7,小劉以膽,3,10,17,16,以7,9,18,23為拖買(mǎi)彩票,花多少錢(qián)?一注2元,買(mǎi)以上膽拖的復(fù)式有多少錢(qián)?
C(4,3)2元,有C(8,7)2元甲乙丙丁四人傳球,第一次由甲傳給其余三人中任意一人,第二次由拿球人再傳其余三人中一人,傳4次球后,第4次仍傳給甲的方法有多少?
(甲_ _ _ 甲)
甲乙甲乙甲
甲乙丙乙甲
甲乙丁乙甲
甲丙甲丙甲
甲丙乙丙甲
甲丙丁丙甲
甲丁甲丁甲
甲丁乙丁甲
甲丁丙丁甲(甲_ _ _ 甲)
枚舉法得到第一次和第三次都是一個(gè)人的情況,C(3,1)C(3,1)= 9
如果第一次和第三次不是同一個(gè)人的情況:A(3,2)2 = 12
中間環(huán)節(jié)的三個(gè)人,第一和第三兩個(gè)人是排列A(3,2)第二個(gè)人只有2種選擇,因?yàn)樗膫€(gè)人兩個(gè)人已經(jīng)組合排列出來(lái)了,還有1個(gè)沒(méi)選(可重復(fù)選,但是剛傳球的無(wú)法再傳,剛接球的無(wú)法再接,這一個(gè)有兩種情況甲和另一個(gè)未選的)在一塊并排的10壟田地中,選擇二壟分別種植A,B兩種作物,每種種植一壟,為有利于作物生長(zhǎng),要求A,B兩種作物的間隔不少于6壟,不同的選法共有多少種?
分析:條件中“要求A、B兩種作物的間隔不少于6壟”這個(gè)條件不容易用一個(gè)包含排列數(shù),組合數(shù)的式子表示,因而采取分類(lèi)的方法。
第一類(lèi):A在第一壟,B有3種選擇;
第二類(lèi):A在第二壟,B有2種選擇;
第三類(lèi):A在第三壟,B有1種選擇,
同理A、B位置互換 ,共12種。在11名工人中,有5人只能當(dāng)鉗工,4人只能當(dāng)車(chē)工,另外2人能當(dāng)鉗工也能當(dāng)車(chē)工?,F(xiàn)從11人中選出4人當(dāng)鉗工,4人當(dāng)車(chē)工,問(wèn)共有多少種不同的選法?
以兩個(gè)全能的工人為分類(lèi)的對(duì)象,考慮以他們當(dāng)中有幾個(gè)去當(dāng)鉗工為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。
第一類(lèi):這兩個(gè)人都去當(dāng)鉗工,C(2,2)×C(5,2)×C(4,4)=10種;
第二類(lèi):這兩個(gè)人都去當(dāng)車(chē)工,C(5,4)×C(2,2)×C(4,2)=30種;
第三類(lèi):這兩人既不去當(dāng)鉗工,也不去當(dāng)車(chē)工C(5,4)×C(4,4)=5種。
第四類(lèi):這兩個(gè)人一個(gè)去當(dāng)鉗工、一個(gè)去當(dāng)車(chē)工,C(2,1)×C(5,3)×C(4,3)=80種;
第五類(lèi):這兩個(gè)人一個(gè)去當(dāng)鉗工、另一個(gè)不去當(dāng)車(chē)工,C(2,1)×C(5,3)×C(4,4)=20種;
第六類(lèi):這兩個(gè)人一個(gè)去當(dāng)車(chē)工、另一個(gè)不去當(dāng)鉗工,C(5,4)×C(2,1)×C(4,3)=40種;
因而共有185種。現(xiàn)有印著0,1,3,5,7,9的六張卡片,如果允許9可以作6用,那么從中任意抽出三張可以組成多少個(gè)不同的三位數(shù)?
分析:有同學(xué)認(rèn)為只要把0,1,3,5,7,9的排法數(shù)乘以2即為所求,但實(shí)際上抽出的三個(gè)數(shù)中有9的話才可能用6替換,因而必須分類(lèi)。
抽出的三數(shù)含0,含9,有32種方法;
抽出的三數(shù)含0不含9,有24種方法;
抽出的三數(shù)含9不含0,有72種方法;
抽出的三數(shù)不含9也不含0,有24種方法。
因此共有32+24+72+24=152種方法。六人站成一排,求
⑴甲、乙既不在排頭也不在排尾的排法數(shù)
⑵甲不在排頭,乙不在排尾,且甲乙不相鄰的排法數(shù)
分析:⑴按照先排出首位和末尾再排中間四位分步計(jì)數(shù)
第一步:排出首位和末尾、因?yàn)榧滓也辉谑孜缓湍┪?,那么首位和末尾?shí)在其它四位數(shù)選出兩位進(jìn)行排列、一共有A(4,2)=12種;
第二步:由于六個(gè)元素中已經(jīng)有兩位排在首位和末尾,因此中間四位是把剩下的四位元素進(jìn)行順序排列,
共A(4,4)=24種;
根據(jù)乘法原理得即不再排頭也不在排尾數(shù)共12×24=288種。
⑵第一類(lèi):甲在排尾,乙在排頭,有A(4,4)種方法。
第二類(lèi):甲在排尾,乙不在排頭,有3×A(4,4)種方法。
第三類(lèi):乙在排頭,甲不在排尾,有3×A(4,4)種方法。
第四類(lèi):甲不在排尾也不在排頭,乙不在排頭也不在排尾,有6×A(4,4)種方法(排除相鄰)。
共A(4,4)+3×A(4,4)+3×A(4,4)+6×A(4,4)=312種。對(duì)某件產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品進(jìn)行一一測(cè)試,至區(qū)分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測(cè)試時(shí)被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測(cè)試方法有多少種可能?
分析:本題意指第五次測(cè)試的產(chǎn)品一定是次品,并且是最后一個(gè)次品,因而第五次測(cè)試應(yīng)算是特殊位置了,分步完成。
第一步:第五次測(cè)試的有C(4,1)種可能;
第二步:前四次有一件正品有C(6,1)中可能。
第三步:前四次有A(4,4)種可能。
∴ 共有576種可能。8人排成一隊(duì)
⑴甲乙必須相鄰
⑵甲乙不相鄰
⑶甲乙必須相鄰且與丙不相鄰
⑷甲乙必須相鄰,丙丁必須相鄰
⑸甲乙不相鄰,丙丁不相鄰
分析:⑴甲乙必須相鄰,就是把甲乙 捆綁(甲乙可交換) 和7人排列A(7,7)×A(2,2)
⑵甲乙不相鄰,A(8,8)-A(7,7)×2?;駻(6,6)×A(7,2)
⑶甲乙必須相鄰且與丙不相鄰,先求甲乙必須相鄰且與丙相鄰A(6,6)×2×2
甲乙必須相鄰且與丙不相鄰A(7,7)×2-A(6,6)×2×2
⑷甲乙必須相鄰,丙丁必須相鄰A(6,6)×2×2
⑸甲乙不相鄰,丙丁不相鄰,A(8,8)-A(7,7)×2×2+A(6,6)×2×2某人射擊8槍,命中4槍,恰好有三槍連續(xù)命中,有多少種不同的情況?
分析:∵ 連續(xù)命中的三槍與單獨(dú)命中的一槍不能相鄰,因而這是一個(gè)插空問(wèn)題。另外沒(méi)有命中的之間沒(méi)有區(qū)別,不必計(jì)數(shù)。即在四發(fā)空槍之間形成的5個(gè)空中選出2個(gè)的排列,即A(5,2)。馬路上有編號(hào)為l,2,3,……,10 十個(gè)路燈,為節(jié)約用電又看清路面,可以把其中的三只燈關(guān)掉,但不能同時(shí)關(guān)掉相鄰的兩只或三只,在兩端的燈也不能關(guān)掉的情況下,求滿足條件的關(guān)燈方法共有多少種?
分析:即關(guān)掉的燈不能相鄰,也不能在兩端。又因?yàn)闊襞c燈之間沒(méi)有區(qū)別,因而問(wèn)題為在7盞亮著的燈形成的不包含兩端的6個(gè)空中選出3個(gè)空放置熄滅的燈。∴ 共C(6,3)=20種方法。三行三列共九個(gè)點(diǎn),以這些點(diǎn)為頂點(diǎn)可組成多少個(gè)三角形?
分析:有些問(wèn)題正面求解有一定困難,可以采用間接法。
所求問(wèn)題的方法數(shù)=任意三個(gè)點(diǎn)的組合數(shù)-共線三點(diǎn)的方法數(shù),
∴ 共76種。正方體8個(gè)頂點(diǎn)中取出4個(gè),可組成多少個(gè)四面體?
分析:所求問(wèn)題的方法數(shù)=任意選四點(diǎn)的組合數(shù)-共面四點(diǎn)的方法數(shù),
∴ 共C(8,4)-12=70-12=58個(gè)。1,2,3,……,9中取出兩個(gè)分別作為對(duì)數(shù)的底數(shù)和真數(shù),可組成多少個(gè)不同數(shù)值的對(duì)數(shù)?
分析:由于底數(shù)不能為1。
⑴當(dāng)1選上時(shí),1必為真數(shù),∴ 有一種情況。
⑵當(dāng)不選1時(shí),從2--9中任取兩個(gè)分別作為底數(shù),真數(shù),共A(8,2)=56,其中l(wèi)og2為底4=log3為底9,log4為底2=log9為底3,log2為底3=log4為底9,log3為底2=log9為底4.
因而一共有56-4+1=53個(gè)。5男4女排成一排,要求男生必須按從高到矮的順序,共有多少種不同的方法?
分析:(一)首先不考慮男生的站位要求,共A(9,9)種;男生從左至右按從高到矮的順序,只有一種站法,因而上述站法重復(fù)了A(5,5)次。因而有A(9,9,)/A(5,5,)=9×8×7×6=3024種
若男生從右至左按從高到矮的順序,只有一種站法, 同理也有3024種,綜上,有6048種。
(二)按照插空的方式進(jìn)行思考。
第一步:4個(gè)女生先在9個(gè)位置中選擇4個(gè),為A(9,4)種方式;
第二步:男生站剩下的位置,因?yàn)楸仨殢母叩桨捻樞?,沒(méi)有規(guī)定方向,所以有2種;
綜上,總的站法數(shù)有A(9,4)×2=6048種。三個(gè)相同的紅球和兩個(gè)不同的白球排成一行,共有多少種不同的方法?
分析:先認(rèn)為三個(gè)紅球互不相同,共A(5,5)=120種方法。
而由于三個(gè)紅球所占位置相同的情況下,共A(3,3)=6變化,因而共A(5,5)/A(3,3)=20種。
公式P是指排列,從N個(gè)元素取R個(gè)進(jìn)行排列(即排序)。(P是舊用法,教材上多用A,Arrangement)
公式C是指組合,從N個(gè)元素取R個(gè),不進(jìn)行排列(即不排序)。10個(gè)名額分配到八個(gè)班,每班至少一個(gè)名額,問(wèn)有多少種不同的分配方法?
分析:把10個(gè)名額看成十個(gè)元素,在這十個(gè)元素之間形成的九個(gè)空中,選出七個(gè)位置放置檔板,則每一種放置方式就相當(dāng)于一種分配方式。因而共36種。用數(shù)字0,1,2,3,4,5組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù),
⑴可組成多少個(gè)不同的四位數(shù)?
⑵可組成多少個(gè)不同的四位偶數(shù)
⑶可組成多少個(gè)能被3整除的四位數(shù)?
分析:⑴有A(6,4)-A(5,3)=300個(gè)。
⑵分為兩類(lèi):0在末位,則有A(5,3)=60種:0不在末位,則有C(2,1)×A(5,3)-C(2,1)×A(4,2)=96種。
∴ 共60+96=156種。
⑶先把四個(gè)相加能被3整除的四個(gè)數(shù)從小到大列舉出來(lái),即先選
0,1,2,3
0,1,3,5
0,2,3,4
0,3,4,5
1,2,4,5
它們排列出來(lái)的數(shù)一定可以被3整除,再排列,有:4×[A(4,4)-A(3,3)]+A(4,4)=96種。5名學(xué)生分配到4個(gè)不同的科技小組參加活動(dòng),每個(gè)科技小組至少有一名學(xué)生參加,則分配方法共有多少種?
分析:(一)先把5個(gè)學(xué)生分成二人,一人,一人,一人各一組。其中涉及到平均分成四組,有C(5,3)=10種分組方法。可以看成4個(gè)板三個(gè)板不空的隔板法。(二)再考慮分配到四個(gè)不同的科技小組,有A(4,4)=24種,由(一)(二)可知,共10×24=240種。某區(qū)有7條南北向街道,5條東西向街道(如右圖)
⑴圖中共有多少個(gè)矩形?
⑵從A點(diǎn)到B點(diǎn)最近的走法有多少種?
分析:⑴在7條豎線中任選2條,5條橫線中任選2條,這樣4條線
可組成1個(gè)矩形,故可組成矩形C(7,2)·C(5,2)=210個(gè)
⑵每條東西向的街道被分成4段,每條南北向的街道被分成6段,從A到B最短的走法,無(wú)論怎樣走,一定包括10段,其中6段方向相同,另外4段方向相同,每種走法,即是從10段中選出6段,這6段是走東西方向的,共有C(10,6)=C(10,4)=210種走法(同樣可以從10段中選出4段走南北方向,每一種選法即是1種走法)。所以共有210種走法。將數(shù)字1,2,3,4填入標(biāo)號(hào)為1,2,3,4的方格中,每方格填1個(gè),方格標(biāo)號(hào)與所填數(shù)字均不相同,有多少種填法?
解:第一方格內(nèi)可填2或3或4,如第一填2,則第二方格可填1或3或4,若第二方格內(nèi)填1,則后兩方格只有一種方法;若第二方格填3或4,后兩方格也只有一種填法。一共有9種填法用0,2,3,4,5,五個(gè)數(shù)字,組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù),其中偶數(shù)共有多少種
由于該三位數(shù)為偶數(shù),故末尾數(shù)字必為偶數(shù),又因?yàn)?不能排首位,故0就是其中的“特殊”元素,應(yīng)該優(yōu)先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分兩類(lèi):1)0排末尾時(shí),有A42個(gè),2)0不排在末尾時(shí),則有C21 A31A31個(gè),由分?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)原理,共有偶數(shù)A42 + C21 A31A31=30個(gè)從4臺(tái)甲型和5臺(tái)乙型電視機(jī)中任意取出3臺(tái),其中至少要甲型與乙型電視機(jī)各一臺(tái),則不同的取法共有( )種.
解:在被取出的3臺(tái)中,不含甲型或不合乙型的抽取方法均不合題意,因此符合題意的抽取方法有C93-C43-C53=70(種)有8本不同的書(shū);其中數(shù)學(xué)書(shū)3本,外語(yǔ)書(shū)2本,其它學(xué)科書(shū)3本.若將這些書(shū)排成一列放在書(shū)架上,讓數(shù)學(xué)書(shū)排在一起,外語(yǔ)書(shū)也恰好排在一起的排法共有( )種.(結(jié)果用數(shù)值表示)
解:把3本數(shù)學(xué)書(shū)“捆綁”在一起看成一本大書(shū),2本外語(yǔ)書(shū)也“捆綁”在一起看成一本大書(shū),與其它3本書(shū)一起看作5個(gè)元素,共有A55種排法;又3本數(shù)學(xué)書(shū)有A33種排法,2本外語(yǔ)書(shū)有A22種排法;根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理共有排法A55 A33 A22=1440(種)用1、2、3、4、5、6、7、8組成沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的八位數(shù),要求1與2相鄰,2與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相鄰。這樣的八位數(shù)共有( )個(gè)
解:由于要求1與2相鄰,2與4相鄰,可將1、2、4這三個(gè)數(shù)字捆綁在一起形成一個(gè)大元素,這個(gè)大元素的內(nèi)部中間只能排2,兩邊排1和4,因此大元素內(nèi)部共有A22種排法,再把5與6也捆綁成一個(gè)大元素,其內(nèi)部也有A22種排法,與數(shù)字3共計(jì)三個(gè)元素,先將這三個(gè)元素排好,共有A33種排法,再?gòu)那懊媾藕玫娜齻€(gè)元素形成的間隙及兩端共四個(gè)位置中任選兩個(gè),把要求不相鄰的數(shù)字7和8插入即可,共有A42種插法,所以符合條件的八位數(shù)共有A22 A22 A33 A42=288(種).方程a+b+c+d=12有多少組正整數(shù)解?
分析:建立隔板模型:將12個(gè)完全相同的球排成一列,在它們之間形成的11個(gè)間隙中任意插入3塊隔板,把球分成4堆,每一種分法所得4堆球的各堆球的數(shù)目,對(duì)應(yīng)為a、b、c、d的一組正整解,故原方程的正整數(shù)解的組數(shù)共有C113 .六人排成一排,要求甲在乙的前面,(不一定相鄰),共有多少種不同的方法? 如果要求甲乙丙按從左到右依次排列呢?
1.實(shí)際上,甲在乙的前面和甲在乙的后面兩種情況對(duì)稱,具有相同的排法數(shù).因而有P(6.6)/2=360種.
2.先考慮六人全排列;其次甲乙丙三人實(shí)際上只能按照一種順序站位,因而前面的排法數(shù)重復(fù)了P(3.3)種,∴ 共P(6.6)/P(3.3)=120種.公路一青蛙,跳一下1米,往后跳一下也是1米,動(dòng)了5次,進(jìn)了3米。不同的跳法?
C(5,1)*C(4,4)學(xué)校12名女生,4人一組有C(12,4)
將20個(gè)大小形狀完全相同的小球放入3個(gè)不同的盒子,允許有盒子為空,但球必須放完,有多少種不同的方法?
分析:本題中的小球大小形狀完全相同,故這些小球沒(méi)有區(qū)別,問(wèn)題等價(jià)于將小球分成三組,允許有若干組無(wú)元素,用隔板法.
解析:將20個(gè)小球分成三組需要兩塊隔板,因?yàn)樵试S有盒子為空,不符合隔板法的原理,那就人為的再加上3個(gè)小球,保證每個(gè)盒子都至少分到一個(gè)小球,那就符合隔板法的要求了(分完后,再在每組中各去掉一個(gè)小球,即滿足了題設(shè)的要求)。然后就變成待分小球總數(shù)為23個(gè),球中間有22個(gè)空檔,需要在這22個(gè)空檔里加入2個(gè)隔板來(lái)分隔為3份,共有C(22,2)=231種不同的方法.
點(diǎn)評(píng):對(duì)n件相同物品(或名額)分給m個(gè)人(或位置),允許若干個(gè)人(或位置)為空的問(wèn)題,可以看成將這n件物品分成m組,允許若干組為空的問(wèn)題.將n件物品分成m組,需要m-1塊隔板,將這n件物品和m-1塊隔板排成一排,占n+m-1位置,從這n+m-1個(gè)位置中選m-1個(gè)位置放隔板,因隔板無(wú)差別,故隔板之間無(wú)序,是組合問(wèn)題,故隔板有Cn+m-1 m-1種不同的方法,再將物品放入其余位置,因物品相同無(wú)差別,故物品之間無(wú)順序,是組合問(wèn)題,只有1種放法,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,共有Cn+m-1 m-1×1=Cn+m-1 m-1種排法
水果分籃問(wèn)題編輯有廣西橘子,煙臺(tái)蘋(píng)果,萊陽(yáng)梨若干,從中隨意取出四個(gè),問(wèn)共有多少種不同取法?
問(wèn)題等價(jià)于有四個(gè)水果籃,將其分為三組向里面加入不同水果,且允許籃子為空
分為三組需要2個(gè)隔板,將水果籃與隔板并排 ,隔板共有4+2個(gè)放置位置,故有C(4+2),2個(gè)選擇,
即15種。[1]
每人(或位置)必須有物品問(wèn)題編輯將20個(gè)優(yōu)秀學(xué)生名額分給18個(gè)班,每班至少1個(gè)名額,有多少種不同的分配方法?
分析:本題是名額分配問(wèn)題,用隔板法.
解析:將20個(gè)名額分配給18個(gè)班,每班至少1個(gè)名額,相當(dāng)于將20個(gè)相同的小球分成18組,每組至少1個(gè),將20個(gè)相同的小球分成18組,需要17塊隔板,先將20個(gè)小球排成一排,因小球相同,故小球之間無(wú)順序,是組合,只有1種排法,再在20個(gè)小球之間的19個(gè)空檔中,選取17個(gè)位置放隔板,因隔板無(wú)差別,故隔板之間無(wú)序,是組合問(wèn)題,故隔板有C19 17種不同的放法,根據(jù)分步計(jì)數(shù)原理,共有C19 17種不同的方法,因17塊隔板將20個(gè)小球分成18組,從左到右可以看成每班所得的名額數(shù),每一種隔板與小球的排法對(duì)應(yīng)于一種分法,故有Cm-1 n-1種分法.
對(duì)相同物品分配問(wèn)題,注意某若干組能否為空,能為空和不能為不空,方法不同,要體會(huì)和掌握.