排列組合的定義
- 排列的定義:從n個不同元素中,任意取m個元素,m≤n且m和n都是自然數,按照一定順序排成一列,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個排列。
從n個不同元素中,取出m(m≤n)個元素的所有排列的個數叫做從n個不同元素中取出m個元素的排列數。用A(n,m)表示。 - 組合的定義:從n個不同元素中,任意取m個元素,m≤n且m和n都是自然數,并成一組,叫做從n個不同元素中取出m個元素的一個組合。
從n個不同元素中,取出m(m≤n)個元素的所有組合的個數叫做從n個不同元素中取出m個元素的組合數。用C(n,m)表示。 - 規定當n=m時,0!=1,這個規定是用來解釋當C(3,3)這種情況n=m時,分母出現0!=1就可以計算了。
- 排列與組合定義相近,它們的區別在于是否與順序有關。
排列組合是解決問題的一種思考工具
- 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么事
2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.)“分類”表現為其中任何一類均可獨立完成所給的事件,而“分步”必須把各步驟均完成才能完成所給事件,所以準確理解兩個原理強調完成一件事情的幾類辦法互不干擾,相互獨立,彼此間交集為空集,并集為全集,不論哪類辦法都能將事情單獨完成,分步計數原理強調各步驟缺一不可,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復雜的排列問題常常通過試驗、畫 “樹圖 ”、“框圖”等手段使問題直觀化,解答完需要檢驗。
4處理排列、組合綜合問題,一般思想是先選元素(組合),后排列,按元素的性質進行“分類”和按事件的過程“分步”,始終是處理排列、組合問題的基本原理和方法,通過解題訓練要注意積累和掌握分類和分步的基本技能,保證每步獨立,達到分類標準明確,分步層次清楚,不重不漏。
總之,解決排列組合問題的基本規律,即:分類相加,分步相乘,排組分清,加乘明確;有序排列,無序組合;正難則反,間接排除等。
常用的方法技巧
一.特殊元素(位置)的“優先安排法”:對于特殊元素(位置)的排列組合問題,一般先考慮特殊,再考慮其他。
二.總體淘汰法:對于含否定的問題,還可以從總體中把不合要求的除去。
三.合理分類與準確分步含有約束條件的排列組合問題,按元素的性質進行分類,按事情發生的連續過程分步,做到分類標準明確,分步層次清楚,不重不漏。
四.相鄰問題用捆綁法:在解決對于某幾個元素要求相鄰的問題時,先整體考慮,將相鄰的元素“捆綁”起來,看作一“大”元素與其余元素排列,然后再考慮大元素內部各元素間順序的解題策略就是捆綁法.
五.不相鄰問題用“插空法”:不相鄰問題是指要求某些元素不能相鄰,由其它元素將它們隔開.解決此類問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.逐個試驗法:題中附加條件增多,直接解決困難時,用試驗逐步尋找規律。構造模型 “隔板法”: 對于較復雜的排列問題,可通過設計另一情景,構造一個隔板模型來解決問題排除法。
難點在于對特定模型的掌握和限制條件的區分
⑴從千差萬別的實際問題中抽象出幾種特定的數學模型,需要較強的抽象思維能力;
⑵限制條件有時比較隱晦,需要我們對問題中的關鍵性詞(特別是邏輯關聯詞和量詞)準確理解;
⑶計算手段簡單,與舊知識聯系少,但選擇正確合理的計算方案時需要的思維量較大;
⑷計算方案是否正確,往往不可用直觀方法來檢驗,要求我們搞清概念、原理,并具有較強的分析能力。
典型題目匯總
- 10名成績優異者抽取3名代表學校參加市數學競賽,有幾種組合方式?
- 我們假設一副撲克中抽出5張牌放在桌子,問有多少種組合方式?
- 從1、2、3、……、20這二十個數中任取三個不同的數組成等差數列,這樣的不同等差數列有多少個?
- 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,若規定只能向東或向北兩個方向沿圖中路線前進,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個人排成2橫行3縱列,在第一行的每一個人都比第二行的身后的人個子矮,則所有不同的排法種數為
- 用0,2,3,4,5,五個數字,組成沒有重復數字的三位數,其中偶數共有
- 停車場劃一排12個停車位置,今有8輛車需要停放,要求空車位連在一起,不同的停車方法有多少種?
- 對某件產品的6件不同正品和4件不同次品進行一一測試,至區分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測試時被全部發現,則這樣的測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為拖買彩票,花多少錢。一注2元,買以上膽拖的復式有多少錢
- 公路一青蛙,跳一下1米,往后跳一下也是1米,動了5次,進了3米。不同的跳法?
- 學校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;其中數學書3本,外語書2本,其它學科書3本.若將這些書排成一列放在書架上,讓數學書排在一起,外語書也恰好排在一起的排法共有( )種.(結果用數值表示)
- 用1、2、3、4、5、6、7、8組成沒有重復數字的八位數,要求1與2相鄰,2與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相鄰。這樣的八位數共有( )個
- 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,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人只能當鉗工,4人只能當車工,另外2人能當鉗工也能當車工。現從11人中選出4人當鉗工,4人當車工,問共有多少種不同的選法?
- 現有印著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不同的三位數?
- 六人站成一排,求
⑴甲、乙既不在排頭也不在排尾的排法數
⑵甲不在排頭,乙不在排尾,且甲乙不相鄰的排法數 - 對某件產品的6件不同正品和4件不同次品進行一一測試,至區分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測試時被全部發現,則這樣的測試方法有多少種可能?
- 從4臺甲型和5臺乙型電視機中任意取出3臺,其中至少要甲型與乙型電視機各一臺,則不同的取法共有( )種.
- 方程a+b+c+d=12有多少組正整數解?
- 8人排成一隊
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,恰好有三槍連續命中,有多少種不同的情況?
- 馬路上有編號為l,2,3,……,10 十個路燈,為節約用電又看清路面,可以把其中的三只燈關掉,但不能同時關掉相鄰的兩只或三只,在兩端的燈也不能關掉的情況下,求滿足條件的關燈方法共有多少種?
- 三行三列共九個點,以這些點為頂點可組成多少個三角形?
- 正方體8個頂點中取出4個,可組成多少個四面體?
- 1,2,3,……,9中取出兩個分別作為對數的底數和真數,可組成多少個不同數值的對數?
- 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?
- 三個相同的紅球和兩個不同的白球排成一行,共有多少種不同的方法?
- 10個名額分配到八個班,每班至少一個名額,問有多少種不同的分配方法?
- 用數字0,1,2,3,4,5組成沒有重復數字的四位數,
⑴可組成多少個不同的四位數?
⑵可組成多少個不同的四位偶數
⑶可組成多少個能被3整除的四位數? - 5名學生分配到4個不同的科技小組參加活動,每個科技小組至少有一名學生參加,則分配方法共有多少種?
- 某區有7條南北向街道,5條東西向街道(如右圖)
⑴圖中共有多少個矩形?
⑵從A點到B點最近的走法有多少種? - 將數字1,2,3,4填入標號為1,2,3,4的方格中,每方格填1個,方格標號與所填數字均不相同,有多少種填法?
答案
下一次再發
典型題目匯總
10名成績優異者抽取3名代表學校參加市數學競賽,有幾種組合方式?
C(10,3)種。按照定義,選出3個人排成一列有1098中方法,但由于組合不考慮順序,題目中元素之間是沒有區別的,排列數重復了3!次【甲乙丙,甲丙乙,乙甲丙,乙丙甲,丙甲乙,丙乙】,這是由選擇的人數排列決定重復多少次的,因此需要除以這個數。我們假設一副撲克中抽出5張牌放在桌子,問有多少種組合方式?
這里考慮的就是組合,沒有排列。如果這5張牌已經選出來,那么有多少種排列方法呢?5!個方法。但是組合不需要排列數,只要選出這5張的就可以算是一個組合了。所以在確定任意5張牌的時候是分步,把每一個位置都選好,才能選出5張,這是分步驟完成,一共有5251504948種排列,這是因為考慮了次序,必然重復選了相同的5張牌,那重復了多少次呢?就是這5個位置的排列數。除以它就得到了5張牌的組合數。從1、2、3、……、20這二十個數中任取三個不同的數組成等差數列,這樣的不同等差數列有多少個?
這是一個隱含排列組合的問題。先轉化為排列組合的模型。什么是等差數列?滿足b-a=c-b的數列就是等差數列。得到2b=a+c,a和c同奇數或者同偶數,因為2b是偶數,兩數之和要得到偶數,兩數必然同奇數或者同偶數。1---20這個數列,分為奇數和偶數兩組,每組內取2個數排列(注意不是組合,因為等差數列中1-3和3-1得到的數不一樣,順序影響等差數列),A(10,2)+A(10,2)得到組合數。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,若規定只能向東或向北兩個方向沿圖中路線前進,則從左下角到右上角有多少種不同的走法?
分析:對實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)事實上,當把向上的步驟決定后,剩下的步驟只能向右;
從而,任務可敘述為:從八個步驟中選出哪三步是向上走,就可以確定走法數。
∴ 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)由于選取與順序無關,因(二)(三)中的選法重復一次,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個人排成2橫行3縱列,在第一行的每一個人都比第二行的身后的人個子矮,則所有不同的排法種數為
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方法只與人的選法有關系,共有三縱列,從而有C(6,2)×C(4,2)×C(2,2)=90種。停車場劃一排12個停車位置,今有8輛車需要停放,要求空車位連在一起,不同的停車方法有多少種?
分析:把空車位看成一個元素,和8輛車共九個元素排列,因而共有A(9,9)=362880種停車方法。對某件產品的6件不同正品和4件不同次品進行一一測試,至區分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測試時被全部發現,則這樣的測試方法有多少種可能?
分析:本題意指第五次測試的產品一定是次品,并且是最后一個次品,因而第五次測試應算是特殊位置了,分步完成。
第一步:第五次測試的有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為拖買彩票,花多少錢?一注2元,買以上膽拖的復式有多少錢?
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人的情況:A(3,2)2 = 12
中間環節的三個人,第一和第三兩個人是排列A(3,2)第二個人只有2種選擇,因為四個人兩個人已經組合排列出來了,還有1個沒選(可重復選,但是剛傳球的無法再傳,剛接球的無法再接,這一個有兩種情況甲和另一個未選的)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,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”這個條件不容易用一個包含排列數,組合數的式子表示,因而采取分類的方法。
第一類:A在第一壟,B有3種選擇;
第二類:A在第二壟,B有2種選擇;
第三類: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人只能當鉗工,4人只能當車工,另外2人能當鉗工也能當車工。現從11人中選出4人當鉗工,4人當車工,問共有多少種不同的選法?
以兩個全能的工人為分類的對象,考慮以他們當中有幾個去當鉗工為分類標準。
第一類:這兩個人都去當鉗工,C(2,2)×C(5,2)×C(4,4)=10種;
第二類:這兩個人都去當車工,C(5,4)×C(2,2)×C(4,2)=30種;
第三類:這兩人既不去當鉗工,也不去當車工C(5,4)×C(4,4)=5種。
第四類:這兩個人一個去當鉗工、一個去當車工,C(2,1)×C(5,3)×C(4,3)=80種;
第五類:這兩個人一個去當鉗工、另一個不去當車工,C(2,1)×C(5,3)×C(4,4)=20種;
第六類:這兩個人一個去當車工、另一個不去當鉗工,C(5,4)×C(2,1)×C(4,3)=40種;
因而共有185種。現有印著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不同的三位數?
分析:有同學認為只要把0,1,3,5,7,9的排法數乘以2即為所求,但實際上抽出的三個數中有9的話才可能用6替換,因而必須分類。
抽出的三數含0,含9,有32種方法;
抽出的三數含0不含9,有24種方法;
抽出的三數含9不含0,有72種方法;
抽出的三數不含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
⑵甲不在排頭,乙不在排尾,且甲乙不相鄰的排法數
分析:⑴按照先排出首位和末尾再排中間四位分步計數
第一步:排出首位和末尾、因為甲乙不在首位和末尾,那么首位和末尾實在其它四位數選出兩位進行排列、一共有A(4,2)=12種;
第二步:由于六個元素中已經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行順序排列,
共A(4,4)=24種;
根據乘法原理得即不再排頭也不在排尾數共12×24=288種。
⑵第一類:甲在排尾,乙在排頭,有A(4,4)種方法。
第二類:甲在排尾,乙不在排頭,有3×A(4,4)種方法。
第三類:乙在排頭,甲不在排尾,有3×A(4,4)種方法。
第四類: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。對某件產品的6件不同正品和4件不同次品進行一一測試,至區分出所有次品為止。若所有次品恰好在第五次測試時被全部發現,則這樣的測試方法有多少種可能?
分析:本題意指第五次測試的產品一定是次品,并且是最后一個次品,因而第五次測試應算是特殊位置了,分步完成。
第一步:第五次測試的有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
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。或A(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,恰好有三槍連續命中,有多少種不同的情況?
分析:∵ 連續命中的三槍與單獨命中的一槍不能相鄰,因而這是一個插空問題。另外沒有命中的之間沒有區別,不必計數。即在四發空槍之間形成的5個空中選出2個的排列,即A(5,2)。馬路上有編號為l,2,3,……,10 十個路燈,為節約用電又看清路面,可以把其中的三只燈關掉,但不能同時關掉相鄰的兩只或三只,在兩端的燈也不能關掉的情況下,求滿足條件的關燈方法共有多少種?
分析:即關掉的燈不能相鄰,也不能在兩端。又因為燈與燈之間沒有區別,因而問題為在7盞亮著的燈形成的不包含兩端的6個空中選出3個空放置熄滅的燈。∴ 共C(6,3)=20種方法。三行三列共九個點,以這些點為頂點可組成多少個三角形?
分析:有些問題正面求解有一定困難,可以采用間接法。
所求問題的方法數=任意三個點的組合數-共線三點的方法數,
∴ 共76種。正方體8個頂點中取出4個,可組成多少個四面體?
分析:所求問題的方法數=任意選四點的組合數-共面四點的方法數,
∴ 共C(8,4)-12=70-12=58個。1,2,3,……,9中取出兩個分別作為對數的底數和真數,可組成多少個不同數值的對數?
分析:由于底數不能為1。
⑴當1選上時,1必為真數,∴ 有一種情況。
⑵當不選1時,從2--9中任取兩個分別作為底數,真數,共A(8,2)=56,其中log2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。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)按照插空的方式進行思考。
第一步:4個女生先在9個位置中選擇4個,為A(9,4)種方式;
第二步:男生站剩下的位置,因為必須從高到矮的順序,沒有規定方向,所以有2種;
綜上,總的站法數有A(9,4)×2=6048種。三個相同的紅球和兩個不同的白球排成一行,共有多少種不同的方法?
分析:先認為三個紅球互不相同,共A(5,5)=120種方法。
而由于三個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個元素取R個進行排列(即排序)。(P是舊用法,教材上多用A,Arrangement)
公式C是指組合,從N個元素取R個,不進行排列(即不排序)。10個名額分配到八個班,每班至少一個名額,問有多少種不同的分配方法?
分析:把10個名額看成十個元素,在這十個元素之間形成的九個空中,選出七個位置放置檔板,則每一種放置方式就相當于一種分配方式。因而共36種。用數字0,1,2,3,4,5組成沒有重復數字的四位數,
⑴可組成多少個不同的四位數?
⑵可組成多少個不同的四位偶數
⑶可組成多少個能被3整除的四位數?
分析:⑴有A(6,4)-A(5,3)=300個。
⑵分為兩類: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先把四個相加能被3整除的四個數從小到大列舉出來,即先選
0,1,2,3
0,1,3,5
0,2,3,4
0,3,4,5
1,2,4,5
它們排列出來的數一定可以被3整除,再排列,有:4×[A(4,4)-A(3,3)]+A(4,4)=96種。5名學生分配到4個不同的科技小組參加活動,每個科技小組至少有一名學生參加,則分配方法共有多少種?
分析:(一)先把5個學生分成二人,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個板三個板不空的隔板法。(二)再考慮分配到四個不同的科技小組,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圖中共有多少個矩形?
⑵從A點到B點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個矩形,故可組成矩形C(7,2)·C(5,2)=210個
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。將數字1,2,3,4填入標號為1,2,3,4的方格中,每方格填1個,方格標號與所填數字均不相同,有多少種填法?
解:第一方格內可填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0,2,3,4,5,五個數字,組成沒有重復數字的三位數,其中偶數共有多少種
由于該三位數為偶數,故末尾數字必為偶數,又因為0不能排首位,故0就是其中的“特殊”元素,應該優先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分兩類:1)0排末尾時,有A42個,2)0不排在末尾時,則有C21 A31A31個,由分數計數原理,共有偶數A42 + C21 A31A31=30個從4臺甲型和5臺乙型電視機中任意取出3臺,其中至少要甲型與乙型電視機各一臺,則不同的取法共有( )種.
解:在被取出的3臺中,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;其中數學書3本,外語書2本,其它學科書3本.若將這些書排成一列放在書架上,讓數學書排在一起,外語書也恰好排在一起的排法共有( )種.(結果用數值表示)
解:把3本數學書“捆綁”在一起看成一本大書,2本外語書也“捆綁”在一起看成一本大書,與其它3本書一起看作5個元素,共有A55種排法;又3本數學書有A33種排法,2本外語書有A22種排法;根據分步計數原理共有排法A55 A33 A22=1440(種)用1、2、3、4、5、6、7、8組成沒有重復數字的八位數,要求1與2相鄰,2與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相鄰。這樣的八位數共有( )個
解:由于要求1與2相鄰,2與4相鄰,可將1、2、4這三個數字捆綁在一起形成一個大元素,這個大元素的內部中間只能排2,兩邊排1和4,因此大元素內部共有A22種排法,再把5與6也捆綁成一個大元素,其內部也有A22種排法,與數字3共計三個元素,先將這三個元素排好,共有A33種排法,再從前面排好的三個元素形成的間隙及兩端共四個位置中任選兩個,把要求不相鄰的數字7和8插入即可,共有A42種插法,所以符合條件的八位數共有A22 A22 A33 A42=288(種).方程a+b+c+d=12有多少組正整數解?
分析:建立隔板模型:將12個完全相同的球排成一列,在它們之間形成的11個間隙中任意插入3塊隔板,把球分成4堆,每一種分法所得4堆球的各堆球的數目,對應為a、b、c、d的一組正整解,故原方程的正整數解的組數共有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.實際上,甲在乙的前面和甲在乙的后面兩種情況對稱,具有相同的排法數.因而有P(6.6)/2=360種.
2.先考慮六人全排列;其次甲乙丙三人實際上只能按照一種順序站位,因而前面的排法數重復了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,動了5次,進了3米。不同的跳法?
C(5,1)*C(4,4)學校12名女生,4人一組有C(12,4)
將20個大小形狀完全相同的小球放入3個不同的盒子,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,故這些小球沒有區別,問題等價于將小球分成三組,允許有若干組無元素,用隔板法.
解析:將20個小球分成三組需要兩塊隔板,因為允許有盒子為空,不符合隔板法的原理,那就人為的再加上3個小球,保證每個盒子都至少分到一個小球,那就符合隔板法的要求了(分完后,再在每組中各去掉一個小球,即滿足了題設的要求)。然后就變成待分小球總數為23個,球中間有22個空檔,需要在這22個空檔里加入2個隔板來分隔為3份,共有C(22,2)=231種不同的方法.
點評:對n件相同物品(或名額)分給m個人(或位置),允許若干個人(或位置)為空的問題,可以看成將這n件物品分成m組,允許若干組為空的問題.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個位置中選m-1個位置放隔板,因隔板無差別,故隔板之間無序,是組合問題,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,因物品相同無差別,故物品之間無順序,是組合問題,只有1種放法,根據分步計數原理,共有Cn+m-1 m-1×1=Cn+m-1 m-1種排法
水果分籃問題編輯有廣西橘子,煙臺蘋果,萊陽梨若干,從中隨意取出四個,問共有多少種不同取法?
問題等價于有四個水果籃,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個隔板,將水果籃與隔板并排 ,隔板共有4+2個放置位置,故有C(4+2),2個選擇,
即15種。[1]
每人(或位置)必須有物品問題編輯將20個優秀學生名額分給18個班,每班至少1個名額,有多少種不同的分配方法?
分析:本題是名額分配問題,用隔板法.
解析:將20個名額分配給18個班,每班至少1個名額,相當于將20個相同的小球分成18組,每組至少1個,將20個相同的小球分成18組,需要17塊隔板,先將20個小球排成一排,因小球相同,故小球之間無順序,是組合,只有1種排法,再在20個小球之間的19個空檔中,選取17個位置放隔板,因隔板無差別,故隔板之間無序,是組合問題,故隔板有C19 17種不同的放法,根據分步計數原理,共有C19 17種不同的方法,因17塊隔板將20個小球分成18組,從左到右可以看成每班所得的名額數,每一種隔板與小球的排法對應于一種分法,故有Cm-1 n-1種分法.
對相同物品分配問題,注意某若干組能否為空,能為空和不能為不空,方法不同,要體會和掌握.