《精编》解排列组合应用题的十三种策略及常现背景

解排列组合应用题的十二种策略导与练 排列组合应用题的解题方法既有一般的规律,又有很多特别的技巧,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、运用两个基本原理 加法原理和乘法原理是解排列组合应用题的最基本的出发点,可以说对每道应用题我们 都要考虑在计数的时候进行分类或分步处理。

例1 (2003年全国高考题)如右图,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有4种颜色可供选择,则不同着色方法共有 种。(以数字作答)。

分析本题只要用两个基本原理即可解决。

解根据题意,可分类求解第一类,用三种颜色着色,由乘法原理C14C41 C1224种方法;
第二类,用四种颜色着色,由乘法原理有2C14C41 C12 C1148种方法。

从而再由加法原理,得244872种方法。故应填72。

二、特殊元素(位置)优先 例2 从a,b,c,d,e这5个元素中,取出4个放在四个不同的格子中,且元素b不能放在第二个格子中,问共有多少种不同的放法 解法一(元素分析法,b为特殊元素)先排b,但考虑到取出的4个元素可以有b,也可以没b,所以分两类第一类,取出的4个元素中有b,则排b有A种方法;
再从a,c,d,e中取出3个排另外三个格子有A种所以此类共有A种。第二类,取出的4个元素中没有b,则有A种方法,所以共有A A96种放法. 解法二(位置分析法,第二格为特殊位置)先排第二格,有A种(从a,c,d,e中取一个)再排另三格有A种,所以共有A.A种放法。

解法三(间接法) 三、捆绑法 例3.计划在一画廊展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画,排成一行陈列,要求同一品种的画必须排一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有( ) A B C D 解油画整体、国画整体、水彩画个“元素” 先排,考虑到水彩画不能排两端,所以有种方法,又幅油画的不同陈列方式有种,幅国画陈列方式 有种,因而,画展的不同陈列方式 有种,故选D. 四、插空法 例4、道路边上有编号为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10的10盏路灯,现要关掉其中的3盏,但不能关掉相邻的2盏或3盏,也不能关两端的路灯,则满足要求的关灯方法有几种 解由于问题中有7盏亮3盏暗,又两端不能暗,问题等价于在7盏开着的路灯的6个间隔中,选出3个间隔各插入3只关掉的路灯,所以关灯的方法共有种。

练 (1)三个学校分别有1名,2名,3名学生获奖,这6人排成一排合影,同校任两名学生不能相邻,那么不同的排法有多少种。(120种) 五、排除法 例5、从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( ) A.8种 B.12种 C.16种 D.20种 解由六个面任取三个共有C3620种,排除掉3个面都相邻的种数,即8个角上3个平面相邻的特殊情形共8种,故符合条件的共有C36-812种。故选B。

六、对称比例法 有些排列组合应用题,可以根据每个元素出现的机会占整个问题的比例,直接求得问题的解。

例6 由数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中小于 5000的偶数共有( ) A.60个 B.48个 C.36个 D.24个 解全排列为A55,由题意知满足条件的五位数的个位上出现2,或4的可能性为 ,在余下的四个数中,万位上出现满足条件的数字的可能性为,故满足条件的五位数 共有 A5536。故选C。

例7 用1,2,3,4,5五个数字组成无重复数字的三位数,其中偶数共有( ) A.24个 B.30个 C.40个 D.60个 解五个数字选三个组成的三位数共有A35个,其中2,4为个位数的占,所以满足条件的偶数共有A3524。故选A。

七、多元分类法 对于元素多、选取情况多的可按要求进行分类讨论,最后总计。

例8 有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法共有( ) A. 1260种 B.2025种 C.2520种 D.5040种 解先从10人中选出2人承担甲项任务,有C210种选法,再从余下的8人中选1人承 担乙项任务,有8种,最后从7人中选1人承担丙项任务,有7种,所以根据乘法原理知共有C210872520种。故选C。

例9一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A、B两种作物,每种作物种植 一垄,为了有利于作物生长,要求A、B两种作物的间隔不小于6垄,则不同的选垄方法共有 种。

解先考虑作物A种植在第一垄时,作物B有3种种植方法;
再考虑作物A种植在第二垄时,作物B有2种种植方法;
又当作物A种植在第三垄时,作物B有1种种植方法。而作物B种植的情况与作物A相同,所以满足条件的不同选垄方法共有(321)212种。

练习 ① 2010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有B A.36种 B.12种 C.18种 D.48种 ② 用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为B A.324 B.328 C.360 D.648 ③ 从10名大学生毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数 C A 85 B 56 C. 49 D. 28 ④ 某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案种数为 A.14B.24C.28D.48 A ⑤ 某地政府召集5家企业的负责人开会,已知甲企业有2人开会,其余4家企业各有1人到会,会上有3人发言,则这3人来自不同企业的可能情况的种数为( )B A、14 B、16 C、20 D、48 ⑥从6名志愿者中选出4人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同工作.若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则选派方案共有( B ) A.280种 B.240种 C.180种 D.96种 ⑦有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选派4人承担 这三项任务,不同的选法共有( C ) A. 1260种 B.2025种 C.2520种 D.5040种 ⑧一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A、B两种作物,每种作物种植 一垄,为了有利于作物生长,要求A、B两种作物的间隔不小于6垄,则不同的选垄方法共有 12 种。

八、先取后排法 例10.有5个男生和3个女生,从中选5 个担任5门学科代表,求符合下列条件的选法数。⑴有女生但人数少于男生⑵某女生一定要担任语文科代表。⑶某男生必须在内,但不担任数学科代表。⑷某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不是数学科代表。

分析比较复杂的排列组合混合问题,一般要遵循先取后排的原则。

解⑴可分为1女4男和2女3男,共计不同的选法种数为,任科代表种数为,即(5400 ⑵某女生一定要担任语文科代表,余4门科代表从余下的7人中任选有 种。

⑶某男生从除数学外四科中任选一科代表有,余4科从余下的7人中任选共有不同种数为 ⑷某女生任语文科代表,某男生从余下3种(数学除外)中任一科有种,余3科代表由余下6人中选项任,共计不同安排总数为种。

九、转化法 例11.将组成篮球队的12个名额分给7所学校,每校至少1个保额,问名额分配的方法共有多少种 解问题等价于将排成一行的12个相同元素分成7份的方法数,相当于用6 块隔板插在11个间隔中,共有种不同的方法。

例12.10级楼梯,要求7步跨完,且每步最多跨2级,问有几种不同跨法 解由题意知要有4步单级、3步双级,因此,这是两类不同元素的排列,问题等价于只要在7步中任意选3步双级即可。故种。

十、隔板法 例13 20个相同的球分放在三个盒中,不允许有盒不放球,有多少种分法 解将20个球排成一排,一共有21个空隙,将两个隔板插入这些空隙中,规定由隔板分成的左、中、右三部分球分别放在三个盒中,则每一种隔法对应了一种分法,每一种分法对应了一种隔法,于是分法的总数为C219种方法。

练一练 (1)7个相同的小球, 任意放入四个不同的盒子里, 则问每个盒子都不空的放法共有( )种 (2)15个相同的小球,放入编号为1,2,3的三个盒中,要求盒中的球数不少于编号数,问有多少种不同的放法。

(3)要从7所学校选出10人参加素质教育研讨会,每所学校至少参加1人,则这10个名额共有多少种不同的分配方法 (4)将组成蓝球队的12个名额分配给7所学校,每校至少1人,问名额的分配方式共有多少种 种不同的方法。

(5)马路上有编号为1,2,3,4,5,。。。10盏路灯,现要关掉其中3盏,但不能同时关掉相邻的2盏或3盏,也不能关两端的路灯,则满足条件的关灯方法有( 20 )种。用 隔板法处理该题. 6 6个人带10汽水去春游, 每人至少带一瓶, 一共有多少种携带方法 27 十一、定序问题倍缩法 3 在100,101,102,,,,,999之中,由三个不同数码按递增或递减的次序排列成三位数的个数是 204个 4 某仪表显示屏上一排有7个小孔, 每个小孔可以显示出0或1, 若每次显示出其中的3个孔,但相邻的两个孔不能同时显示, 则这个显示屏可以显示的不同信号种数是 80 十二 均分与不均分的分组问题,定向与不定向的分配问题 1. 北京财富全球论坛期间,某高校有14名志愿者参加接待工作.若每天排早、中、晚三班,每班4人,每人每天最多值一班,则开幕式当天不同的排班种数为A (A) (B) (C) (D) 2. 从6人中选出4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有( B ) A.300种B.240种C.144种D.96种 3.将9个(含甲、乙)平均分成三组,甲、乙分在同一组,则不同分组方法的种数为( A ) A.70B.140C.280D.840 4.设袋中有80个红球,20个白球,若从袋中任取10个球,则其中恰有6个红球的概率为( D ) A.B.C.D. 5.某外商计划在四个候选城市投资3个不同的项目,且在同一个城市投资的项目不超过2个,则该外商不同的投资方案有 D A.16种 B.36种 C.42种 D.60种 6