【排列组合问题常用解法举例】排列组合的经典例子是100

[关键词]数学教学;排列组合;循序渐进;分类;枚举法;装订方式;插值方法;优先法【中国图书馆分类号】G633.62【文献识别号】A【文号】1004-0463(2011)09(A)-0082-02。

排列组合是历年高考的必考点,其理论基础是两个计数原理。高考针对这部分设置的题型大多属于中低档题,但学生在解排列组合题时,分不清题目是分类还是分步,属于哪种类型,导致错解、漏解或重复计算。因此,教师要引导学生认真审题。特别是有特殊要求的要素或条件,要认真分析,寻找解题的突破口。

第一,抓住问题的本质,对问题进行合理分类,循序渐进。

如果问题与元素的性质有关,则采用分类方法;如果问题是按照事情的发展进程,采取循序渐进的方法。

例1:(2008年理科一卷第12题)如左图所示,一个环形花坛被分成四块,有四种不同的花可供选择。要求每个区块种植1种花卉,相邻两个区块的花卉种类不同,则不同种植方式的总数为()。

公元96年至84年

解析:本题的特殊要求是每个地块种植1种花,相邻两个地块种植不同的花。所以对这个题目有两种理解:花卉可以按A-B-C-D4地块的顺序种植,用计步法分为同种或不同种的A、C花,同种或不同种的B、D花;也可以根据花的种类分为两种花、三种花或四种花。

方案一(循序渐进):第一步,A地有C法;第二步,B中有C种方法;第三步,种C和D,当C和A同色时,有C×C的各种方法,当C和A不同色时,有C×C的各种方法,因此,* *有C× C× (C× C+C× C) = 84的各种方法。所以选了B。

方案二(分类):第一步,有两种花* * *用一种方法;第二步,种三种花,当A和C是同一种花时,有一种方法,当B和D是同一种花时,有一种方法;第三步:四种花的种植方法多种多样。因此,* * *有A+2A+A = 84的多种方法。所以选了B。

二、可用少位数枚举法

枚举逐一列出这些方法。虽然没有其他方法简单,但是会让学生的思维更加严谨清晰,对于初学者学习这部分很有帮助。

例2:有A、B、C、d四种不同的种子,要选三种种子在三块不同的地块上试种。如果选择了A,则必须在第一个地块上进行尝试。有多少种不同的试种方法?

解析:本题的特殊要求是“若选A,必须栽在第一个地块上”,所以元素A可以选,也可以不选。这个问题需要分类解决。

解:如果选A,有A,B,C;甲、丙、乙;a、B、D;a、D、B;a、C、D;有A、D、C六种不同的种植方式,如果不选A,有B、C、D;b、D、C;c、B、D;c、D、B;d、B、C;d、C、B有六种不同的种植方式。所以* *有六种不同的方法:6+6=12。

三、相邻元素绑定方法

相邻元素的排列可以是“从整体到部分”,即相邻元素与其他普通元素一起排列成一个“大元素”,然后再考虑是否排列这个“大元素”的内部。

例3:八个人排成一排,A和B必须分别站在C的两边。排列方式有多少种?

解析:本题的特殊条件是“A、B必须分别站在C的两边”,所以我们要先把A、B、C看成一个“大元素”,然后把这个“大元素”和其他元素完全排列在一起,这也说明了本题要采取循序渐进的方法。

解:第一步,A、B、C内部排列有一种排列;第二步,A、B、C和其他五个元素的整体完全排列。* * *有一种排列,所以* *有AA = 1440种排列。

第四,非相邻元素的插值方法

在解决一些不相邻的问题时,我们可以先把那些没有特殊要求的元素排列起来,再把那些不相邻的元素插入来解决问题。

例4:(2006年湖南文科第6题)数字1,2,3与符号+和-的所有排列中,任意两个数字不相邻的排列个数是()。

A.6 B.12D

解析:本题的特殊要求是“任意两个数不相邻”,属于不相邻问题,用插值法解决。这就需要先排列符号,再插入数字,所以这个问题要逐步解决。

解决方法:第一步先排列符号* * *有排列方法;第二步,插入数字* * *,有多种插入方法。所以* * *,有AA=12种排列方式,所以选B。

五、定位问题优先法

对于有特殊元素或特殊位置的排列组合问题,可以先求解特殊元素或特殊位置,再求解其他元素或位置。这种方法称为特殊元素优先法。一般我们根据元素的特殊性划分类别,先找出每个类别的排列组合数,再根据加法原理找出总数。

例5:(2008年海南、宁夏理科第9题)安排A、B、C三名志愿者参加一项志愿者活动,为期五天,周一至周五。要求每个志愿者参加1天每天最多安排1人,要求A排在另外两个前面。不同的排列方式是* * *。

A.20种B. 30种C. 40种D. 60种

解析:此题的特殊要求是“每人1天参加,每天最多安排1人,要求A排在其他两人前面”,其中A比较特殊,所以要优先安排A哪天参加,并以此为标准分类解决此题。

解:第一类,周一安排A时,* * *有一种安排;在第二类中,当A被安排在星期二时,* * *有一个时间表;第三类,A定在周三的时候,* * *有安排。所以,* * *有a+a+a = 20的排列,所以选A。

六、最多,至少是间接法的问题。

最多或最少有问题的排列组合问题,既可以用分类的方法,也可以用间接的方法来解决,即排除法(全消法),适用于对立情况明确、易于计算的情况。

例6:(2009年全国卷二理科第10题)甲乙双方从四门课程中各选两门。那么甲乙双方选择的课程至少有1种不同的选择方式。

A.6种B.12种C.30种D.36种。

解析:本题的特殊要求是“A、B选择的不同课程至少有1门”,可以用间接法求解,也可以用几门不同的课程分类求解。

方案一:用间接法,* * *有C?C-C=30个选项。

解决方案二:第一类,刚好有一个区别,* * *有一个CA选择方法;第二类,两门课不同,* * *有C选法。所以,* * *有30种选择方法,所以选择C。

七、以几何为背景的问题要分类讨论。

解决以几何为背景的排列组合问题,关键是抓住点* * *线、点* * *面、线* * *面、线-线交点、面交点进行分类讨论,不要遗漏任何东西。

例7:(2008年重庆文科16题)如果某人有三种灯泡(每种颜色的灯泡都足够),需要在右图所示的A、B、C、A1、B1、C1六个点各安装一个灯泡,并且要求同一线段两端的灯泡颜色不同。

解析:此题的特殊情况是“同一线段两端的灯泡颜色不同”。我们可以先安装A、B、C三个点,然后是A1,最后考虑安装B1和C1两个点,所以要分类解决。

解决方案:第一步,A、B、C三种方式安装;第二,有一个安装A1的方法。第三步,最后考虑安装C1和B1,有1的方法。所以* * *有一个?A=12安装方法。

八、注意是否有重复堆码的问题。

元素叠放均匀时,往往会有重复,元素叠放不均匀时,一般不会有重复。

例8:(全国卷二理科2010第6题)将编号为1、2、3、4、5、6的六张卡片分别放入三个不同的信封中。如果每个信封里放两张卡片,把编号为1和2的卡片放在同一个信封里,不同的方法是* *。

A.12种B.18种C.36种D.54种。

解析:本题的特殊要求是“每个信封里放两张卡片,其中编号为1和2的卡片放在同一个信封里”。从要求可以发现,3、4、5、6这四张牌要平均分成两堆。假设有一个C×C的除法,给A和B两个信封,其实除法和这两个信封无关,所以会有重复。

解决方法:第一步,将堆平均分成3、4、5、6,有* * *方法;第二步是将三个组分配到三个信封。* * *有分工。那么,* * *已经?A=18分类,所以选b。

编辑:刘丽英

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