高中数学第一章计数原理.2.2利用排列数公式解应用题学案苏教版.docx

利用排列数公式解应用题1能用排列数公式解决一些简单的应用问题(重点)2掌握无限制条件的排列问题的解法(重点)3掌握几种有限制条件的排列问题的解法(难点、易错点)小组合作型无限制条件的排列问题(1)有5本不同的书，从中选3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法？(2)有5种不同的书，要买3本送给3名同学，每人各1本，共有多少种不同的送法？【精彩点拨】(1)从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学，各人得到的书不同，属于求排列数问题；(2)给每人的书均可以从5种不同的书中任选1本，各人得到哪本书相互之间没有联系，要用分步计数原理进行计算【自主解答】(1)从5本不同的书中选出3本分别送给3名同学，对应于从5个不同元素中任取3个元素的一个排列，因此不同送法的种数是A54360，所以共有60种不同的送法(2)由于有5种不同的书，送给每个同学的每本书都有5种不同的选购方法，因此送给3名同学，每人各1本书的不同方法种数是555125，所以共有125种不同的送法1没有限制的排列问题，即对所排列的元素或所排列的位置没有特别的限制，这一类问题相对简单，分清元素和位置即可2对于不属于排列的计数问题，注意利用计数原理求解再练一题1(1)将3张不同的购物券分给10人中的3人，每人1张，共有_种不同的分法(2)从班委会5名成员中选出3名，分别担任班级学习委员，文娱委员与体育委员，不同的选法共有_种【解析】(1)问题相当于从10人中选出3人排列起来，故不同分法的种数为A1098720.(2)从班委会5名成员中选出3名，分别担任班级学习委员，文娱委员与体育委员，应有A54360种【答案】(1)720(2)60有限制条件的排列问题7名师生站成一排照相留念，其中老师1人，男学生4人，女学生2人，在下列情况下，各有多少种不同站法？(1)老师甲必须站在中间或两端；(2)2名女生必须相邻而站；(3)4名男生互不相邻；(4)若4名男生身高都不等，按从高到低的顺序站【精彩点拨】解决此类问题的方法主要按“优先”原则，即优先排特殊元素或优先考虑特殊位子，若一个位子安排的元素影响另一个位子的元素个数时，应分类讨论【自主解答】(1)先考虑甲有A种站法，再考虑其余6人全排，故不同站法总数为：AA2 160(种)(2)2名女生站在一起有站法A种，视为一种元素与其余5人全排，有A种排法，所以有不同站法AA1 440(种)(3)先站老师和女生，有站法A种，再在老师和女生站位的间隔(含两端)处插入男生，每空一人，则插入方法A种，所以共有不同站法AA144(种)(4)7人全排列中，4名男生不考虑身高顺序的站法有A种，而由高到低有从左到右和从右到左的不同，所以共有不同站法2420(种)解决排队问题时应注意的问题1对于相邻问题可以采用捆绑的方法，将相邻的元素作为一个整体进行排列，但是要注意这个整体内部也要进行排列2对于不相邻问题可以采用插空的方法，先排没有限制条件的元素，再将不相邻的元素以插空的方式排入3对于顺序给定的元素的排列问题只需考虑其余元素的排列即可4“在”与“不在”的有限制条件的排列问题，既可以从元素入手，也可以从位置入手，原则是谁“特殊”谁优先再练一题23名男生，4名女生，按照不同的要求站成一排，求不同的排队方案有多少种(1)甲不站中间，也不站两端；(2)甲、乙两人必须站两端【解】(1)分两步，首先考虑两端及中间位置，从除甲外的6人中选3人排列，有A种站法，然后再排其他位置，有A种站法，所以共有AA2 880种不同站法(2)甲、乙为特殊元素，先将他们排在两头位置，有A种站法，其余5人全排列，有A种站法故共有AA240种不同站法探究共研型数字排列问题探究1偶数的个位数字有何特征？从1,2,3,4,5中任取两个不同数字能组成多少个不同的偶数？【提示】偶数的个位数字一定能被2整除先从2,4中任取一个数字排在个位，共2种不同的排列，再从剩余数字中任取一个数字排在十位，共4种排法，故从1,2,3,4,5中任取两个数字，能组成248(个)不同的偶数探究2在一个三位数中，身居百位的数字x能是0吗？如果在09这十个数字中任取不同的三个数字组成一个三位数，如何排才能使百位数字不为0?【提示】在一个三位数中，百位数字不能为0，在具体排数时，从元素0的角度出发，可先将0排在十位或个位的一个位置，其余数字可排百位、个位(或十位)位置；从“位置”角度出发可先从19这9个数字中任取一个数字排百位，然后再从剩余9个数字中任取两个数字排十位与个位位置探究3如何从26,17,31,48,19中找出大于25的数？【提示】先找出十位数字比2大的数，再找出十位数字是2，个位数字比5大的数即可用0,1,2,3,4,5这六个数字可以组成多少个无重复数字的(1)六位奇数？(2)个位数字不是5的六位数？【精彩点拨】这是一道有限制条件的排列问题，每一问均应优先考虑限制条件，遵循特殊元素或特殊位置优先安排的原则另外，还可以用间接法求解【自主解答】(1)法一：从特殊位置入手(直接法)分三步完成，第一步先填个位，有A种填法，第二步再填十万位，有A种填法，第三步填其他位，有A种填法，故共有AAA288(个)六位奇数法二：从特殊元素入手(直接法)0不在两端有A种排法，从1,3,5中任选一个排在个位有A种排法，其他各位上用剩下的元素做全排列有A种排法，故共有AAA288(个)六位奇数法三：排除法6个数字的全排列有A个，0,2,4在个位上的六位数为3A个，1,3,5在个位上，0在十万位上的六位数有3A个，故满足条件的六位奇数共有A3A3A288(个)(2)法一：排除法0在十万位的六位数或5在个位的六位数都有A个，0在十万位且5在个位的六位数有A个故符合题意的六位数共有A2AA504(个)法二：直接法十万位数字的排法因个位上排0与不排0而有所不同因此需分两类：第一类：当个位排0时，符合条件的六位数有A个第二类：当个位不排0时，符合条件的六位数有AAA个故共有符合题意的六位数AAAA504(个)解排数字问题常见的解题方法1“两优先排法”：特殊元素优先排列，特殊位置优先填充如“0”不排“首位”2“分类讨论法”：按照某一标准将排列分成几类，然后按照分类计数原理进行，要注意以下两点：一是分类标准必须恰当；二是分类过程要做到不重不漏3“排除法”：全排列数减去不符合条件的排列数4“位置分析法”：按位置逐步讨论，把要求数字的每个数位排好再练一题3用0,1,2,3,4,5这六个数取不同的数字组数(1)能组成多少个无重复数字且为5的倍数的五位数？(2)能组成多少个无重复数字且比1 325大的四位数？(3)若所有的六位数按从小到大的顺序组成一个数列an，则240 135是第几项【解】(1)符合要求的五位数可分为两类：第一类，个位上的数字是0的五位数，有A个；第二类，个位上的数字是5的五位数，有AA个故满足条件的五位数的个数共有AAA216(个)(2)符合要求的比1 325大的四位数可分为三类：第一类，形如2，3，4，5，共AA个；第二类，形如14，15，共有AA个；第三类，形如134，135，共有AA个由分类计数原理知，无重复数字且比1 325大的四位数共有：AAAAAA270(个)(3)由于是六位数，首位数字不能为0，首位数字为1有A个数，首位数字为2，万位上为0,1,3中的一个有3A个数，240 135的项数是A3A1193，即240 135是数列的第193项构建体系16名学生排成两排，每排3人，则不同的排法种数为_种【解析】由于6人排两排，没有什么特殊要求的元素，故排法种数为A720(种)【答案】7202要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照，要求排成一排，2位老人相邻但不排在两端，不同的排法共有_种. 【导学号：29440007】【解析】从5名志愿者中选2人排在两端有A种排法，2位老人的排法有A种，其余3人和老人排有A种排法，共有AAA960种不同的排法【答案】9603用1,2,3,4,5,6,7这7个数字排列组成一个七位数，要求在其偶数位上必须是偶数，奇数位上必须是奇数，则这样的七位数有_个【解析】先排奇数位有A种，再排偶数位有A种，故共有AA144个【答案】1444(2016连云港高二检测)两家夫妇各带一个小孩一起去公园游玩，购票后排队依次入园为安全起见，首尾一定要排两位爸爸，另外，两个小孩一定要排在一起，则这6人的入园顺序排法种数为_种【解析】分3步进行分析，先安排两位爸爸，必须一首一尾，有A2种排法，两个小孩一定要排在一起，将其看成一个元素，考虑其顺序有A2种排法，将两个小孩看作一个元素与两位妈妈进行全排列，有A6种排法则共有22624种排法【答案】245从6名短跑运动员中选出4人参加4100 m接力赛，甲不能跑第一棒和第四棒，问共有多少种参赛方案？【解】法一：从运动员(元素)的角度考虑，优先考虑甲，分以下两类：第1类，甲不参赛，有A种参赛方案；第2类，甲参赛，可优先将甲安排在第二棒或第三棒，有2种方法，然后安排其他3棒，有A种方法，此时有2A种参赛方案由分类计数原理可知，甲不能跑第一棒和第四棒的参赛方案共有A2A240种法二：从位置(元素)的角度考虑，优先考虑第一棒和第四棒，则这两棒可以从除甲之外的5人中选2人，有A种方法；其余两棒从剩余4人中选，有A种方法由分步计数原理可知，甲不能跑第一棒和第四棒的参赛方案共有AA240种我还有这些不足：(1)(2)我的课下提升方案：(1)(2)学业分层测评(建议用时：45分钟)学业达标一、填空题1有4种不同的蔬菜，从中选出3种，分别种植在不同土质的3块土地上进行实验，则不同的种植方法有_种【解析】A43224(种)【答案】242用1,2,3,4,5这5个数字，组成无重复数字的三位数，其中奇数共有_个【解析】分2步完成：个位必为奇数，有A种选法；从余下的4个数中任选2个排在三位数的百位、十位上，有A种选法由分步计数原理，得共有AA36(个)无重复数字的三位奇数【答案】3636人站成一排，甲、乙、丙3个人不能都站在一起的排法种数为_种【解析】(间接法)甲、乙、丙三人在一起的排法种数为AA；不考虑任何限制，6人的全排列有A，所以符合题意的排法种数为：AAA576.【答案】5764从0,1,2,3这四个数中选三个不同的数作为函数f(x)ax2bxc中的参数a，b，c，可组成不同的二次函数共有_个【解析】若得到二次函数，则a0，a有A种选择，故二次函数有AA33218(个)【答案】185从4名男生和3名女生中选出3人，分别从事三项不同的工作，若这3人中至少有1名女生，则选派方案共有_种. 【导学号：29440008】【解析】没有女生的选法有A种，一共有A种选法，则至少有1名女生的选派方案共有AA186(种)【答案】1866某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单，开演前又增加了两个新节目，如果将这两个新节目插入原节目单中，那么不同插法共有_种【解析】分两种情况：第一种，增加的两个新节目相连；第二种，增加的两个新节目不相连，不同插法的种数为AAA42(种)【答案】427若把英语单词“good”的字母顺序写错了，则可能出现的错误共有_种【解析】“o，o”为重复元素，故共有12(种)排列顺序，所以出现错误的共有12111(种)【答案】118用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字)，要求任何相邻两个数字的奇偶性不同，且1,2相邻，这样的六位数的个数是_【解析】可分为三步来完成这件事：第一步：先将3,5进行排列，共有A种排法；第二步：再将4,6插空排列，共有2A种排法；第三步：将1,2放入3,5,4,6形成的空中，共有A种排法由分步计数原理得，共有A2AA40种不同的排法【答案】40二、解答题9喜羊羊家族的四位成员与灰太狼、红太狼进行谈判，通过谈判他们握手言和，准备一起照合影像(排成一排)(1)要求喜羊羊家族的四位成员必须相邻，有多少种排法？(2)要求灰太狼、红太狼不相邻，有多少种排法？【解】(1)把喜羊羊家族的四位成员看成一个元素，排法为A.又因为四位成员交换顺序产生不同排列，所以共有AA144种排法(2)第一步，将喜羊羊家族的四位成员排好，有A种排法；第二步，让灰太狼、红太狼插入四人形成的空(包括两端)，有A种排法，共有AA480种排法10(2016上饶二模)有红、蓝、黄、绿四种颜色的球各6个，每种颜色的6个球分别标有数字1,2,3,4,5,6，从中任取3个标号不同的球，颜色互不相同且所标数字互不相邻的取法种数【解】所标数字互不相邻的方法有135,136,146,246，共4种方法.3个颜色互不相同有4A432124种，所以这3个颜色互不相同且所标数字互不相邻的取法种数有42496种能力提升1把5件不同产品摆成一排，若产品A与产品B相邻，且产品A与产品C不相邻，则不同的摆法有_种【解析】设其他不同的产品分别为D，E，先把产品A与产品B捆绑有A种，再与产品D，E全排有A种，最后把产品C插空有A种，所以共有AAA36种不同摆法【答案】362六个人从左至右排成一行，最左端只能排甲或乙，最右端不能排甲，则不同的排法共有_种【解析】当甲在最左端时，有A120(种)排法；当甲不在最左端时，乙必须在最左端，且甲也不在最右端，有AAA42496(种)排法，共计12096