排列组合经典例题总结ppt课件

解排列组合问题的常用策略 基本原理 组合 排列 排列数公式 组合数公式 组合数性质 应用问题 知识结构网络图 两个原理的区别与联系 做一件事或完成一项工作的方法数 直接 分类 完成 间接 分步骤 完成 做一件事 完成它可以有n类办法 第i类办法中有mi种不同的方法 那么完成这件事共有N m1 m2 m3 mn种不同的方法 做一件事 完成它可以有n个步骤 做第i步中有mi种不同的方法 那么完成这件事共有N m1 m2 m3 mn种不同的方法 排列和组合的区别和联系 从n个不同元素中取出m个元素 按一定的顺序排成一列 从n个不同元素中取出m个元素 把它并成一组 所有排列的的个数 所有组合的个数 一 特殊元素和特殊位置优先策略 例1 由0 1 2 3 4 5可以组成多少个没有重复数字五位奇数 解 由于末位和首位有特殊要求 应该优先安排这两个位置 先排末位共有 然后排首位共有 最后排其它位置共有 位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法 若以元素分析为主 需先安排特殊元素 再处理其它元素 若以位置分析为主 需先满足特殊位置的要求 再处理其它位置 7种不同的花种在排成一列的花盆里 若两种葵花不种在中间 也不种在两端的花盆里 问有多少不同的种法 练习1 解一 分两步完成 第一步选两葵花之外的花占据两端和中间的位置 第二步排其余的位置 二 相邻元素捆绑策略 例2 7人站成一排 其中甲乙相邻且丙丁相邻 共有多少种不同的排法 解 可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素 同时丙丁也看成一个复合元素 再与其它元素进行排列 同时对相邻元素内部进行自排 要求某几个元素必须排在一起的问题 可以用捆绑法来解决问题 即将需要相邻的元素合并为一个元素 再与其它元素一起作排列 同时要注意合并元素内部也必须排列 七个家庭一起外出旅游 若其中四家是男孩 三家是女孩 现将这七个小孩站成一排照相留念 若三个女孩要站在一起 四个男孩也要站在一起 共有多少种不同的排法 练习2 三 不相邻问题插空策略 例3 一个晚会的节目有4个舞蹈 2个相声 3个独唱 舞蹈节目不能连续出场 则节目的出场顺序有多少种 解 分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有种 元素相离问题 可先把没有位置要求的元素进行排队 再把不相邻元素插入中间和两端 马路上有编号为1 2 3 9的九盏路灯 为节约用电 现要求把其中3盏灯关掉 但不能关掉相邻的2盏或3盏 也不能关掉两端的路灯 则满足条件的关灯方法有多少种 练习3 四 定序问题缩倍 空位 插入 策略 例4 7人排队 其中甲乙丙3人顺序一定共有多多少种不同的排法 解 缩倍法 对于某几个元素顺序一定的排列问题 可先把这几个元素与其他元素一起进行排列 然后用总排列数除以这几个元素之间的全排列数 则共有不同排法种数是 空位法 设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有种方法 其余的三个位置甲乙丙共有种坐法 则共有种方法 1 思考 能否让甲乙丙先坐 插入法 先排甲乙丙三个人 共有1种排法 再把其余4四人依次插入共有方法 4 5 6 7 定序问题可以用缩倍法 还可转化为插空模型处理 练习题4 10人身高各不相等 排成前后排 每排5人 要求从左至右身高逐渐增加 共有多少种排法 五 多排问题直排策略 例5 8人排成前后两排 每排4人 其中甲乙在前排 丁在后排 共有多少排法 解 8人排前后两排 相当于8人坐8把椅子 可以把椅子排成一排 一般地 元素分成多排的排列问题 可归结为一排考虑 再分段研究 10名学生分坐两行 要求面对面坐下 但其中甲乙两位同学不可相邻也不可面对面 有多少种坐法 练习题5 共有 1 甲在两端 2 甲不在两端 六 排列组合混合问题先选后排策略 例6 有5个不同的小球 装入4个不同的盒内 每盒至少装一个球 共有多少不同的装法 解 第一步从5个球中选出2个组成复合元共有 种方法 再把5个元素 包含一个复合元素 装入4个不同的盒内有 种方法 根据分步计数原理装球的方法共有 解决排列组合混合问题 先选后排是最基本的指导思想 练习题6 某种产品有4只次品和6只正品 每只均不同且可区分 今每次取出一只测试 直到4只次品全部测出为止 则最后一只次品恰好在第五次测试中被发现的不同情况有多少种 七 相同元素分配问题隔板策略 例7 有10个三好学生名额 分给7个班 每班至少一个 有多少种分配方案 解 因为10个名额没有差别 把它们排成一排 相邻名额之间形成 个空隙 在 个空档中选 个位置插个隔板 可把名额分成 份 对应地分给 个班级 每一种插板方法对应一种分法共有 种分法 将n个相同的元素分成m份 n m为正整数 每份至少一个元素 可以用m 1块隔板 插入n个元素排成一排的n 1个空隙中 所有分法数为 练习题7 有编号为1 2 3的3个盒子和10个相同的小球 现把这10个小球全部装入3个盒子中 使得每个盒子所装球数不小于盒子的编号数 这种装法共有多少种 八 正难则反间接法 例8 四面体的顶点和各棱中点共10个点 从中取4个不共面的点 不同的取法有多少种 取出的4点不共面情形复杂 故采用间接法 取出的4点共面有三类 1 过四面体的一个面有种 2 过四面体的一条棱上的三个点和对棱的中点的平面有6种 3 过四面体的四条棱的中点且与另两条棱平行的平面有3种 故取4个不共面的点有 以一个正方体的顶点为顶点 能组成多少个不同的四面体 练习8 解排列组合题的常用方法 6 排列组合混合题先选后排法 1 特殊元素优先考虑 2 不相邻问题插空法 3 相邻问题捆绑法 4 定序问题缩倍法 5 多排问题直排法 7 相同元素分配问题隔板法 8 正难则反间接法 练习1 1 6本不同的书分给5名同学每人一本 有多少种不同分法 2 5本相同的书分给6名同学每人至多一本 有多少种不同的分法 3 6本不同的书全部分给5名同学每人至少一本 有多少种不同的分法 1 分配问题 捆绑法 第2课时排列组合综合应用 练习1 5 6本不同的书分给甲 乙 丙3名同学每人两本 有多少种不同分法 4 6本不同的书分给3名同学 甲1本 乙2本 丙3本 有多少种不同的分法 分配问题 捆绑法 练习1 6 8本不同的书分给3名同学 其中1名同学2本 另两人3本 有多少种不同分法 分配问题 练习1 7 7名志愿者中安排6人在周六 周日两天参加社会公益活动 若每天安排3人 者有多少种不同的安排方法 分配问题 练习1 8 将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习 每个班至少1名 最多2名 则不同的分配方案有多少 分配问题 练习2 1 7个相同的小球 任意放入4个不同的盒子中 共有多少种不同的方法 分配问题 解 相当于将7个小球用3块隔板分成4份 隔板法 练习2 2 7个相同的小球 任意放入4个不同的盒子中 每个盒子至少有1个小球的不同放法有多少种 分配问题 解 将7个小球用3块隔板分成4份但盒子又不能空 隔板法 练习3 四面体的一个顶点是A 从其它顶点和各棱中点中取3个点 使他们和点A在同一个平面上 则共有多少种不同的取法 2 组图形问题 练习4 用正方体的8个顶点共可以组成多少个不同的四面体 2 组图形问题 练习5 10双不相同的鞋子混装在一只口袋中 从中任取4只 试求符合下列各种情形的方法数 先成双后成单 1 4只鞋子恰成两双 2 4只鞋子没有成双 3 4只鞋子恰有2只成双 练习6 8名外交工作者 其中3人只会英语 2人只会日语 3人既会英语又会日语 现从则8人中选3个会英语 3个会日语的人去完成一项任务 有多少种不同的选法 3 选人问题 例10 给下面的5个行政区域涂色 要求相邻区域不同色 现有4种颜色可供选择 问共有多少种不同的涂色方案 4 涂色问题 练习7 用4种颜色给下面的5个行政区域涂色 要求相邻区域不同色 问共有多少种不同的涂色方案 练习8 6本不同的书分给甲