人教高二数学例谈排列组合中的分组问题

高二数学例谈排列组合中的分组问题分组问题，由于涉及的面比较广，所以是排列、组合中的难点。如果只是断章取义的去教学，不从根本上去加以理解、归纳，那么就很难正确的解答各类题型，下面通过例题予以浅谈。一、非均匀分组所谓“非均匀分组”是指将所有元素分成元素个数彼此不相等的组。例1. 七个人参加义务劳动，按下列方法分组有多少种不同的分法？（1）分成三组，分别为1人、2人、4人；（2）选出5个人再分成两组，一组2人，另一组3人。解：（1）选出1人的方法有种，再由剩下的6个人中选出2人的方法有种，剩下的4人为一组有种，依分步计数原理得分组的方法有（种）（2）可直接从7人中选出2人的方法有种，再由余下的5个人中选3人的方法有种，所以依分步计数原理，分组的方法有：（种）。也可先选取5人，再分为两组有（种）。二、均匀分组所谓“均匀分组”是指将所有元素分成所有组元素个数相等或部分组元素个数相等的组。1. 全部均匀分组例2. 从7个参加义务劳动的人中，选出6个人，分成两组，每组都是3人，有多少种不同的分法？分析：记7个人为a、b、c、d、e、f、g写出一些组来考察。表1选3人再选3人分组方法种数a b cd e fd e fa b c这两种只能算一种分法a b cd e gd e ga b c这两种只能算一种分法由表1可见，把abc，def看作2个元素顺序不同的排列有种，而这只能算一种分组方法。解：选3人为一组有种，再选3人为另一组有种，依分步计数原理，又每种分法只能算一种，所以不同的分法有（种）。也可以先选再分组为70（种）2. 部分均匀分组例3. 将十个不同的零件分成四堆，每堆分别有2个、2个、2个、4个，有多少种不同的分法？分析：记十个零件为a、b、c、d、e、f、g、h、i、j写出一些组来考察表2选2个再选2又选2个剩下四个分组方法数a ba bc dc de fe fc de fa be fa bc de fc de fa bc da bg h i jg h i jg h i jg h i jg h i jg h i j|由表可见，把ab、cd、ef看作三个元素顺序不同的排列时有种排法，而这种只能算一种分法。解：因为分成2个、2个、2个、4个元素的四个堆，分别为种，由分步计数原理及每中只能算一种不同的分组方法得（种）由此可见，不论全部均匀分组还是部分均匀分组，如果有m个组的元素是均匀的，都有种顺序不同的排法只能算一种分法。三、编号分组1. 非均匀编号分组例4. 从7个参加义务劳动的人中选出2人一组、3人一组，轮流挖土、运土，有多少种分组方法？解：分组的方法有（种）注：由于分组后各组要担任不同的工作，这就将不编号的组变为编号的组，只需乘以组数的全排列即可。2. 部分均匀编号分组例5. 有5本不同的书全部分给3人，每人至少一本，有多少种不同的分法？分析：5本不同的书全部分给3人有两类情况，一类是一人得3本；另外两人各得1本；另一类是一人得1本，另外两人各得2本。解：（1）将书分成3本、1本、1本三组，再分给三个人的方法有：（种）（2）将书分成2本、2本、1本三组，再分给三人共有：（种）所以，总的分组方法有6090150（种）注：此类题型只要先分组再排列即可。例6. 已知集合A含有4个元素，集合B含3个元素，现建立从A到B的映射f：AB，使B中的每个元素在A中都有原象的映射有多少个？解：先把A中的4个元素分成3组，即2个、1个、1