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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上计数原理(排列组合)插空法,挡板法,捆绑法,优选法,平均分配问题等例题精选+练习一、挡板法(插板法、隔板法、插刀法)将n个相同的元素排成一行,n个元素之间出现了(n-1)个空档,现在我们用(m-1)个“档板”插入(n-1)个空档中,就把n个元素隔成有序的m份,每个组依次按组序号分到对应位置的几个元素(可能是1个、2个、3个、4个、.),这样不同的插入办法就对应着n个相同的元素分到m组的一种分法,这种借助于这样的虚拟“档板”分配元素的方法称之为挡板法。(1)例题解读【例1】 共有10完全相同的球分到5个盒里,每个盒至少要分到一个球,问有几种不同分法?解析:我们可以将10

2、个相同的球排成一行,10个球之间出现了9个空隙,现在我们用4个档板”插入这9个空隙中,就“把10个球隔成有序的5份,每个盒子依次按盒子序号分到对应位置的几个球(可能是1个、2个、3个、4个、5个),这样,借助于虚拟“档板”就可以把10个球分到了5个班中。 【基本题型的变形(一)】题型:有n个相同的元素,要求分到m组中,问有多少种不同的分法?解题思路:这种问题是允许有些组中分到的元素为“0”,也就是组中可以为空的。对于这样的题,我们就首先将每组都填上1个,这样所要元素总数就m个,问题也就是转变成将(n+m)个元素分到m组,并且每组至少分到一个的问题,也就可以用插板法来解决。 【例2】有8个相同的

3、球放到三个不同的盒子里,共有( )种不同方法. A35 B28 C21 D45解答:题目允许盒子有空,则需要每个组添加1个,则球的总数为8+3×1=11,此题就有C(10,2)=45(种)分法了,选项D为正确答案。【基本题型的变形(二)】题型:有n个相同的元素,要求分到m组,要求各组中分到的元素至少某个确定值S(s1,且每组的s值可以不同),问有多少种不同的分法? 解题思路:这种问题是要求组中分到的元素不能少某个确定值s,各组分到的不是至少为一个了。对于这样的题,我们就首先将各组都填满,即各组就填上对应的确定值s那么多个,这样就满足了题目中要求的最起码的条件,之后我们再分剩下的球。这

4、样这个问题就转变为上面我们提到的变形(一)的问题了,我们也就可以用插板法来解决。【例3】15个相同的球放入编号为1、2、3的盒子内,盒内球数不少于编号数,有几种不同的放法?解析:编号1:至少1个,符合要求。编号2:至少2个:需预先添加1个球,则总数-1编号3:至少3个,需预先添加2个,才能满足条件,后面添加一个,则总数-2则球总数15-1-2=12个放进3个盒子里所以C(11,2)=55(种)(2)练习强化1.现有10个相同的篮球全部分给7个班级,每班至少一个,问共有多少种不同的分发?842. 某单位订阅了30份学习材料发放给3个部门,每个部门至少发放9份材料。问一共有多少种不同的发放方法?(

5、 C ) A.7 B.9 C.10 D.12 3.有9颗相同的糖,4天吃完,每天至少吃一颗,有多少种吃法?564.有9颗相同的糖,4天内吃完,共有多少种吃法?2865.方程x+y+z=10的正整数解有 36 组.6.方程x+y+z=10的自然数解有 55 组.二、插空法插空法就是对于解决某几个元素要求不相邻的问题时,先将其他元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入它们的间隙或两端位置。首要特点就是不相邻。(1)例题解读1. 数字问题【例】 把1,2,3,4,5组成没有重复数字且数字1,2不相邻的五位数,则所有不同排法有多少种?解析:本题直接解答较为麻烦,因为可先将3,4,5三个元素排定,共有种排

6、法,然后再将1,2插入四个空位共有种排法,故由乘法原理得,所有不同的五位数有2. 节目单问题【例】在一张节目单中原有六个节目,若保持这些节目的相对顺序不变,再添加进去三个节目,则所有不同的添加方法共有多少种?解析:-o - o - o - o - o - o - 六个节目算上前后共有七个空位,那么加上的第一个节目则有种方法;此时有七个节目,再用第二个节目去插八个空位有种方法;此时有八个节目,用最后一个节目去插九个空位有种方法。由乘法原理得,所有不同的添加方法为:。 3. 关灯问题【例】一条马路上有编号1,2,3,4,5,6,7,8,9的九盏路灯,为了节约用电,可以把其中的三盏灯关掉,但不能同时

7、关掉相邻两盏或三盏,则所有不同的关灯方法有多少种?解析:如果直接解答须分类讨论,故可把六盏亮着的灯看作六个元素,然后用不亮的三盏灯去插七个空位(用不亮的3盏灯去插剩下亮的6盏灯空位,就有7个空位)共有种方法,因此所有不同的关灯方法为种。4. 停车问题【例】停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放,要求空位置连在一起,不同的停车方法有多少种?解析:先排好8辆车有种方法,要求空位置连在一起(剩下4个空位在一起,来插入8辆车,有9个空位可以插),将空位置插入其中有种方法。所以共有种方法。5. 座位问题【例】 3个人坐在一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种类有多少种?解法:先拿

8、出5个椅子排成一排,在5个椅子中间出现4个空,再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有种。(2)练习强化1.有7个学生排成一排照相,其中甲和乙不相邻的排法有多少? 36002.有4个男生,3个女生排成一排,女生不相邻的排法? 14403.高三(1)班学生要安排毕业晚会的4个音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不联排,则不同的排法种数是 3600 4一张节目表上原有3个节目,如果保持这三个节目的相对顺序不变,再添加2个新节目,有多少种安排方法? 205.从1-100当中选出3个数互不相邻,请问一共有多少种选法?三、捆绑法所谓捆绑法是指在做排列的题目时,解决某些元素相邻(

9、要求在一起)问题常用捆绑法:把相邻元素看作一个整体,再与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列。(1)例题讲解例题1、A、B、C、D、E五人排成一排,其中A、B两人必须站一起,共有()种排法。解析:先将A、B捆绑在一起,共有A22=2种,再用他们的整体和C、D、E在一起排,共有A44=24,共有2*24=48例题2、现有6个不同的球全部放入5个不同的盒子,每个盒子里至少一个球,一共有多少种方法?解答:根据题目要求,则其中一个盒子必须得放2个,其他每个盒子放1个球,所以从6个球中挑出2个球看成一个整体,则有,这个整体和剩下4个球放入5个盒子里,则有。方法是(2)练习强化1.有7名学生排成一

10、排照相,期中甲乙相邻,有多少种方法?14402.有4名老师被分配到3所学校,每个学校至少一名教师,共有多少种方法?36四、平均分配和部分平均分配问题(1)例题讲解1.均分无分配对象的问题例题1:把4个人平均分成两组,一共有多少种分法?错误答案:=6错误思路:先从4人中抽取2人作为一组,剩下的再抽取2人作为一组错误原因:在抽取过程中,人为考虑了排列问题,例如先抽取甲乙,剩丙丁和先抽取丙丁,剩甲乙是同一种情况,但答案计算了两次正确思路:先从4人中抽取2人作为一组,剩下的2人作为一组,然后再除以重复的倍数,重复的倍数与分组的数量相关,具体次数是组数的一个全排列题目剖析:学生在第一次接触这种问题时,大

11、部分人都会犯这种错误,主要原因是思维容易受到表象的欺骗而产生错误,而且学生根本注意不到自己所犯的错误,面对这种问题,最好的方式就是让学生通过错误学习。 例题2:把6个人平均分成三组,一共有多少种分法?根据基础题型的解答思路,首先从6个人中抽取2人作为一组,再从剩下的4人中再抽取2人作为一组,剩下的2人作为一组,共有C62C42C22种方法,因为在抽取过程中,存在一个组与组之间的排列问题,即一种分组被重复了A33次,因此最后答案是:C62C42C22A33小结:被平均分成了n组,最终重复了Ann次。 部分均分问题:现在要把5个人分成3组,每个组至少有1个人,问共有多少种分组方式?解析:这种题型属

12、于部分均分问题,即在整个分组问题中,局部会出现平均分配,首先需要先进行分类,一共会出现2种情况,第一种:有两个组有2人,一个组有1人;第二种:有两个组有1人,一个组有3人;分别计算每种情况的数量,再累加。错误思路:如果是第一种情况,先从5人中抽取2人,再从3人中抽取2人,最后还剩1人,一共分成了3组,因此除以3的阶乘错误原因:把3个组看成了相同的组正确思路:先从5人中抽取2人,再从3人中抽取2人,剩下的一人一组,这个时候只有前面两个分组的数量相同,因此会存在排列问题,只需除以2的阶乘2.均分有分配对象的问题方法:先分再排法。分成的组数看成元素的个数例题3.把6名学生平均分配到三个班,每班2人,

13、一共有多少种分法?解析:先分组后排序,分步乘法,即(2)练习强化1.共有12本不同的书(1)按444平均分成三堆有多少种不同的分法?5775(2)按2226分成四堆有多少种不同的分法?138602.有6本不同的书按222平均分给甲、乙、丙三个人,有多少种不同的分法?903.有 12支笔按3:3:2:2:2分给A、B、C、D、E五个人有多少种不同的分法?五.优选法优选法:对于问题中的特殊元素、特殊位置要优先安排确定。在操作时,针对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”。注意:看特殊,分步、分类,限制完,自由排,注意“0”。难点:不管是位置优先还是元素优先,都要看清是分类还是分步来解决问题;

14、注意“0”,题目中往往对于“0”有暗含的限制条件。(2)例题讲解例题1.由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中小于50000的偶数共有多少个?解析一:利用位置优先方法。偶数则要求个位为偶数,小于50000则首位要小于5。:第一步,首先看个位,从2个偶数中选择有C12种选法;第二步,看首位,从个数上已选数字和5之外的数字选,则有 C13种选法;第三步,对于剩下的三个位置没有限制,则可以随意选择剩下的三个数字排上去,则有A33 种选法。根据乘法计数原则,共有:C12×C13 ×A33=36。解析二:利用元素优先方法。第一步,从数字2、4中选一个放在个位上,有C12种选法;第二步,从个数上已选数字和5之外的数字选一个放在首位上,则有 C13种选法;第三步,对于剩下的三个数字没有限制,则可以随意安排到剩下的三个数位上去,则有A33 种选法。根据乘法计数原则,共有:C12×C13 ×A44=36。(2)练习强化1.小新、小呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法?(1)七个人排成一排; 5040(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.720(

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