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1、《排列组合问题的求解方法与策略》一.排列组合问题的求解方法1.含有可軍牙杀的排列问题.对含有相同元素求排列个数的方法是:设重集S有k个不同元素a“a2,……an其中限重复数为m、血……m,且n=n.+n2+……nk,则S的排列个数等于n=——-——•n{2..nk例1:已知数字3、2、2,求其排列个数/7=(1+2)!=3乂例如:数字5、5、5、求其排列个数?其排列个数«=^=1.1!2!3!2.直接法.(一.合理分类与准确分步法)解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,保证毎步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不
2、漏。例2、五个人排成一排,其中卬不在排头,乙不在排尾,不同的排法有()A.120种B.96种C.78种D.72种例3、4个不同小球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,恰有一空盒的方法有多少种?例4、如图:在一个正六边形的六个区域栽种观赏植物,要求同一块中种同--种植物,相邻的两块种不同的植物,现有4种不同植物可供选择,则有种栽种方案?(2001年全国高中数学联赛)例5、从给定的六种不同颜色屮选用若干种颜色,将一个正方体的六个面染色,毎面恰架一种颜色,毎两个具有公共棱的面染成不同的颜色。则不同的染色方案共有种。(二、元素分析与位置分析法)对于冇附加条件的排列组合问题,一
3、般采用:先考虑满足特殊的元素和位置,再考虑其它元素和位置。例6、用0,2,3,4,5,五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有()。A.24个B。30个Co40个D。60个例7、马路上冇8只路灯,为节约用电乂不影响正常的照明,可把其中的三只灯关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉两端的灯,那么满足条件的关灯方法共有多少种?(三.列举法)例8、从0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中取出3个数,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有。(1998年全国高中数学联赛)例9、设ABCDEF为正六边形,一只青蛙开始在顶点A处,它每次可随意地跳到和邻
4、两顶点之/一。若在5次Z内跳到D点,则停止跳动;若5次之内不能到达D点,则跳完5次也停止跳动。那么这只青蛙从开始到停止,可能岀现的不同跳法共种。(1997年全国高中数学联赛)例10.某电脑用户计划使用不超过500元的资金购买单价分别60元、70元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买3片,磁盘至少买2盒,则不同的选购方法有()A.5种B.6种C.7种D.8种3.排除法.(总体淘汰法)(正难则反)例12.有五张卡片,他们的正反而分别写有0与1,2与3,4与5,6与7,8与9,将其中任意三张排放在一起组成三位数,共可组成多少个不同的三位数?例13.从],2,3,199
5、5这1995个自然数中,取出9个互不相邻的自然数,有多少种方法?1.捆绑法:在特定要求的条件下,将儿个相关元素当作一个元素来考虑,待整体排好之后再考虑它们'‘局部”的排列.它主要用于解决“元索相邻问题”,例如,一般地,n个不同元素排成一列,要求其中某</?)个元索必相邻的排列有码二;<•必个.其中〈;二储是一个“整体排列”,而必则是“局部排列”•例14.①有n个不同座位,A、B两个不能和邻,则有排列法种数为A^-A;Abfin-il②冇n件不同商品,若其中八、B排在一•起冇矿冷;./I—I2.③有n件不同商品,若其中有二件要排在一起有人2.卅注:①③区别在于①是确定
6、的座位,有盂种;而③的商品地位相同,是从n件不同商品任取的2个,有不确定性.2.插空法:先把一般元素排列好,然后把待定元素插排在它们Z间或两端的空档中,此法主耍解决“元素不相邻问题”•例15.:n个元素全排列,其中m个元素互不相邻,不同的排法种数为多少?”嘗(插空法),当n-fl—Rln—9n4-1即mWtLl时有意义.3.占位法:从元索的特姝性上讲,对问题中的特殊元索应优先排列,然厉再排其他一般元素;从位置的特殊性上讲,对问题中的特殊位置应优先考虑,然后再排其他剩余位置•即采用“先特殊后一般”的解题原则.4.调序法:当某些元索次序一定时,可川此法.解题方法是:先将n
7、个元素进行全排列有种,加(加YM)个元素的全排列有船;种,由于要求m个元索次序一定,因此只能取其屮的某一种排法,可以利用除法起到去调序的An作用,即若〃个元素排成一列,其中刃个元素次序一定,共有亠种排列方法.A,n例16:n个元素全排列,其中m个元素顺序不变,共冇多少种不同的排法?C"C"••&平均法:若把kn个不同元素平均分成k组,每组n个,共有一.C2例17:从1,2,3,4中任取2个元素将其平均分成2组有几种分法?有厶=3(平均分组就用不着管组与组之2!间的顺序问题了)乂例如将200名运动员平均分成两组,其中两名种子选手必在一组的概率是多少?君