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文檔簡(jiǎn)介

1、排列組合組臺(tái)數(shù)公苴與它用排列數(shù)公式與以用,、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)二、局考考點(diǎn)1、兩個(gè)計(jì)數(shù)原理的掌握與應(yīng)用;2、關(guān)于排列與組合的定義的理解; 關(guān)于排列與組合數(shù)公式的掌握;關(guān)于組合 數(shù)兩個(gè)性質(zhì)的掌握;3、運(yùn)用排列與組合的意義與公式解 決簡(jiǎn)單的應(yīng)用問(wèn)題(多為排列與組合的混 合問(wèn)題)三、知識(shí)要點(diǎn)一.分類計(jì)數(shù)原理與分步計(jì)算原理1分類計(jì)算原理(加法原理):完成一件事,有n 類辦法,在第一類辦法中有mi種不同的方法,在第二類辦 法中有m2種不同的方法,;在第n類 辦法中有mn種不同的方法,那么完成這 件事共有 N= mi+ m2+ m種不同的方 法。2 分步計(jì)數(shù)原理(乘法原理):完成一件事,需要分成 n 個(gè)步驟,做第1

2、步有mi種不同的方法,做第2步有 m2種不同的方法,;做第n步有mn 種不同的方法,那么完成這件事共有N=mi x mxXn種不同的方法。3、認(rèn)知:上述兩個(gè)原理都是研究完成一件事有多少種不同方法的計(jì)數(shù)依據(jù),它們的區(qū)別在于,加法原理的要害是分類:將完成一件事的方法分成若干類,并且各類辦法以及各類辦法中的各種方法相互獨(dú)立,運(yùn)用任何一類辦法的任何一種方法均可獨(dú)立完成這件事;乘法原理的要害是分步:將完成一件事分為若干步驟進(jìn)行,各個(gè)步驟不可缺少,只有當(dāng)各個(gè)步驟依次完成后這件事才告完成(在這里,完成某一步的 任何一種方法只能完成這一個(gè)步驟,而不 能獨(dú)立完成這件事)。二排列1定義(1)從n個(gè)不同元素中取出m

3、 () 個(gè)元素,按照一定的順序排成一列,叫做 從n個(gè)不同元素中取出 m個(gè)元素的一排 列。(2)從n個(gè)不同元素中取出m () 個(gè)元素的所有排列的個(gè)數(shù).叫做從 n個(gè)不 同元素中取出m個(gè)元素的排列數(shù),記為.2排列數(shù)的公式與性質(zhì)(1)排列數(shù)的公式:=n (n-1) (n-2) 聞(n-m+1)=值-荷特例:當(dāng) m=n時(shí),=n! =n (n-1) (n-2) 義 3X2X1規(guī)定:0! =1(2)排列數(shù)的性質(zhì):(I )=嗎|=蝴=/(排列數(shù)上標(biāo)、 下標(biāo)同時(shí)減1 (或加1)后與原排列數(shù)的聯(lián)系)(n)父=三請(qǐng)"=言出(排列數(shù)上標(biāo)加1或下標(biāo)減1后與原排列數(shù)的聯(lián)系)(田)女不出(分解或合并的依據(jù))三.組

4、合1定義 (1)從n個(gè)不同元素中取 出商人團(tuán)個(gè)元素并成一組,叫做從 n個(gè)不 同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合(2)從n個(gè)不同元素中取出5期個(gè) 元素的所有組合的個(gè)數(shù),叫做從 n個(gè)不同 元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù),用符號(hào) 表示。2組合數(shù)的公式與性質(zhì)=空=雙-立3-初一1)(1)組合數(shù)公式:一三一(乘積表示)=幾%仁且附為(階 乘表示)特例:= (2)組合數(shù)的主要性質(zhì):(I )片中(上標(biāo)變換公式)(II)(楊輝恒等式)認(rèn)知:上述恒等式左邊兩組合數(shù)的下 標(biāo)相同,而上標(biāo)為相鄰自然數(shù);合二為一 后的右邊組合數(shù)下標(biāo)等于左邊組合數(shù)下 標(biāo)加1,而上標(biāo)取左邊兩組合數(shù)上標(biāo)的較 大者。3比較與鑒別由排列與組合的定義知,

5、獲得一個(gè)排 列需要取出元素”和對(duì)取出元素按一定 順序排成一列”兩個(gè)過(guò)程,而獲得一個(gè)組合 只需要取出元素”,不管怎樣的順序并成 一組這一個(gè)步驟。(1)排列與組合的區(qū)別在于組合僅 與選取的元素有關(guān),而排列不僅與選取的 元素有關(guān),而且還與取出元素的順序有 關(guān)。因此,所給問(wèn)題是否與取出元素的順 序有關(guān),是判斷這一問(wèn)題是排列問(wèn)題還是 組合問(wèn)題的理論依據(jù)。(2)注意到獲得(一個(gè))排列歷經(jīng) 獲得(一個(gè))組合”和 對(duì)取出元素作全排 列”兩個(gè)步驟,故得排列數(shù)與組合數(shù)之間的 關(guān)系:四、經(jīng)典例題例1、某人計(jì)劃使用不超過(guò) 500元的 資金購(gòu)買單價(jià)分別為 60、 70 元的單片軟件和盒裝磁盤,要求軟件至少買 3 片,磁

6、盤至少買 2 盒,則不同的選購(gòu)方式是()A .5種種C. 7種D. 8種分析: 依題意 “軟件至少買3 片, 磁盤至少買 2 盒”,而購(gòu)得 3 片軟件和 2 盒磁盤花去 320 元, 所以, 只需討論剩下的 180 元如何使用的問(wèn)題。解:注意到購(gòu)買 3 片軟件和 2 盒磁盤花去 320 元, 所以, 這里只討論剩下的 180 元如何使用,可從購(gòu)買軟件的情形入手分類討論: 第一類,再買 3 片軟件,不買磁盤,只有1 種方法; 第二類,再買2 片軟件,不買磁盤,只有 1 種方法;第三類,再買 1 片軟件,再買 1 盒磁盤或不買磁盤,有2 種方法; 第四類,不買軟件,再買2 盒磁盤、 1 盒磁盤或不

7、買磁盤,有 3 種方法; 于是由分類計(jì)數(shù)原理可知,共有N=1+1+2+3=7種不同購(gòu)買方法,應(yīng)選C。例 2、已知集合 M=-1, 0, 1, N=2, 3,4, 5,映射 wtR,當(dāng)xG M時(shí),5+丑) 為奇數(shù),則這樣的映射 的個(gè)數(shù)是()分析:由映射定義知,當(dāng)xGM時(shí), 三虱當(dāng)xW M時(shí),這里的x可以是奇數(shù)也 可以是偶數(shù),但x”山 必須為奇數(shù),因 此,對(duì)M中x的對(duì)應(yīng)情況逐一分析,分步 考察:第一步,考察x=-1的象,當(dāng)x=-1時(shí), x+n力餉+WEI 此時(shí)FE 可取N 中任一數(shù)值,即M中的元素-1與N中的 元素有4種對(duì)應(yīng)方法;第二步,考察x=0的象,當(dāng)x=0時(shí), x+f+如”為奇數(shù),故 只有2

8、種取法(=3或=5),即M中的元素0與N中 的元素有2種對(duì)應(yīng)方法;第三步,考察x=1的象,當(dāng)x=1時(shí), 小川 為奇數(shù),故 可為奇數(shù)也可 為偶數(shù),可取N中任一數(shù)值,即M中的元 素1與N中的元素有4種對(duì)應(yīng)方法,于是 由分步計(jì)數(shù)原理可知,映射共有4 X 2 X 4=32。例3、在圉中有4個(gè)編號(hào)為1,2,3, 4的小三角形,要在每一個(gè)小三角形中涂 上紅、藍(lán)、黃、白、黑五種顏色中的一種, 使有相鄰邊的小三角形顏色不同,共有多 少種不同的涂法解:根據(jù)題意,有相鄰邊的小三角形 顏色不同,但 對(duì)角”的兩個(gè)小三角形可以 是相同顏色,于是考慮以對(duì)角的小三角形 1、4同色與不同色為標(biāo)準(zhǔn)分為兩類, 進(jìn)而 在每一類中分

9、步計(jì)算。第一類:1與4同色,則1與4有5 種涂法,2有4種涂法,3有4種涂法, 故此時(shí)有N5X 4義4=晰同涂法。第二類:1與4不同色,則1有5種 涂法,4有4種涂法,2有3種涂法,3有 3種涂法,故此時(shí)有N2=5X4X3X3=W 同涂法。綜上可知,不同的涂法共有80+180=260種。點(diǎn)評(píng):欲不重不漏地分類,需要選定 一個(gè)適當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn),一般地,根據(jù)所給問(wèn)題的具體情況,或是從某一位置的特定要求入手分類,或是從某一元素的特定要求入手分類,或是從問(wèn)題中某一事物符合條件的情形入手分類,或是從問(wèn)題中有關(guān)事物的相對(duì)關(guān)系入手分類等等。例 4、 將字 1、 2、 3、 4 填入標(biāo)號(hào)為 1、2、 3、 4

10、的四個(gè)方格里,每格填一個(gè)數(shù),則每個(gè)方格的標(biāo)號(hào)與所填數(shù)字均不相同的填法有( ) 種種種種解法一(采用 “分步 ”方法):完成這件事分三個(gè)步驟。第一步:任取一個(gè)數(shù)字,按規(guī)定填入方格,有 3 種不同填法;第二步:取與填入數(shù)字的格子編號(hào)相同的數(shù)字,按規(guī)定填入方格,仍有 3 種不同填法;第三步:將剩下的兩個(gè)數(shù)字按規(guī)定填入兩個(gè)格子,只有 1 種填法;于是,由分步計(jì)數(shù)原理得,共有N=3義3義1=9不同填法。解法二:(采用 “列舉 ”方法):從編號(hào)為1的方格內(nèi)的填數(shù)入手進(jìn)行分類。第一類:編號(hào)為1的方格內(nèi)填數(shù)字2, 共有3種不同填法:,匚口2工411 3 口 2工114 3口213,1第二類:編號(hào)1的方格內(nèi)填數(shù)

11、字3, 也有3種不同填法:,m 31 114 丁2T7 314 11 T2T1 3工 4 1 2 已第三類:編號(hào)為1的方格內(nèi)填數(shù)字4, 仍有3種不同填法:.m 4工1工2工3 口 4工31112口 4工312工11于是由分類計(jì)數(shù)原理得共有 N=3+3+3=9 種不同填法,應(yīng)選B解法三(間接法):將上述 4個(gè)數(shù)字 填入4個(gè)方格,每格填一個(gè)數(shù),共有 N1=4X 3X 2X 1#2不同填法,其中不合條 件的是(1)4個(gè)數(shù)字與4個(gè)格子的編號(hào)均 相同的填法有1種;(2)恰有兩個(gè)數(shù)字與 格子編號(hào)相同的填法有6種;(3)恰有1個(gè)數(shù)字與格子編號(hào)相同的填 法有8種; 因此,有數(shù)字與格子編號(hào)相 同的填法共有N2=

12、1+6+8=15種于是可知,符合條件的填法為24-15=9 種。點(diǎn)評(píng):解題步驟的設(shè)計(jì)原則上任意,但不同的設(shè)計(jì)招致計(jì)算的繁簡(jiǎn)程度不同,一般地,人們總是優(yōu)先考慮特殊元素的安置或特殊位置的安排,以減少問(wèn)題的頭緒或懸念。當(dāng)正面考慮頭緒較多時(shí),可考慮運(yùn)用間接法計(jì)算:不考慮限制條件的方法種數(shù) 不符合條件的方法種數(shù)=符合條件的方法種數(shù)。在這里,直接法中的 “分析”與間接法主體的 “分類 ” ,恰恰向人們展示了 “分步 ” 與 “分類 ”相互依存、 相互聯(lián)系的辯證關(guān)系。例 5、 用數(shù)字 0, 1, 2, 3, 4, 5 組成無(wú)重復(fù)數(shù)字4 位數(shù),其中,必含數(shù)字 2 和3,并且 2 和 3 不相鄰的四位數(shù)有多少個(gè)

13、解: 注意到這里“ 0的特殊性,”故分兩類來(lái)討論。第一類:不含“ 0的符合條件的四位”數(shù),首先從1, 4, 5 這三個(gè)數(shù)字中任選兩個(gè)作排列有種;進(jìn)而將2 和 3 分別插入前面排好的兩個(gè)數(shù)字中間或首尾位置,又有 種排法,于是由分步計(jì)數(shù)原理可知, 不含0且符合條件的四位數(shù)共有=36個(gè)。第二類:含有“0的符合條件的四位 數(shù),注意到正面考慮頭緒較多,故考慮運(yùn) 用間接法”:首先從1, 4, 5這三個(gè)數(shù)字 中任選一個(gè),而后與0, 2, 3進(jìn)行全排列, 這樣的排列共有個(gè)。其中,有如下三種情況不合題意,應(yīng) 當(dāng)排險(xiǎn):(1) 0在首位的,有個(gè); (2) 0 在百位或十位,但2與3相鄰的,有以起 個(gè)(3) 0在個(gè)位

14、的,但2與3相鄰的, 有2國(guó)個(gè)因此,含有0的符合條件的四位數(shù)共 有小.但用+蝕期=30個(gè)于是可知,符合條件的四位數(shù)共有36+30=66個(gè)點(diǎn)評(píng):解決元素不相鄰的排列問(wèn)題, 一般采用插空法”,即先將符合已知條件 的部分元素排好,再將有不相鄰”要求的 元素插空放入;解決元素相鄰的排列問(wèn) 題,一般采用 捆綁法”,即先將要求相鄰的元素捆綁”在一起,作為一個(gè)大元素與 其它元素進(jìn)行排列,進(jìn)而再考慮大元素內(nèi) 部之間的排列問(wèn)題。例6、某人在打靶時(shí)射擊8槍,命中 4槍,若命中的4槍有且只有3槍是連續(xù) 命中的,那么該人射擊的 8槍,按命中” 與 不命中”報(bào)告結(jié)果,不同的結(jié)果有( )種種種種分析:首先,對(duì)未命中的4槍

15、進(jìn)行排 列,它們形成5個(gè)空擋,注意到未命中的 4槍 地位平等”,故只有一種排法,其次, 將連中的3槍視為一個(gè)元素,與命中的另 一槍從前面5個(gè)空格中選2個(gè)排進(jìn)去,有 種排法,于是由乘法原理知,不同的報(bào)告 結(jié)果菜有君-加種點(diǎn)評(píng):這里的情形與前面不同,按照 問(wèn)題的實(shí)際情況理解,未命中的4槍 地位 平等”,連續(xù)命中的3槍亦 地位平等”。因 此,第一步排法只有一種,第二步的排法 種數(shù)也不再乘以。解決此類相同元素的排列問(wèn)題,切忌照搬計(jì)算相同元素的排列種數(shù)的方法,請(qǐng)讀者引起注意。例7、(1)cii + 5加 4+4 % -)(2 )若)則n=;(3)2Cj +9C -biacj CC;-(4)若出樂(lè)專,則n

16、的取值集合1 = C?5 5 )方程12*17»-,的解集所求o- D?Q即, -馴-4 = |(同之乙且固=W)=足=4n=4。(3)根據(jù)楊輝恒等式;一;原式=2y+年)+ 7總+ 0+5©+出) T(% + *Md。產(chǎn)(厘+2)(司+ 1)。; - 1)=2小+5臉=彳(4)注意到這里n滿足的條件n>5且n N*在之下,.原不等式O 3!4!工2x_!加 - 1)5 - 2) w(b- l)fri - 2)(w - 3) 雙"1)5 - 2)(?s- 3)(用-4)45一一3oh: - 11m-12 cO=一 1< 12,由、得原不等式的解集為5,

17、6,7,,11(5)由1-C瞥科2域=0於=3注意 到當(dāng)y=0時(shí),無(wú)意義,原方程組可化為了二3/7=> <C* =*x -3y工=5丁1 _ 1 1而而一52乂2"。由此解得經(jīng)檢驗(yàn)知x= 9J、是原方程組的解。例8、用紅、黃、綠3種顏色的紙做 了 3套卡片,每套卡片有寫上 A、B、C、 D、E字母的卡片各一張,若從這 15張卡 片中,每次取出5張,則字母不同,且3 種顏色齊全的取法有多少種解:符合條件的取法可分為 6類第一類:取出的5張卡片中,1張紅 色,1張黃色,3張綠色,有球相 種取法;第二類:取出的5張卡片中,1張紅 色,2張黃色,2張綠色,有"”種取法;

18、第三類:取出的5張卡片中,1張紅 色,3張黃色,1張綠色,有*羽 種取法;第四類:取出的5張卡片中,2張紅 色,1張黃色,2張綠色,有序會(huì) 種取法;第五類:取出的5張卡片中,2張紅 色,2張黃色,1張綠色,有京羽 種取法;第六類:取出的5張卡片中,3張紅 色,1張黃色,1張綠色,有。眄©種取法;于是由分類計(jì)數(shù)原理知,符合條件的 取法共有N - cjcjcf + cclc +斗仃式必 + 或或弓 +- 150#點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵在于分類,分類討論必須選擇適當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn),在這里,以紅色卡片選出的數(shù)量進(jìn)行主分類,以黃色卡片選出的數(shù)量進(jìn)行次分類,主次結(jié)合,確保分類的不重不漏,這一思路值得學(xué)

19、習(xí)和借鑒。例 9、( 1)從 5 雙不同的襪子中任取 4 只,則至少有2 只襪子配成一雙的可能取法種數(shù)是多少( 2)設(shè)有編號(hào)為1, 2 , 3, 4, 5 的五個(gè)小球和編號(hào)為 1, 2, 3, 4 , 5 的五個(gè)盒子,將五個(gè)小球放入五個(gè)盒子中(每個(gè)盒子中放一個(gè)小球),則至少有兩個(gè)小球和盒子編號(hào)相同的放法有多少種( 3) 將四個(gè)不同的小球放入編號(hào)為 1,2, 3, 4 的四個(gè)盒子中,則恰有一個(gè)空盒的放法共多少種( 4)某產(chǎn)品共有4 只次品和 6 只正品,每只產(chǎn)品均不相同,現(xiàn)在每次取出一只產(chǎn)品測(cè)試, 直到 4 只次品全部測(cè)出為止,則最后一只次品恰好在第五次測(cè)試時(shí)被發(fā)現(xiàn)的不同情況有多少種解:(1)滿

20、足要求的取法有兩類,一類 是取出的4只襪子中恰有2只配對(duì),這只 要從5雙襪子中任取1雙,再?gòu)钠溆?雙 中任取2雙,并從每雙中取出1只,共有 *出洌種選法;另一類是4只襪子恰好配 成兩雙,共有 種選法,于是由加法原理 知,符合要求的取法為河V" 種。(2)符合條件的放法分為三類:第一類:恰有2個(gè)小球與盒子編號(hào)相 同,這只需先從5個(gè)中任取兩個(gè)放入編號(hào) 相同的盒子中,有 種放法,再?gòu)氖O碌? 個(gè)小球中取出1個(gè)放入與其編號(hào)不同的盒 子中,有 種方法,則最后剩下的兩個(gè)小 球放入編號(hào)不同的盒中只有 1種放法,故 此類共有或*20種不同方法;第二類:恰有3個(gè)小球與盒子編號(hào)相 同,這只需先從5個(gè)中任

21、取三個(gè)放入編號(hào) 相同的盒子中,有 種放法,則最后剩下 的兩個(gè)小球放入編號(hào)不同的盒中只有 1種 放法,故此類共有種不同方法;第三類:恰有5個(gè)小球與盒子編號(hào)相 同,這只有1種方法;于是由分類計(jì)數(shù)原理得,共有N=20+10+1=31種不同方法。(3)設(shè)計(jì)分三步完成:第一步,取定三個(gè)空盒(或取走一個(gè) 空盒),有。:曲種取法;第二步,將4個(gè)小球分為3堆,一堆2個(gè),另外兩堆各一個(gè),有 年產(chǎn) 種分法;第三步,將分好的3堆小球放入取定 的3個(gè)空盒中,有種放法;于是由乘法原理得共有:*國(guó)料斗用種不同方法。(4)分兩步完成:第一步,安排第五次測(cè)試,由于第五次測(cè)試測(cè)出的是次品,故有 種方法;第二步,安排前4次測(cè)試,

22、則在前四 次測(cè)試中測(cè)出3只次品和1只正品的方法 種數(shù)為。于是由分布計(jì)數(shù)原理可知,共有 外吐續(xù)35加種測(cè)試方法。點(diǎn)評(píng):為了出現(xiàn)題設(shè)條件中的巧合”, 我們需要考慮對(duì)特殊情形的 有意設(shè)計(jì)”, 本例(1)則是這種 有意設(shè)計(jì)”的典型代表, 而這里的(3),則是先 分堆“后 分配” 的典型范例。五、高考真題(一)選擇題1、過(guò)三棱柱任意兩個(gè)頂點(diǎn)的直線共15條,其中異面直線有()A、 18 對(duì)B、 24 對(duì)C、 30 對(duì)D、 36 對(duì)分析:注意到任一四面體中異面直線 的對(duì)數(shù)是確定的,所以,這里欲求異面直 線的對(duì)數(shù),首先確定上述以單直線可構(gòu)成 的四面體個(gè)數(shù)。由上述 15條直線可構(gòu)成 *3.12個(gè)四面體,而每一四

23、面體有 3對(duì)異 面直線,故共有36對(duì)異面直線,應(yīng)選 Do2、不共面的四個(gè)定點(diǎn)到平面a的距離都相等,這樣的平面共有()A、3 個(gè)B、4 個(gè)C、6個(gè)D、7個(gè)分析:不共面的四點(diǎn)可構(gòu)成一個(gè)四面 體,取四面體各棱中點(diǎn),分別過(guò)有公共頂 點(diǎn)的三棱中點(diǎn)可得到與相應(yīng)底面平行的4個(gè)截面,這4個(gè)截面到四個(gè)定點(diǎn)距離相等;又與三組對(duì)棱分別平行且等距的平面有個(gè),故符合條件的平面共 7個(gè),應(yīng)選D3、北京財(cái)富全球論壇期間,某 高校有14名志愿者參加接待工作,若每天排早、中、晚三班,每班 4人,每人每 天最多值一班,則開(kāi)幕式當(dāng)天不同的排班 種數(shù)為()A、/小或B、寸岫4C、戶】工廣琲產(chǎn)4 二14 55D、;一,分析:排班工作分

24、三步完成:第一步,從14人中選出12人,有種 選法;第二步,將第一步選出的 12人平 均分成三組,有 七廣 種分法;第三步,對(duì)第二步分出的3組人員在三個(gè)位置上安排,有 種排法;于是由乘法原理得不同的排班種數(shù)為“4、從6人中選4人分別到巴黎、倫 敦、悉尼、莫斯科四個(gè)城市游覽,要求每 個(gè)城市各一人游覽,每人只游覽一個(gè)城市,且這6人中甲、乙兩人不去巴黎游覽,則不同的選擇方案共有()A、300 種B、240 種C、114 種D、96 種分析:注意到甲、乙兩人不去巴黎, 故選人分三類情況(1)不選甲、乙,不同方案有以小父 種;(2)甲、乙中選1人,不同方方案 有9©)。硝w種;(3)甲、乙均入

25、選,不同方案有©小(2小.72 種;于是由加法原理得不同的方案總數(shù)為 24+144+72=240,應(yīng)選 B。5、4位同學(xué)參加某種形式的競(jìng)賽,競(jìng) 賽規(guī)則規(guī)定:每位同學(xué)必須從甲、乙兩道 題中任選一題作答,選甲題答對(duì)得100分, 答錯(cuò)得-100分;選乙題答對(duì)得90分,答 錯(cuò)得-90分,若4位同學(xué)的總分為0,則這 四位同學(xué)不同的得分情況的種數(shù)是( )A、48B、36C、24D、 18分析:注意到情況的復(fù)雜,故考慮從分類”切入第一類:四人全選甲題,2人答對(duì),2 人答錯(cuò),有ac種情況;第二類:2人選甲題一對(duì)一錯(cuò),2人 選乙題一對(duì)一錯(cuò),有 (4痰©QC泗官 種情 況;第三類:四人全選乙題

26、,2對(duì)2錯(cuò), 有種情況。于是由加法原理得不同得分情況共 有2c河+C"弼種,應(yīng)選B。6、四棱錐的8條棱代表8種不同的 化工產(chǎn)品,有公共點(diǎn)的兩條棱代表的化工 產(chǎn)品放在同一倉(cāng)庫(kù)是危險(xiǎn)的,沒(méi)有公共頂 點(diǎn)的兩條棱代表的化工產(chǎn)品放在同一倉(cāng) 庫(kù)是安全的,現(xiàn)打算用編號(hào)為、 的4個(gè)倉(cāng)庫(kù)存放這8種化工產(chǎn)品,那么 安全存放的不同方法種數(shù)為()A、96B、48C、24D、0分析:本題的關(guān)鍵是找小、異面直線對(duì)"的個(gè)數(shù),設(shè)四棱/九、) 錐為S-ABCD沒(méi)有公共頂點(diǎn)的棱只能分成4組,每組兩條棱(否則三 條棱必有公共點(diǎn)),每 8條棱分成4組, 每組兩條無(wú)公共點(diǎn)的棱僅有下面兩種情 況:(1) *2CD;

27、SB-AD; SC-AB; SD-BC (本組中同一棱不重復(fù)出現(xiàn))(2) SA-BC; SB-CD; SC-AD; SD-AB (本組中同一條棱不重復(fù)出現(xiàn))于是問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為:四種不同產(chǎn)品放入4個(gè)不同倉(cāng)庫(kù)的排列問(wèn)題,故不同的安排分法是 聞7 種,應(yīng)選Bo(二)填空題1、在由數(shù)字0, 1, 2, 3, 4, 5所組 成的沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的四位數(shù)中,不能被 5 整除的數(shù)共有()個(gè)。分析:考慮直接解法:這樣四位數(shù)的 個(gè)位數(shù)為1, 2, 3, 4中的一個(gè),有種法, 千位從余下的4個(gè)非零數(shù)當(dāng)中任取一個(gè)是 種排法;中間兩位是 種排法,于是由分 步計(jì)數(shù)原理知,共是:心海爾種不同排法,應(yīng)填192。2、用 1、2、3

28、、4、5、6、7、8 組成 沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的八位數(shù),要求1與2相鄰, 3與4相鄰,5與6相鄰,而7與8不相 鄰,這樣的八位數(shù)共有()個(gè)(用數(shù)字作答)。分析:第一步,將1與2, 3與4, 5與6組成3個(gè)大元素進(jìn)行排列,是 種排 法;第二步,將7與8插入上述3個(gè)大元 素隊(duì)列的間隙或兩端,是 種方法;第三步,對(duì)3個(gè)大元素內(nèi)部進(jìn)行全排 列,各是種方法;于是由分步計(jì)數(shù)原理得共有 小公(國(guó)出攻36個(gè),應(yīng)填576。3、從集合O、P、Q、R、SW 0、1、 2、3、4、5、6、7、8、9中各任取2個(gè)元 素排成一排(字母與數(shù)字均不能重復(fù))。 每排中字母O、Q和數(shù)字0至多只出現(xiàn)一 個(gè)的不同排法種數(shù)是()分析:考慮分

29、類計(jì)算第一類:字母O、Q和數(shù)字0均不出 現(xiàn),是京w種排法;第二類:字母O、Q出現(xiàn)一個(gè),數(shù)字 0不出現(xiàn),是©*JMF84種排法;第三類:字母O、Q不出現(xiàn),數(shù)字0 出現(xiàn),是由泗-弭8種排法;于是分類計(jì)數(shù)原理知共是 2592+5184+648=8424種不同排法,應(yīng)填 8424。點(diǎn)評(píng):以受限制的字母 O、Q和數(shù)字 0出現(xiàn)的情況為主線進(jìn)行分類,在每一類 中又合理地設(shè)計(jì)步驟,是分解題的關(guān)鍵所 在,以某些特殊元素為主線進(jìn)行分類是解 決復(fù)雜的排列組合問(wèn)題的基本策略。方法歸納1重復(fù)排列“住店法”重復(fù)排列問(wèn)題要區(qū)分兩類元素: 一類 可以重復(fù),另一類不能重復(fù)。把不能重復(fù) 的元素看作“客”,能重復(fù)的元素看

30、作 “店"則通過(guò)“住店法”可順利解題。例1 8名同學(xué)爭(zhēng)奪3項(xiàng)冠軍,獲得冠 軍的可能性有()A 83B 38C a3DC83解析 冠軍不能重復(fù), 但同一個(gè)學(xué)生可獲得多項(xiàng)冠軍。把8 名學(xué)生看作8 家“店” , 3 項(xiàng)冠軍看作3 個(gè)“客” ,他們都可住進(jìn)任意一家“店” ,每個(gè)客有8 種可能,因此共有83 種不同的結(jié)果。選( A) 。評(píng)述類似問(wèn)題較多。如:將8 封信放入 3 個(gè)郵筒中,有多少種不同的結(jié)果這時(shí) 8 封信是“客” , 3 個(gè)郵筒是“店” ,故共有38 種結(jié)果。要注意這兩個(gè)問(wèn)題的區(qū)別。2 特色元素“優(yōu)先法”某個(gè)(或幾個(gè))元素要排在指定位置,可優(yōu)先將它(們)安排好,后再安排其它元素。

31、例 2 乒乓球隊(duì)的 10 名隊(duì)員中有3 名主力隊(duì)員,派5 名參加比賽, 3 名主力隊(duì)員要安排在第一、三、五位置,其余7 名隊(duì)員選 2 名安排在第二、四位置,那么不同的出場(chǎng)安排共有種(用數(shù)字作答) 。解析 3 名主力的位置確定在一、 三、 五位中選擇,將他們優(yōu)先安排,有A33 種可能;然后從其余7 名隊(duì)員選 2 名安排在第二、四位置,有A72 種排法。因此結(jié)果為A33A72 =252種。例 3 5 個(gè)“ 1”與 2 個(gè)“ 2 ”可以組成多少個(gè)不同的數(shù)列解析 按一定次序排列的一列數(shù)叫做數(shù)列。由于 7 個(gè)位置不同,故只要優(yōu)先選兩個(gè)位置安排好“2” , 剩下的位置填“ 1”(也可先填“ 1”再填“ 2

32、” ) 。因此,一共可以組成C72C22 =21 個(gè)不同的數(shù)列。3 相鄰問(wèn)題“捆綁法”把相鄰的若干特殊元素“捆綁”為一個(gè)“大元素” ,與其余普通元素全排列,是為“捆綁法” ,又稱為“大元素法” 。不過(guò)要注意 “大元素” 內(nèi)部還需要進(jìn)行排列。例 4 有 8 本不同的書,其中數(shù)學(xué)書 3本,外文書 2 本,其他書 3 本,若將這些書排成一列放在書架上,則數(shù)學(xué)書恰好排在一起,外文書也恰好排在一起的排法共有種(結(jié)果用數(shù)字表示) 。解析 將數(shù)學(xué)書與外文書分別捆在一起與其它 3 本書一起排,有 A55 種排法,再將 3本數(shù)學(xué)書之間交換有A33 種,2 本外文書之間交換有a2種,故共有a5a次= 1440種排

33、法。評(píng)述 這里需要說(shuō)明的是,有一類問(wèn)題是兩個(gè)已知元素之間有固定間隔時(shí),也用“捆綁法”解決。如: 7 個(gè)人排成一排,要求其中甲乙兩人之間有且只有一人,問(wèn)有多少種不同的排法可將甲乙兩人和中間所插一人“捆綁”在一起做“大元素” ,但甲乙兩人位置可對(duì)調(diào),而且中間一人可從其余 5 人中任取,故共有C51A22A55 1200 種排法。4 相間問(wèn)題“插空法”元素不相鄰問(wèn)題,先安排好其他元素,然后將不相鄰的元素按要求插入排好的元素之間的空位和兩端即可。例 5 某班新年聯(lián)歡會(huì)原定的 5 個(gè)節(jié)目已排成節(jié)目單,開(kāi)演前又增加了兩個(gè)新節(jié)目。如果將這兩個(gè)節(jié)目插入原節(jié)目單中,且兩個(gè)新節(jié)目不相鄰,那么不同插法的種數(shù)為 ()

34、A 6 B 12 C 15D 30解析 原來(lái)的5 個(gè)節(jié)目中間和兩端可看作分出6 個(gè)空位。將兩個(gè)新節(jié)目不相鄰插入,相當(dāng)于從6 個(gè)位置中選2 個(gè)讓它們按順序排列,故有A62 30 種排法,選(D) 。評(píng)述 本題中的原有 5 個(gè)節(jié)目不需要再排列, 這一點(diǎn)要注意。 請(qǐng)練習(xí)以下這道題:馬路上有編號(hào)為1、2、3、 10的十盞路燈,為節(jié)約用電又能照明,現(xiàn)準(zhǔn)備把其中的三盞燈,但不能關(guān)掉相鄰的兩盞或三盞,兩端的燈也不許關(guān)掉,求不同的關(guān)燈方式有多少種可得結(jié)果為C63=20 種。 你能很快求解嗎5 多元問(wèn)題“分類法”對(duì)于多個(gè)元素問(wèn)題, 有時(shí)有多種情況需要進(jìn)行分類討論,然后根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理將各種可能性相加即得。需要注

35、意的是,分類時(shí)要不重復(fù)不遺漏。例 6 在一塊并排 10 壟的田地中,選擇 2 壟分別種植A、 B 兩種作物,每種作物種植一壟。 為有利于作物生長(zhǎng), 要求 A、B 兩種作物的間隔不小于 6 壟,則不同的選壟方法共有種(用數(shù)字作答) 。解析 先考慮 A 種在左邊的情況,有三類: A 種植在最左邊第一壟上時(shí), B 有三種不同的種植方法;A 種植在左邊第二壟上時(shí), B 有兩種不同的種植方法; A 種植在左邊第三壟上時(shí),B 只有一種種植方法。 又 B 在左邊種植的情況與 A 在左邊時(shí)相同。故共有2 (3 2 1) =12 種不同的選壟方法。例 7 有 11 名翻譯人員,其中 5 名英語(yǔ)翻譯員, 4 名日

36、語(yǔ)翻譯員, 另 2 人英語(yǔ)、日語(yǔ)都精通。從中找出 8 人,使他們組成兩個(gè)翻譯小組,其中 4 人翻譯英文,另 4人翻譯日文,這兩個(gè)小組能同時(shí)工作。問(wèn)這樣的分配名單共可開(kāi)出多少?gòu)埥馕?假設(shè)先安排英文翻譯,后安排日文翻譯。第一類,從 5 名只能翻譯英文的人員中選4 人任英文翻譯,其余 6 人中選 4 人任日文翻譯(若“多面手”被選中也翻譯日文) ,則有C54C64 ;第二類,從5 名只能翻譯英文的人員中選 3 人任英文翻譯, 另從 “多面手” 中選 1 人任英文翻譯,其余剩下 5 人中選 4 人任日文翻譯,有C53C21C54 ;第三類,從5 名只能翻譯英文的人員中選 2 人任英文翻譯, 另外安排

37、2 名“多面手”也任英文翻譯,其余剩下 4 人全部任日文翻譯,有C52C22C44 。三種情形相加即得結(jié)果 185(張) 。評(píng)述 本題當(dāng)然也可以先安排日文翻譯再安排英文翻譯,請(qǐng)大家自己列式看看。6 分球問(wèn)題“隔板法”計(jì)數(shù)問(wèn)題中有一類“分球問(wèn)題” ,說(shuō)的是將相同的球分到不同的盒中。如:將10 個(gè)相同的球放入編號(hào)為 1、 2、 3、 4 的四個(gè)盒子中,要求每個(gè)盒中至少一個(gè)球,問(wèn)有多少種不同的放法這時(shí)可以用“隔板法”解題。即將 10 個(gè)相同的球排成一排,中間看作有9 個(gè)空,從中選出 3 個(gè)不同的空插入 3 個(gè)“隔板” ,則每一種插法對(duì)應(yīng)一種球的放法, 因此共有C93=84 種不同的放法。 用 “隔板法” 可很快地解決以下問(wèn)題。例8已知兩個(gè)實(shí)數(shù)集合A ai,a2, ,aioo與 B bih, ,%。,若從A到B的

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