排列組合問題基本類型及解題方法_第1頁
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文檔簡介

1、排列組合問題的基本模型及解題方法導(dǎo)語:解決排列組合問題要講究策略,首先要認(rèn)真審題,弄清楚是排列(有序)還是組合(無序),還是排列與組合混合問題。其次,要抓住問題的本質(zhì)特征,準(zhǔn)確合 理地利用兩個(gè)基本原則進(jìn)行“分類與分步”。加法原理的特征是分類解決問題,分類 必須滿足兩個(gè)條件:類與類必須互斥(不相容),總類必須完備(不遺漏);乘法原 理的特征是分步解決問題,分步必須做到步與步互相獨(dú)立,互不干擾并確保連續(xù)性。 分類與分步是解決排列組合問題的最基本的思想策略,在實(shí)際操作中往往是“步”與“類”交叉,有機(jī)結(jié)合,可以是類中有步,也可以是步中有類,以上解題思路分析, 可以用順口溜概括為:審明題意,排(組)分清

2、;合理分類,用準(zhǔn)加乘;周密思考, 防漏防重;直接間接,思路可循;元素位置,特殊先行;一題多解,檢驗(yàn)真?zhèn)?。注?以下幾點(diǎn):1解排列組合應(yīng)用題的一般步驟為: 什么事:明確要完成的是一件什么事(審題); 怎么做:分步還是分類,有序還是無序。2、解排列組合問題的思路(1)兩種思路:直接法,間接法。(2)兩種途徑:元素分析法,位置分析法。3、基本模型及解題方法:(一)、元素相鄰問題(1)、全相鄰問題,捆邦法例1、6名同學(xué)排成一排,其中甲,乙兩人必須排在一起的不同排法有(C )種。A 720 B、360 C、240 D、120說明:從上述解法可以看出,所謂“捆邦法”,就是在解決對于某幾個(gè)元素要求相鄰 問題

3、時(shí),可以整體考慮將相鄰元素視作一個(gè)“大”元素。(2)、全不相鄰問題插空法例2、要排一張有6個(gè)歌唱節(jié)目和4個(gè)舞蹈節(jié)目的演出節(jié)目單,任何兩個(gè)舞蹈節(jié)目不 得相鄰,問有多少不同的排法,解:先將6個(gè)歌唱節(jié)目排好,其中不同的排法有 6!,這6個(gè)節(jié)目的空隙及兩端共有 七個(gè)位置中再排4個(gè)舞蹈節(jié)目有A4種排法,由乘法原理可知,任何兩個(gè)舞蹈節(jié)目不得相 鄰的排法為a4a6種例3、高三(一)班學(xué)要安排畢業(yè)晚會的4各音樂節(jié)目,2個(gè)舞蹈節(jié)目和1個(gè)曲藝節(jié)目 的演出順序,要求兩個(gè)舞蹈節(jié)目不連排,則不同排法的種數(shù)是A、 1800 B 、 3600 C 、 4320 D 、 5040解:不同排法的種數(shù)為 a5a2 = 3600,

4、故選B說明:從解題過程可以看出,不相鄰問題是指要求某些元素不能相鄰,由其它元素將 它隔開,此類問題可以先將其它元素排好,再將特殊元素插入,故叫插空法。(3)、不全相鄰排除法,排除處理例4、五個(gè)人站成一排,其中甲、乙、丙三人有兩人相鄰,有多少排法?解:A5 - A3 A3 _ AA;或 3A2A3A2 二 72例5、有兩排座位,前排11個(gè)座位,后排12個(gè)座位,現(xiàn)安排2人就座,規(guī)定前排中間 的3個(gè)座位不能坐,并且這2人不左右相鄰,那么不同排法的種數(shù)是解法一:前后各一個(gè),有8X 12X2= 192種方法 前排左、右各一人:共有 4X 4X 2 = 32種方法 兩人都在前排:兩人都在前排左邊的四個(gè)位置

5、:乙可坐2個(gè)位置因甲XX甲X_ L 刈甲I乙可坐1個(gè)位置1 + 1= 2此種情況共有4+ 2= 6種方法因?yàn)閮蛇叾际?個(gè)位置,都坐右邊亦有6種方法,所以坐在第一排總共有6 + 6= 12種方 法 兩人都坐在第二排位置,先規(guī)定甲左乙右10乙有m個(gè)垃賈可坐乙有尅牛程量可坐乙有呂亍位竇可坐X甲X乙乙有1個(gè)&置可坐10+110+9+8 十一十2十1=匯 10=55 甲左乙右總共有2種方法同樣甲、乙可互換位置,乙左甲右也同樣有55種方法,所以甲、乙按要求同坐第二排總共有55X 2= 110種方法。綜上所述,按要求兩人不同排法有192 + 32+ 12+ 110= 346種解法二:考慮20個(gè)位置中

6、安排兩個(gè)人就坐,并且這兩人左右不相鄰,4號座位與5號座位不算相鄰(坐在前排相鄰的情況有12種。),7號座位與8號座位不算相鄰(坐在后排相鄰的情況有22種。),共有A;。-2(11 6346種(二)、定序問題縮倍法例&信號兵把紅旗與白旗從上到下掛在旗桿上表示信號,現(xiàn)有3面紅旗、2面白旗,把5面旗都掛上去,可表示不同信號的種數(shù)是()(用數(shù)字作答)。解:5面旗全排列有A5種掛,由于3面紅旗與2面白旗的分別全排列均只能作一次的掛法,故有=10A3 A2說明:在排列的問題中限制某幾個(gè)元素必須保持一定的順序問題,這類問題用縮小倍數(shù)的方法求解比較方便例7、某工程隊(duì)有6項(xiàng)工程需要單獨(dú)完成,其中工程乙必

7、須在工程甲完成后才能進(jìn)行, 工程丙必須在工程乙完成后才能進(jìn)行,有工程丁必須在工程丙完成后立即進(jìn)行。那么 安排這6項(xiàng)工程的不同排法種數(shù)是。解一:依題意,只需將剩余兩個(gè)工程插在由甲、 乙、丙、丁四個(gè)工程形成的5個(gè)空中(插 一個(gè)或二個(gè)),可得有A 5 A = 30種不同排法。解二:6!=304!例8、由數(shù)字0、1、2、3、4、5組成沒有重復(fù)數(shù)字的6位數(shù),其中個(gè)位數(shù)字小于十 位的數(shù)字的共有()A、210 個(gè)B 、300 個(gè) C 、464 個(gè) D 、600 個(gè)1解:a5A5 =300故選 B2(三)、多元問題分類法例9.某校從8名教師中選派4名教師同時(shí)去4個(gè)邊遠(yuǎn)地區(qū)支教(每地1人),其中甲和 乙不同去,

8、甲和丙只能同去或同不去,則不同的選派方案共有 種解析:某校從8名教師中選派4名教師同時(shí)去4個(gè)邊遠(yuǎn)地區(qū)支教(每地1人),其中甲 和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,可以分情況討論,甲、丙同去,則乙不去,有C; AJ =240種選法;甲、丙同不去,乙去,有 C; Aj=240種選法;甲、乙、丙都 不去,有A4 =120種選法,共有600種不同的選派方案.例10、設(shè)集合I =臼,2,3,4,5 ?。選擇I的兩個(gè)非空子集A和B,要使B中最小的數(shù)大于 A中最大的數(shù),則不同的選擇方法共有 (B)A、50種B 、49種C、48 種D、47種解析:若集合A、B中分別有一個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C|=10種;若集

9、合A中有一個(gè)元 素,集合B中有兩個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=10種;若集合A中有一個(gè)元素,集合B中 有三個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=5種;若集合A中有一個(gè)元素,集合 B中有四個(gè)元素, 則選法種數(shù)有Cf =1種;若集合A中有兩個(gè)元素,集合B中有一個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=10種;若集合A中有兩個(gè)元素,集合B中有兩個(gè)個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=5種; 若集合A中有兩個(gè)元素,集合B中有三個(gè)元素,則選法種數(shù)有 c5=1種;若集合A中有 三個(gè)元素,集合B中有一個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=5種;若集合A中有三個(gè)元素,集 合B中有兩個(gè)元素,則選法種數(shù)有 C;=1種;若集合A中有四個(gè)元素,集合B中有一個(gè) 元

10、素,則選法種 數(shù)有c5=1種;總計(jì)有49種,選B.解法二:集合A、B中沒有相同的元素,且都不是空集,從5個(gè)元素中選出2個(gè)元素,有C;=10種選法,小的給A集合,大的給B集合;從5個(gè)元素中選出3個(gè)元素,有C3=10種選法,再分成1、2兩組,較小元素的一 組給A集合,較大元素的一組的給B集合,共有2X10=20種方法;從5個(gè)元素中選出4個(gè)元素,有C;=5種選法,再分成1、3; 2、2; 3、1兩組,較 小元素的一組給A集合,較大元素的一組的給B集合,共有3X 5=15種方法;從5個(gè)元素中選出5個(gè)元素,有C5=1種選法,再分成1、4; 2、3; 3、2; 4、1兩 組,較小元素的一組給A集合,較大元

11、素的一組的給B集合,共有4X1=4種方法; 總計(jì)為10+20+15+4=49#方法。選B.例11、將4個(gè)顏色互不相同的球全部放入編號為 1和2的兩個(gè)盒子里,使得放入每個(gè)盒子里的球的個(gè)數(shù)不小于該盒子的編號,則不同的放球方法有()A 10 種B、20 種C 36 種D 52 種解析:將4個(gè)顏色互不相同的球全部放入編號為 1和2的兩個(gè)盒子里,使得放入每個(gè)盒 子里的球的個(gè)數(shù)不小于該盒子的編號,分情況討論:1號盒子中放1個(gè)球,其余3個(gè)放入2號盒子,有C: =4種方法;1號盒子中放2個(gè)球,其余2個(gè)放入2號盒子,有C: =6 種方法;則不同的放球方法有10種,選A.說明:元素多,取出的情況也多種,可按要求分

12、成互不相容的幾類情況分別計(jì)算,最 后總計(jì)。(四八 元素交叉問題集合法(二元否定問題,依次分類)例12、從6名運(yùn)動員中選出4名參加4X 100米接力賽,如果甲不跑第一棒,乙不跑 第四棒,共有多少種不同的參賽方法?解:設(shè)全集U=6人中任選4人參賽的排列,A=甲跑第一棒的排列,B=乙跑第四 棒的排列,根據(jù)求集合元素的個(gè)數(shù)的公式可得參賽方法共有: card(U)-card(A)-card(B)+card(A A B)=252例13、某天的課表要排入語文、數(shù)學(xué)、英語、物理、化學(xué)、體育共六門課程,且上 午安排四節(jié)課,下午安排兩節(jié)課。(1)若第一節(jié)不排體育,下午第一節(jié)不排數(shù)學(xué),一共有多少種不同的排課方法?(

13、2) 要求數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)不能排在一起(上午第四節(jié)與下午第一節(jié)不算連排),有多 少種不同的排課方法?例14、同室4人各寫一張賀年卡,先集中起來,然后每人從中拿一張別人送來的賀年卡,則四張賀年卡不同的分配方式有()A、6 種 B、9 種 C、11 種 D、23 種解:此題可以看成是將數(shù)字1、2、3、4填入標(biāo)號為1、2、3、4的四個(gè)方格里,每格 填一數(shù),且每個(gè)方格的標(biāo)號與所填數(shù)字不同的填法問題。所以先將1填入2至4的3個(gè)方格里有3種填法;第二步把被填入方格的對應(yīng)數(shù)字填入其它 3個(gè)方格,又有3種填法; 第三步將余下的兩個(gè)數(shù)字填入余下的兩格中只有一種填法,故共有3X 3X 1=9種填法。故選B說明:求

14、解二元否定問題先把某個(gè)元素按規(guī)定排入,再排另一個(gè)元素,如此繼續(xù)下去, 依此即可完成。例15、安排5名歌手的演出順序時(shí),要求某名歌手不第一個(gè)出場,另一名歌手不最后 一個(gè)出場,不同排法的總數(shù)是(用數(shù)字作答)。(答:78種)說明:某些排列組合問題幾部分之間有交集, 可用集合中求元素的個(gè)數(shù)的公式來求解。 (五八 多排問題單排法例16、兩排座位,第一排有3個(gè)座位,第二排有5個(gè)座位,若8名學(xué)生入座(每人 一座位),則不同的座法為()ab 、aJCsCs3c 、a3a5d 、a8解:此題分兩排座可以看成是一排座,故有A種座法。.選D說明:把元素排成幾排的問題,可歸納為一排考慮,再分段處理。(六八 至多、至少

15、問題分類法 或 間接法(去雜處理)含“至多”或“至少”的排列組合問題,是需要分類問題,或排除法。排除法,適 用于反面情況明確且易于計(jì)算的情況。例17、從4名男生和3名女生中選出3人,分別從事三項(xiàng)不同的工作,若這 3人中至少 有1名女生,則選派方案共有()A 108 種B、186 種C、216 種D、270 種解析:從全部方案中減去只選派男生的方案數(shù),合理的選派方案共有-a3=186種,選B.例18、5名乒乓球隊(duì)員中,有2名老隊(duì)員和3名新隊(duì)員.現(xiàn)從中選出3名隊(duì)員排成1、2、 3號參加團(tuán)體比賽,則入選的3名隊(duì)員中至少有一名老隊(duì)員,且1、2號中至少有1名新隊(duì) 員的排法有種.(以數(shù)作答)【解析】兩老一

16、新時(shí),有c3 c2a|=12種排法;兩新一老時(shí),有c2c2 a3=36種排法, 即共有48種排法.例19、將5名實(shí)習(xí)教師分配到高一年級的 3個(gè)班實(shí)習(xí),每班至少1名,最多2名,則 不同的分配方案有A 、30 種 B 90 種 C 、180 種D 270 種解析:將5名實(shí)習(xí)教師分配到高一年級的3個(gè)班實(shí)習(xí),每班至少1名,最多2名,則將5名教師分成三組,一組1人,另兩組都是2人,有2=15種方法,再將3組分到3A個(gè)班,共有15 A =90種不同的分配方案,選B.(七)、部分符合條件淘汰法例20、四面體的頂點(diǎn)各棱中點(diǎn)共有10個(gè)點(diǎn),在其中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同的取法共 有()A、150 種 B 、147

17、種 C 、144 種 D 、141 種解:10個(gè)點(diǎn)取4個(gè)點(diǎn)共有 C0種取法,其中面ABC內(nèi)的6個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)必共面,這樣的面共有6個(gè),又各棱中點(diǎn)共6個(gè)點(diǎn),有四點(diǎn)共面的平面有3個(gè),故符合條 件不共面的平面有G4。-4C:-6-3 = 141選D說明:在選取總數(shù)中,只有一部分符合條件,可從總數(shù)中減去不符合條件數(shù),即為所求。(八)、分組問題與分配問題 分組問題:均勻分組,除法處理;非均勻分組,組合處理例21、有9個(gè)不同的文具盒:(1)將其平均分成三組;(2)將其分成三組,每組個(gè) 數(shù)2, 3, 4。上述問題各有多少種不同的分法?分析:(1)此題屬于分組問題:先取3個(gè)為第一組,有C3種分法,再取3個(gè)不

18、第二C 3組,有C;種分法,剩下3個(gè)為第三組,有C33種分法,由于三組之間沒有順序,故有9a3 3 種分法。(2)同(1),共有C;C;C:種分法,因三組個(gè)數(shù)各不相同,故不必再除以 A。 分配問題:定額分配,組合處理;隨機(jī)分配,先組后排例22、有9本不同的書:(1)分給甲2本,乙3本,丙4本;(2)分給三個(gè)人,分 別得2本,3本,4本。上述問題各有多少種不同的分法?(1)此題是定額分配問題,先讓甲選,有 C;種;再讓乙選,有C;種;剩下的給丙, 有C:種,共有C;C;C:種不同的分法(2)此題是隨機(jī)分配問題:先將 9本書分成2本, 3本,4本共有三堆,再將三堆分給三個(gè)人,共有 C;C;.C:.

19、A3種不同的分法。例23、對某種產(chǎn)品的6件不同正品和4件不同次品一一進(jìn)行測試,至區(qū)分出所有次 品為止,若所有次品恰好在第5次測試時(shí)被全部發(fā)現(xiàn),則這樣的測試方法有多少種可能? 解:第5次必測出一次品,余下3件次品在前4次被測出,從4件中確定最后一件 次品有°4種方法,前4次中應(yīng)有1件正品、3件次品,有°6°3種,前4次測試中的順序 文檔.4_1 34有A4種,由分步計(jì)數(shù)原理即得:C4 ( C6C3 ) A4 = 576。本題涉及一類重要問題:問題中既有元素的限制,又有排列的問題,一般是先選元素(即 組合)后排列.練習(xí):1、3名教師分配到6個(gè)班里,各人教不同的班級,若

20、每人教 2個(gè)班,有多少種分配方 法? c;c2c; =902、將10本不同的專著分成3本,3本,3本和1本,分別交給4位學(xué)者閱讀,問有多少種不同的分法?Cogc;3!4!例24、某外商計(jì)劃在四個(gè)候選城市投資 3個(gè)不同的項(xiàng)目,且在同一個(gè)城市投資的項(xiàng)目不 超過2個(gè),則該外商不同的投資方案有 ()A.16 種 B.36 種 C.42 種 D.60 種解析:有兩種情況,一是在兩個(gè)城市分別投資1個(gè)項(xiàng)目、2個(gè)項(xiàng)目,此時(shí)有c3,a2 = 36,二是在在兩個(gè)城市分別投資1, 1,1個(gè)項(xiàng)目,此時(shí)有a3=24,共有c3 a2 + a3=60,故 選(D)(九八相同元素入盒問題隔板法在排列組合中,對于將不可分辨的球

21、裝入到可以分辨的盒子中,每盒至少一個(gè),求 方法數(shù)的問題,常用隔板法。例25、求方程x+y+z=10的正整數(shù)解的個(gè)數(shù)。(即:10個(gè)相同的小球分給三人,每人至 少1個(gè),有多少方法?)分析:將10個(gè)球排成一排,球與球之間形成 9個(gè)空隙,將兩個(gè)隔板插入這些空隙 中(每空至多插一塊隔板),規(guī)定由隔板分成的左、中、右三部分的球數(shù)分別為 之值(如圖)OOO OOO OOOO貝U隔板與解的個(gè)數(shù)之間建立了一一對立關(guān)系,故解的個(gè)數(shù)為C; =36個(gè)。實(shí)際運(yùn)用隔板法解題時(shí),在確定球數(shù)、如何插隔板等問題上形成了一些技巧。下面舉例說明:(1)、添加球數(shù)用隔板法例26、求方程x+y+z=10的非負(fù)整數(shù)解的個(gè)數(shù)。分析:注意到

22、x、y、z可以為零,故上題解法中的限定“每空至多插一塊隔板”就不 成立了。怎么辦呢?只要添加三個(gè)球,給 x、y、z各一個(gè)球。這樣原問題就轉(zhuǎn)化為求 x+y+z=13的正整數(shù)解的個(gè)數(shù)了,故解的個(gè)數(shù)為 G22=66個(gè)。(2)、減少球數(shù)用隔板法例27、將20個(gè)相同的小球放入編號分別為 1, 2, 3, 4的四個(gè)盒子中,要求每個(gè)盒 子中的球數(shù)不少于它的編號數(shù),求放法總數(shù)。分析1:先在編號1, 2, 3, 4的四個(gè)盒子內(nèi)分別放0, 1, 2, 3個(gè)球,有1種方法; 再把剩下的14個(gè)球,分成4組,每組至少1個(gè),由例25知有G33 =286種方法。分析2:第一步先在編號1, 2, 3, 4的四個(gè)盒子內(nèi)分別放1

23、, 2, 3, 4個(gè)球,有1種 方法;第二步把剩下的10個(gè)相同的球放入編號為1, 2, 3, 4的盒子里,由例26知有 G; =286 種方法。(3)、先后插入用隔板法例28、為構(gòu)建和諧社會出一份力,一文藝團(tuán)體下基層宣傳演出,準(zhǔn)備的節(jié)目表中原有4個(gè)歌舞節(jié)目,如果保持這些節(jié)目的相對順序不變,擬再添2個(gè)小品節(jié)目,則不同的排列方法有多少種?分析:記兩個(gè)小品節(jié)目分別為 A、B。先排A節(jié)目。根據(jù)A節(jié)目前后的歌舞節(jié)目數(shù)目考 慮方法數(shù),相當(dāng)于把4個(gè)球分成兩堆,由例26知有C5種方法。這一步完成后就有 5 個(gè)節(jié)目了。再考慮需加入的 B節(jié)目前后的節(jié)目數(shù),同上理知有 C6種方法。故由乘法原 理知,共有C;C6=3

24、O種方法。(十)、數(shù)字問題(組成無重復(fù)數(shù)字的整數(shù)) 能被2整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是偶數(shù);不能被 2整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是奇 數(shù)。 能被3整除的數(shù)的特征:各位數(shù)字之和是 3的倍數(shù);能被9整除的數(shù)的特征:各位 數(shù)字之和是9的倍數(shù)。 能被4整除的數(shù)的特征:末兩位是4的倍數(shù)。 能被5整除的數(shù)的特征:末位數(shù)是0或5。 能被25整除的數(shù)的特征:末兩位數(shù)是 25, 50,75。 能被6整除的數(shù)的特征:各位數(shù)字之和是 3的倍數(shù)的偶數(shù)。例29、在1,2,3,4,5這五個(gè)數(shù)字組成的沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)中,各位數(shù)字之和為奇數(shù) 的共有A 36 個(gè) B 、24 個(gè) C 、18 個(gè)D 6 個(gè)解:依題意,所選的三位數(shù)字有

25、兩種情況:(1)3個(gè)數(shù)字都是奇數(shù),有A3種方法(2) 3個(gè)數(shù)字中有一個(gè)是奇數(shù),有C;A;,故共有A3 + C;A; = 24種方法,故選B例30、用數(shù)字0,1,2,3,4組成沒有重復(fù)數(shù)字的五位數(shù),則其中數(shù)字 1,2相鄰的偶 數(shù)有 24個(gè).(十一)、分球入盒問題例30、將5個(gè)小球放到3個(gè)盒子中,在下列條件下,各有多少種投放方法? 小球不同,盒子不同,盒子不空解:將小球分成3份,每份1,1,3或1,2,2。再放在3個(gè)不同的盒子中,即先分3122堆,后分配。有(C5C2 + C5C3)3A 2 A 2 322 小球不同,盒子不同,盒子可空 解:35種 小球不同,盒子相同,盒子不空解:只要將5個(gè)不同小

26、球分成3份,分法為:1,1,3; 1 ,2,2。共有£1£1 +空1=25 A 2 A 2種 小球不同,盒子相同,盒子可空本題即是將5個(gè)不同小球分成1份,2份,3份的問題。共有 c; (C: C;)(字 + 睜)=41 種2 2 小球相同,盒子不同,盒子不空解:(隔板法)。0 00 00,有C:種方法 小球相同,盒子不同,盒子可空解一:把5個(gè)小球及插入的2個(gè)隔板都設(shè)為小球(7個(gè)球)。7個(gè)球中任選兩個(gè)變?yōu)楦舭澹梢韵噜彛?。那?塊隔板分成3份的小球數(shù)對應(yīng)于 相應(yīng)的3個(gè)不同盒子。故有c;=21. 解:分步插板法。 小球相同,盒子相同,盒子不空解:5個(gè)相同的小球分成3份即可,有3

27、,1,1; 2, 2, 1。 共2種 小球相同,盒子相同,盒子可空解:只要將將5個(gè)相同小球分成1份,2份,3份即可。分法如下:5,0,0;4,1,0;3,2,0;3 ,1,1;2,2,1。例31、有4個(gè)不同的小球,放入4個(gè)不同的盒子內(nèi),球全部放入盒子內(nèi)(1)共有幾種放法?(答:44)(2)恰有1個(gè)空盒,有幾種放法?(答:C2A3 =144)(3)恰有1個(gè)盒子內(nèi)有2個(gè)球,有幾種放法?(答:同上C:A3=144)(4) 恰有2個(gè)盒子不放球,有幾種放法?(答:C:A: C:C: =84)(十二)、涂色問題(1)用計(jì)數(shù)原理處理的問題,需要關(guān)注圖形的特征:多少塊?多少色?(2)以涂色先后分步,以色的種類

28、分類。例32、某城市在中心廣場建造一個(gè)花圃,花圃分為 6個(gè)部分(如下圖)?,F(xiàn)要栽種4 種不同顏色的花,每部分栽種一種且相鄰部分要能栽種同種顏色的花,則不同的栽 種方法有多少種?法1 :按對稱區(qū)域顏色是否相同分類分析:四種不同的顏色涂在如圖所示的 6個(gè)區(qū)域,且相鄰兩個(gè)區(qū)域不能同色, 只能選用4種顏色, 要分四類:5(1)與同色、與同色,則有A:;(2)與同色、與同色,則有a4 ;(3) 與同色、與同色,則有A ;(4) 與同色、與同色,則有 A ;(5)與同色、與同色,則有a4 ;所以根據(jù)加法原理得涂色方法總數(shù)為5 A: =120法2:轉(zhuǎn)化法將其轉(zhuǎn)化為空間圖形如右圖,轉(zhuǎn)化為對點(diǎn)涂色。1號和其他5

29、個(gè)區(qū)域都相鄰,其 他5個(gè)區(qū)域按逆時(shí)針順序3個(gè)3個(gè)相鄰,因此對這個(gè)5棱錐的涂色問題,可轉(zhuǎn)化為 用3種顏色對底面5邊形進(jìn)行涂色。第1步:對頂點(diǎn)1進(jìn)行涂色,有C:種涂法;第2步:用剩余的3種顏色對平面5邊形的頂點(diǎn)涂色,則必然有二組相對頂點(diǎn)同色, 有如下五種分組方式:第一種:(2, 4),(3, 5),6; 第二種:(2, 4),(3, 6), 5; 第三種:(2, 5),(3, 6), 4;第四種:(2,5),(第五種:(3,5),(4, 6), 3;4, 6),2.每種分組方式的涂色方法有 A種,根據(jù)分類、分步計(jì)數(shù)原理有 C”5A;=120種涂色方法。例33、將一個(gè)四棱錐的每一個(gè)頂點(diǎn)染上一種顏色,

30、并使同一條棱的兩端異色,若只有五種顏色可供使用,則不同的染色種數(shù)為420應(yīng)該指出的是,上述所介紹的適用不同要求的各種方法并不是絕對的,對于同一問 題有時(shí)會有多種方法,這時(shí)要認(rèn)真思考和分析,靈活選取最佳方法。(十三)、不同元素進(jìn)盒,先分堆再分配對于不同的元素放入幾個(gè)不同的盒內(nèi),當(dāng)有的盒內(nèi)有不小于2個(gè)元素時(shí),不可分批進(jìn)入,必須先分堆再分配。例34、5個(gè)老師分配到3個(gè)班搞活動,每班至少一個(gè),有幾種不同的分法?解:先把5位老師分3堆,有兩類:3,1,1分布有C53種和1,2,2分布有c5c;c;種,再排列到3個(gè)班里有a3種,故共有(c3 C;C2)A種。注意:不同的老師不可分批進(jìn)入同一個(gè)班,須一次到位

31、 (否則有重復(fù)計(jì)數(shù))。即“同 一盒內(nèi)的元素必須一次進(jìn)入”。(十四)、兩類元素問題組合選位法10級樓梯,要求7步走完,每步可跨一級,也可跨兩級,問有幾種不同的跨由題意知,有4步跨單級,3步跨兩級,所以只要在7步中任意選3步跨兩級 即可。故有C;種跨法。注意:兩類元素的排列問題涉及面很廣,應(yīng)予重視。 例36、 沿圖中的網(wǎng)格線從頂點(diǎn)A到頂點(diǎn)B,最短的路線有幾條? 解:每一種最短走法,都要走三段“ | ”線和四段“一”線, 這是兩類元素不分順序的排列問題。故有 C;或C4種走法。例35、 法?解:例37、從5個(gè)班中選10人組成?;@球隊(duì)(無任何要求),有幾種選法?解:這個(gè)問題與例12有區(qū)別,雖仍可看成4

32、塊“檔板”將10個(gè)球分成5格(構(gòu)成5個(gè) 盒子),是球與檔板兩類元素不分順序的排列問題。 但某些盒子中可能沒有球,故4塊“檔板”與10個(gè)球一樣也要參與排成一列而占位置,故有 G:種選法。(十五)、特殊元素(位置)優(yōu)先法對于特殊元素的排列組合問題,一般先考慮特殊元素,再考慮其他元素的安排。 在操作時(shí),針對實(shí)際問題,有時(shí)“元素優(yōu)先”,有時(shí)“位置優(yōu)先”。例38、0,2,3,4,5這五個(gè)數(shù)字,組成沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù),其中偶數(shù)共有幾個(gè)?解法一:(元素優(yōu)先)分兩類:第一類:含0,0在個(gè)位有A2種,0在十位有A;A;種;第二類:不含0,有a;a3種。故共有(a4 a2a3)+a2a2 =30種。注:在考慮每

33、一類時(shí),又要優(yōu)先考慮個(gè)位。解法二:(位置優(yōu)先)分兩類:第一類:0在個(gè)位有a2種;第二類:0不在個(gè)位,先從兩個(gè)偶數(shù)中選一個(gè)放個(gè)位,再選一個(gè)放百位,最后考慮十位,有a;a3a;種。故共有 a2+a;a3a13=30例39、電視臺連續(xù)播放6個(gè)廣告,其中含4個(gè)不同的商業(yè)廣告和2個(gè)不同的公益廣告, 要求首尾必須播放公益廣告,則共有 種不同的播放方式(結(jié)果用數(shù)值表示)解:分二步:首尾必須播放公益廣告的有 A22種;中間4個(gè)為不同的商業(yè)廣告有 A4種, 從而應(yīng)當(dāng)填A(yù)22 A?= 48.從而應(yīng)填48.(十六)、“小團(tuán)體”排列,先“團(tuán)體”后整體對于某些排列問題中的某些元素要求組成“小團(tuán)體”時(shí),可先按制約條件“組

34、 團(tuán)”并視為一個(gè)元素再與其它元素排列。例40、四名男歌手與兩名女歌手聯(lián)合舉行一場演唱會,演出的出場順序要求兩名女歌 手之間有兩名男歌手,則出場方案有幾種?解:先從四名男歌手中選2人排入兩女歌手之間進(jìn)行“組團(tuán)”有 a2a2種,把這個(gè)“女 男男女”小團(tuán)體視為1人再與其余2男進(jìn)行排列有A3種,由乘法原理,共有a4a2 a3 種.(十七)、逐步試驗(yàn)法如果題中附加條件增多,直接解決困難,用試驗(yàn)法尋找規(guī)律也是行之有效的方法.例41、將數(shù)字1,2,3,4填入標(biāo)號為1,234的四個(gè)方格內(nèi),每個(gè)方格填一個(gè), 則每個(gè)方格的標(biāo)號與所填的數(shù)字均不相同的填法種數(shù)有 種。解:此題考查排列的定義,由于附加條件較多,解法較為復(fù)雜,可用試驗(yàn)法逐步解決.第一方格內(nèi)可填2或3或4 如填2,則第二

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