公务笔试行测之排列组合解题方法大全
(2013-03-20 15:41:41)
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杂谈 |
分类: 笔试 |
排列组合应用题的类型及解题策略
一.处理排列组合应用题的一般步骤为:①明确要完成的是一件什么事(审题)
二.处理排列组合应用题的规律
(1)
(2)
解决问题的入手点是:特殊元素优先考虑;特殊位置优先考虑。
特殊优先法: 对于存在特殊元素或者特殊位置的排列组合问题,我们可以从这些特殊的东西入手,先解决特殊元素或特殊位置,再去解决其它元素或位置,这种解法叫做特殊优先法。
例1.电视台连续播放6个广告,其中含4个不同的商业广告和2个不同的公益广告,要求首尾必须播放公益广告,则共有
解:分二步:首尾必须播放公益广告的有A22种;中间4个为不同的商业广告有A44种,从而应当填 A22·A44=48. 从而应填48.
1.相邻问题
(1)、全相邻问题,捆邦法
例2、6名同学排成一排,其中甲,乙两人必须排在一起的不同排法有( C )种。A22A55
A)720
说明:从上述解法可以看出,所谓“捆邦法”,就是在解决对于某几个元素要求相邻问题时,可以整体考虑将相邻元素视作一个“大”元素。
(2)、全不相邻问题,插空法
例3、要排一张有6个歌唱节目和4个舞蹈节目的演出节目单,任何两个舞蹈节目不得相邻,问有多少不同的排法,
解:先将6个歌唱节目排好,其中不同的排法有6!,这6个节目的空隙及两端共有七个位置中再排4个舞蹈节目有 种排法,由乘法原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为 种
例4高三(一)班学要安排毕业晚会的4各音乐节目,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连排,则不同排法的种数是
(A)1800
解:不同排法的种数为 =3600,故选B
说明:从解题过程可以看出,不相邻问题是指要求某些元素不能相邻,由其它元素将它隔开,此类问题可以先将其它元素排好,再将特殊元素插入,故叫插空法。
(3).不全相邻排除法,排除处理
例5.五个人站成一排,其中甲、乙、丙三人有两人相邻,有多少排法?解:
例6.有两排座位,前排11个座位,后排12个座位,现安排2人就座,规定前排中间的3个座位不能坐,并且这2人不左右相邻,那么不同排法的种数是
2、顺序一定,除法处理或分类法。
例7、信号兵把红旗与白旗从上到下挂在旗杆上表示信号,现有3面红旗、2面白旗,把5面旗都挂上去,可表示不同信号的种数是(
解:5面旗全排列有 种挂,由于3面红旗与2面白旗的分别全排列均只能作一次的挂法,故有
例8.某工程队有6项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有工程丁必须在工程丙完成后立即进行。那么安排这6项工程的不同排法种数是
解一:依题意,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的5个空中(插一个或二个),可得有 =30种不同排法。解二: =30
例9、由数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的6位数,其中个位数字小于十位的数字的共有(
A)210个
4、多元问题,分类法
例10.某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人),其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有
共有600种不同的选派方案.
例11:设集合 。选择I的两个非空子集A和B,要使B中最小的数大于A中最大的数,则不同的选择方法共有
A.
总计有 ,选B.
例12将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有A
A.10种 B.20种
说明:元素多,取出的情况也多种,可按要求分成互不相容的几类情况分别计算,最后总计。
5、交叉问题,集合法(二元否定问题,依次分类)。
例13、从6名运动员中选出4名参加4×100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?252
例14、某天的课表要排入语文、数学、英语、物理、化学、体育共六门课程,且上午安排四节课,下午安排两节课。
(1)若第一节不排体育,下午第一节不排数学,一共有多少种不同的排课方法?
(2)若要求数学、物理、化学不能排在一起(上午第四节与下午第一节不算连排),一共有多少种不同的排课方法?
例15、同室4人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人从中拿一张别人送来的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有(
B
A)6种
说明:求解二元否定问题可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依此即可完成。
例16、安排5名歌手的演出顺序时,要求某名歌手不第一个出场,另一名歌手不最后一个出场,不同排法的总数是
说明:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素的个数的公式来求解。
6、多排问题,单排法
例17、两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,若8名学生入座(每人一座位),则不同的座法为
A)
解:此题分两排座可以看成是一排座,故有 种座法。∴选(D) 说明:把元素排成几排的问题,可归纳为一排考虑,再分段处理。
7、至少问题,分类法 或 间接法(排除处理)
例18.从4名男生和3名女生中选出3人,分别从事三项不同的工作,若这3人中至少有1名女生,则选派方案共有
(A)108种 (B)186种
解析:从全部方案中减去只选派男生的方案数,合理的选派方案共有 =186种,选B.
例19. 5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1、2、3号参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有一名老队员,且1、2号中至少有1名新队员的排法有_______种.(以数作答)
【解析】两老一新时, 有 种排法;两新一老时, 有 种排法,即共有48种排法.
【点评】本题考查了有限制条件的排列组合问题以及分类讨论思想.
例20.将5名实习教师分配到高一年级的3个班实习,每班至少1名,最多2名,则不同的分配方案有
(A)30种 (B)90种
说明:含“至多”或“至少”的排列组合问题,是需要分类问题,或排除法。排除法,适用于反面情况明确且易于计算的情况。
8、部分符合条件淘汰法
例21.四面体的顶点各棱中点共有10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有
A)150种
解:10个点取4个点共有
说明:在选取总数中,只有一部分符合条件,可从总数中减去不符合条件数,即为所求。
9.分组问题与分配问题
①分组问题:均匀分组,除法处理;非均匀分组,组合处理
例22。有9个不同的文具盒:(1)将其平均分成三组;(2)将其分成三组,每组个数2,3,4。上述问题各有多少种不同的分法?
分析:(1)此题属于分组问题:先取3个为第一组,有
练习:12个学生平均分成3组,参加制作航空模型活动,3个教师各参加一组进行指导,问有多少种分组方法?
②分配问题:
例23。有9本不同的书:(1)分给甲2本,乙3本,丙4本;(2)分给三个人,分别得2本,3本,4本。上述问题各有多少种不同的分法?(1)此题是定额分配问题,先让甲选,有 种;再让乙选,有 种;剩下的给丙,有 种,共有 种不同的分法(2)此题是随机分配问题:先将9本书分成2本,3本,4本共有三堆,再将三堆分给三个人,共有 种不同的分法。
例24:对某种产品的6件不同正品和4件不同次品一一进行测试,至区分出所有次品为止,若所有次品恰好在第5次测试时被全部发现,则这样的测试方法有多少种可能?
解:第5次必测出一次品,余下3件次品在前4次被测出,从4件中确定最后一件次品有 种方法,前4次中应有1件正品、3件次品,有 种,前4次测试中的顺序有 种,由分步计数原理即得: ( ) =576。
【评述】本题涉及一类重要问题:问题中既有元素的限制,又有排列的问题,一般是先选元素(即组合)后排列
练习:1。3名教师分配到6个班里,各人教不同的班级,若每人教2个班,有多少种分配方法?
例25
某外商计划在四个候选城市投资3个不同的项目,且在同一个城市投资的项目不超过2个,则该外商不同的投资方案有
解析:有两种情况,一是在两个城市分别投资1个项目、2个项目,此时有
,二是在在两个城市分别投资1,1,1个项目,此时有
,
10.隔板法:隔板法及其应用技巧
例26。求方程x+y+z=10的正整数解的个数。(即:10个相同的小球分给三人,每人至少1个,有多少种方法?)
则隔板与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为
技巧一:添加球数用隔板法。
分析:注意到x 、y 、z 可以为零,故上题解法中的限定“每空至多插一块隔板”就不成立了。怎么办呢?只要添加三个球,给 x、
y、z
例29。为构建和谐社会出一份力,一文艺团体下基层宣传演出,准备的节目表中原有4个歌舞节目,如果保持这些节目的相对顺序不变,拟再添2个小品节目,则不同的排列方法有多少种?
②能被3整除的数的特征:各位数字之和是3的倍数;能被9整除的数的特征:各位数字之和是9的倍数。
③
⑤
例30在 这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为奇数的共有
(A)36个
解:依题意,所选的三位数字有两种情况:(1)3个数字都是奇数,有 种方法(2)3个数字中有一个是奇数,有 ,故共有 + =24种方法,故选B
例31。用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的五位数,则其中数字1,2相邻的偶数有 24 个(用数字作答).
12.分球入盒问题
例32:将5个小球放到3个盒子中,在下列条件下,各有多少种投放方法?
①
解:将小球分成3份,每份1,1,3或1,2,2。再放在3个不同的盒子中,即先分堆,后分配。有
②小球不同,盒子不同,盒子可空
③小球不同,盒子相同,盒子不空
④小球不同,盒子相同,盒子可空
本题即是将5个不同小球分成1份,2份,3份的问题。共有 种
⑤小球相同,盒子不同,盒子不空解:(隔板法)。0 \ 00 \
00
⑥小球相同,盒子不同,盒子可空
解一:把5个小球及插入的2个隔板都设为小球(7个球)。7个球中任选两个变为隔板(可以相邻)。那么2块隔板分成3份的小球数对应于 相应的3个不同盒子。故有 =21解:分步插板法。
⑦小球相同,盒子相同,盒子不空解:5个相同的小球分成3份即可,有3,1,1;2,2,1。
⑧小球相同,盒子相同,盒子可空
解:只要将将5个相同小球分成1份,2份,3份即可。分法如下:5,0,0;
例33、有4个不同的小球,放入4个不同的盒子内,球全部放入盒子内
(1)共有几种放法?(答: )(2)恰有1个空盒,有几种放法?(答: )
(3)恰有1个盒子内有2个球,有几种放法?(答: )(4)恰有2个盒子不放球,有几种放法?(答: )
13、涂色问题:(1)用计数原理处理的问题,需要关注图形的特征:多少块?多少色?
例34、某城市在中心广场建造一个花圃,花圃分为6个部分(如图)。现要栽种4种不同颜色的花,每部分栽种一种且相邻部分要能栽种同种颜色的花,则不同的栽种方法有
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巧解排列组合的21种模型
排列组合问题是高考的必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握.实践证明,掌握题型和识别模式,并熟练运用,是解决排列组合的有效途径.下面就系统地介绍巧解排列组合的21种模型.
1.相邻问题捆绑法:题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列.
例1. 五人并排站成一排,如果 必须相邻且 在 的右边,那么不同的排法种数有
A、60种
解析:把 视为一人,且 固定在 的右边,则本题相当于4人的全排列, 种,答案: .
2.相离问题插空排:元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.
例2.七人并排站成一行,如果甲乙两个必须不相邻,那么不同的排法种数是
A、1440种
解析:除甲乙外,其余5个排列数为 种,再用甲乙去插6个空位有 种,不同的排法种数是 种,选 .
3.定序问题缩倍法:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.
例3. 五人并排站成一排,如果 必须站在 的右边( 可以不相邻)那么不同的排法种数是
A、24种
解析: 在 的右边与 在 的左边排法数相同,所以题设的排法只是5个元素全排列数的一半,即 种,选 .
4.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.
例4.将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有
A、6种
解析:先把1填入方格中,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,选 .
5.有序分配问题逐分法:有序分配问题指把元素分成若干组,可用逐步下量分组法.
例5.(1)有甲乙丙三项任务,甲需2人承担,乙丙各需一人承担,从10人中选出4人承担这三项任务,不同的选法种数是
A、1260种
解析:先从10人中选出2人承担甲项任务,再从剩下的8人中选1人承担乙项任务,第三步从另外的7人中选1人承担丙项任务,不同的选法共有 种,选 .
(2)12名同学分别到三个不同的路口进行流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案有
A、
种
答案: .
6.全员分配问题分组法:
例6.(1)4名优秀学生全部保送到3所学校去,每所学校至少去一名,则不同的保送方案有多少种?
解析:把四名学生分成3组有 种方法,再把三组学生分配到三所学校有 种,故共有 种方法.
说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.
(2)5本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为
A、480种
答案: .
7.名额分配问题隔板法:
例7.10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?
解析:10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为 种.
8.限制条件的分配问题分类法:
例8.某高校从某系的10名优秀毕业生中选4人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案?
解析:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,有以下四种情况:
①若甲乙都不参加,则有派遣方案 种;②若甲参加而乙不参加,先安排甲有3种方法,然后安排其余学生有 方法,所以共有 ;③若乙参加而甲不参加同理也有 种;④若甲乙都参加,则先安排甲乙,有7种方法,然后再安排其余8人到另外两个城市有 种,共有 方法.所以共有不同的派遣方法总数为 种.
9.多元问题分类法:元素多,取出的情况也多种,可按结果要求分成不相容的几类情况分别计数,最后总计.
例9.(1)由数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有
A、210种
解析:按题意,个位数字只可能是0、1、2、3和4共5种情况,分别有 、 、 、
和 个,合并总计300个,选 .
(2)从1,2,3…,100这100个数中,任取两个数,使它们的乘积能被7整除,这两个数的取法(不计顺序)共有多少种?
解析:被取的两个数中至少有一个能被7整除时,他们的乘积就能被7整除,将这100个数组成的集合视为全集I,能被7整除的数的集合记做 共有14个元素,不能被7整除的数组成的集合记做 共有86个元素;由此可知,从 中任取2个元素的取法有 ,从 中任取一个,又从 中任取一个共有 ,两种情形共符合要求的取法有 种.
(3)从1,2,3,…,100这100个数中任取两个数,使其和能被4整除的取法(不计顺序)有多少种?
解析:将 分成四个不相交的子集,能被4整除的数集 ;能被4除余1的数集 ,能被4除余2的数集 ,能被4除余3的数集 ,易见这四个集合中每一个有25个元素;从 中任取两个数符合要;从 中各取一个数也符合要求;从 中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有 种.
10.交叉问题集合法:某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素个数公式 .
例10.从6名运动员中选出4人参加4×100米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方案?
解析:设全集={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:
种.
11.定位问题优先法:某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的元素。
例11.1名老师和4名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站两端则有不同的排法有多少种?
解析:老师在中间三个位置上选一个有 种,4名同学在其余4个位置上有 种方法;所以共有 种.
12.多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理.
例12.(1)6个不同的元素排成前后两排,每排3个元素,那么不同的排法种数是
A、36种
解析:前后两排可看成一排的两段,因此本题可看成6个不同的元素排成一排,共
种,选 .
(2)8个不同的元素排成前后两排,每排4个元素,其中某2个元素要排在前排,某1个元素排在后排,有多少种不同排法?
解析:看成一排,某2个元素在前半段四个位置中选排2个,有 种,某1个元素排在后半段的四个位置中选一个有 种,其余5个元素任排5个位置上有 种,故共有 种排法.
13.“至少”“至多”问题用间接排除法或分类法:抽取两类混合元素不能分步抽.
例13.从4台甲型和5台乙型电视机中任取3台,其中至少要甲型和乙型电视机各一台,则不同的取法共有
A、140种
解析1:逆向思考,至少各一台的反面就是分别只取一种型号,不取另一种型号的电视机,故不同的取法共有 种,选.
解析2:至少要甲型和乙 型电视机各一台可分两种情况:甲型1台乙型2台;甲型2台乙型1台;故不同的取法有 台,选 .
14.选排问题先取后排:从几类元素中取出符合题意的几个元素,再安排到一定的位置上,可用先取后排法.
例14.(1)四个不同球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,则恰有一个空盒的放法有多少种?
解析:“先取”四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有 种,“再排”在四个盒中每次排3个有 种,故共有 种.
(2)9名乒乓球运动员,其中男5名,女4名,现在要进行混合双打训练,有多少种不同的分组方法?
解析:先取男女运动员各2名,有 种,这四名运动员混和双打练习有 中排法,故共有 种.
15.部分合条件问题排除法:在选取的总数中,只有一部分合条件,可以从总数中减去不符合条件数,即为所求.
例15.(1)以正方体的顶点为顶点的四面体共有
A、70种
解析:正方体8个顶点从中每次取四点,理论上可构成 四面体,但6个表面和6个对角面的四个顶点共面都不能构成四面体,所以四面体实际共有 个.
(2)四面体的顶点和各棱中点共10点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有
A、150种
解析:10个点中任取4个点共有 种,其中四点共面的有三种情况:①在四面体的四个面上,每面内四点共面的情况为 ,四个面共有 个;②过空间四边形各边中点的平行四边形共3个;③过棱上三点与对棱中点的三角形共6个.所以四点不共面的情况的种数是 种.
16.圆排问题线排法:把 个不同元素放在圆周 个无编号位置上的排列,顺序(例如按顺时钟)不同的排法才算不同的排列,而顺序相同(即旋转一下就可以重合)的排法认为是相同的,它与普通排列的区别在于只计顺序而首位、末位之分,下列 个普通排列:
在圆排列中只算一种,因为旋转后可以重合,故认为相同, 个元素的圆排列数有 种.因此可将某个元素固定展成线排,其它的 元素全排列.
例16.5对姐妹站成一圈,要求每对姐妹相邻,有多少种不同站法?
解析:首先可让5位姐姐站成一圈,属圆排列有 种,然后在让插入其间,每位均可插入其姐姐的左边和右边,有2种方式,故不同的安排方式 种不同站法.
说明:从 个不同元素中取出 个元素作圆形排列共有 种不同排法.
17.可重复的排列求幂法:允许重复排列问题的特点是以元素为研究对象,元素不受位置的约束,可逐一安排元素的位置,一般地 个不同元素排在 个不同位置的排列数有 种方法.
例17.把6名实习生分配到7个车间实习共有多少种不同方法?
解析:完成此事共分6步,第一步;将第一名实习生分配到车间有7种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有7种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有 种不同方案.
18.复杂排列组合问题构造模型法:
例18.马路上有编号为1,2,3…,9九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种?
解析:把此问题当作一个排对模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯 种方法,所以满足条件的关灯方案有10种.
说明:一些不易理解的排列组合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型,排队模型,装盒模型可使问题容易解决.
19.元素个数较少的排列组合问题可以考虑枚举法:
例19.设有编号为1,2,3,4,5的五个球和编号为1,2,3,4,5的盒子现将这5个球投入5个盒子要求每个盒子放一个球,并且恰好有两个球的号码与盒子号码相同,问有多少种不同的方法?
解析:从5个球中取出2个与盒子对号有 种,还剩下3个球与3个盒子序号不能对应,利用枚举法分析,如果剩下3,4,5号球与3,4,5号盒子时,3号球不能装入3号盒子,当3号球装入4号盒子时,4,5号球只有1种装法,3号球装入5号盒子时,4,5号球也只有1种装法,所以剩下三球只有2种装法,因此总共装法数为 种.
20.复杂的排列组合问题也可用分解与合成法:
例20.(1)30030能被多少个不同偶数整除?
解析:先把30030分解成质因数的形式:30030=2×3×5×7×11×13;依题意偶因数2必取,3,5,7,11,13这5个因数中任取若干个组成成积,所有的偶因数为
个.
(2)正方体8个顶点可连成多少队异面直线?
解析:因为四面体中仅有3对异面直线,可将问题分解成正方体的8个顶点可构成多少个不同的四面体,从正方体8个顶点中任取四个顶点构成的四面体有 个,所以8个顶点可连成的异面直线有3×58=174对.
21.利用对应思想转化法:对应思想是教材中渗透的一种重要的解题方法,它可以将复杂的问题转化为简单问题处理.
例21.(1)圆周上有10点,以这些点为端点的弦相交于圆内的交点最多有多少个?
解析:因为圆的一个内接四边形的两条对角线相交于圆内一点,一个圆的内接四边形就对应着两条弦相交于圆内的一个交点,于是问题就转化为圆周上的10个点可以确定多少个不同的四边形,显然有 个,所以圆周上有10点,以这些点为端点的弦相交于圆内的交点有 个.
(2)某城市的街区有12个全等的矩形组成,其中实线表示马路,从 到 的最短路径有多少种?
A |
B |
解析:可将图中矩形的一边叫一小段,从 到 最短路线必须走7小段,其中:向东4段,向北3段;而且前一段的尾接后一段的首,所以只要确定向东走过4段的走法,便能确定路径,因此不同走法有 种.