复杂排列数与组合数练习题和答案

复杂排列数与组合数练习题和答案

排列组合问题联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,因此解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列问题、组合问题还是排列与组合综合问题;其次要抓住问题的本质特征,采用合理恰当的方法来处理。

教学目标

1.进一步理解和应用分步计数原理和分类计数原理。

2.掌握解决排列组合问题的常用策略;能运用解题策略解决简单的综合应用题。提高学生解决问题分析问题的能力

3.学会应用数学思想和方法解决排列组合问题. 复习巩固

1.分类计数原理

完成一件事,有n类办法,在第1类办法中有m1种不同的方法,在第2类办法中有m2种不同的方法,?,在第n类办法中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有:

种不同的方法.

2.分步计数原理

完成一件事,需要分成n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,?,做第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事共有:

种不同的方法.

3.分类计数原理分步计数原理区别

分类计数原理方法相互独立,任何一种方法都可以独立地完成这件事。 分步计数原理各步相互依存,每步中的方法完成事件的一个阶段,不能完成整个事件.

解决排列组合综合性问题的一般过程如下: 1.认真审题弄清要做什么事

2.怎样做才能完成所要做的事,即采取分步还是分类,或是分步与分类同时进行,确定分多少步及多少类。

3.确定每一步或每一类是排列问题还是组合问题,元素总数是多少及取出多少个元素.

4.解决排列组合综合性问题,往往类与步交叉,因此必须掌握一些常用的解题策略

.特殊元素和特殊位置优先策略

1.0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.

:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,

两个位置.

1

先排末位共有C3

1

然后排首位共有C最后排其它位置共有A43

113

C3A4?288

由分步计数原理得C4

练习题:7种不同的花种在排成一列的花盆里,若两种葵花不种在中间,也不

种在两端的花盆里,问有多少不同的种法?

.相邻元素捆绑策略

2.人站成一排

,其中甲乙相邻且丙丁相邻, 共有多少种不同的排法. 解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一

个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。由分步计数原理可得共有A55A2

2A22?480种不同的排法

练习题:某人射击8枪,命中4枪,4枪命中恰好有3枪连在一起的情形的不同种数为 0

.不相邻问题插空策略

3.一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,

则节目的出场顺序有多少种?

:分两步进行第一步排2个相声和3个独唱共有A55种,第二步将4舞蹈插

4

入第一步排好的6个元素中间包含首尾两个空位共有种A6不同的方法,

4

由分步计数原理,节目的不同顺序共有A55A6

练习题:某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个新节目插入原节目单中,且两个新节目不相邻,那么不同插法的种数为 0 .定序问题倍缩空位插入策略

4.7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定共有多少不同的排法

:对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其

他元素一起进行排列,然后用总排列数除以这几个元素之间的

3

全排列数,则共有不同排法种数是:A77/A3

4

设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有A7种方法,其

4

余的三个位置甲乙丙共有 1种坐法,则共有A7种方法。

思考:可以先让甲乙丙就坐吗?

EABCDEFGHA

一般地,n个不同元素作圆形排列,共有!种排法.如果从n个不同元素中取出m个元素作圆形排列共有

1mAn n

练习题:6颗颜色不同的钻石,可穿成几种钻石圈 120 .多排问题直排策略

7.8人排成前后两排,每排4,其中甲乙在前排,丙在后排,共有多少排法 :8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.个特殊

1

元素有A24,再排后4个位置上的特殊元素丙有A4,其余的5人在5

215个位置上任意排列有A55,则共有A4A4A5

一般地,元素分成多排的排列问题,可归结为一排考虑,再分段研

练习题: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46

.排列组合混合问题先选后排策略

8.5个不同的小球,装入4个不同的盒内,每盒至少装一个球,共有多少不同的装法.

:第一步从5个球中选出2个组成复合元共有C52种方法.再把4个元素

装入4个不同的盒内有A4根据分步计数4种方法,

4原理装球的方法共有C52A4

练习题:一个班有6名战士,其中正副班长各1人现从中选4人完成四种不

同的任务,每人完成一种任务,且正副班长有且只有1人参加,则不同的选法有 19

.小集团问题先整体后局部策略

9.1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数其中恰有两个偶数夹1,5在

两个奇数之间,这样的五位数有多少个?

解:把1,,,4当作一个小集团与3排队共有A2再排小集团2种排法,

2222

AA内部共有A2种排法,由分步计数原理共有222A2A2种排法.

小集团排列问题中,先整体后局部,再结合其它策略进行处理。

练习题:

.计划展出10幅不同的画,其中1幅水彩画,4幅油画,5幅国画, 排成一

行陈列,要求同一品种的必须连在一起,并且水彩画不在两端,

54

那么共有陈列方式的种数为A22A5A4

55

2.男生和5女生站成一排照像,男生相邻,女生也相邻的排法有A22A5A5

.元素相同问题隔板策略 10.10个运动员名额,分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案? 解:因为10个名额没有差别,把它们排成一排。相邻名额之间形成9个

空隙。在9个空档中选6个位置插个隔板,可把名额分成7份,对应地分给7个班级,每一种插板方法对应一种分法共有C96种分法。

二班三

六班七班

n个相同的元素分成m,每份至少一个元素,可以用m-1块隔板, m?1

插入n个元素排成一排的n-1个空隙中,所有分法数为Cn?1

练习题:

1 10个相同的球装5个盒中,每盒至少一有多少装法? C94

3

.x?y?z?w?100求这个方程组的自然数解的组数C10十一.正难则反总体淘汰策略

11.0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这十个数字中取出三个数,使其和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种?

解:这问题中如果直接求不小于10的偶数很困难,可用总体淘汰法。这十个数字中有5个偶数5个奇数,所取的三个数含有3个偶数的取法有C53,

12123C5,和为偶数的取法共有C5C5?C5只含有1个偶数的取法有C5。再淘汰和123

C5?C5?小于10的偶数共9种,符合条件的取法共有C5

有些排列组合问题,正面直接考虑比较复杂,而它的反面往往比较简捷,可以先求出

它的反面,再从整体中淘汰.

练习题:我们班里有43位同学,从中任抽5,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的

抽法有多少种?

十二.平均分组问题除法策略

12.本不同的书平均分成3,每堆2本共有多少分法?

排列与组合习题

16个人分乘两辆不同的汽车,每辆车最多坐4人,则不同的乘车方法数为

A40

B50 C60

D70

[解析] 先分组再排列,一组2人一组4人有C2C3615种不同的分法;两组各3人共有A2

10种不同的分法,所以乘车方法数为25×250,故选B.

2.有6个座位连成一排,现有3人就坐,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有

A36

B48 C72

D96

[解析] 恰有两个空座位相邻,相当于两个空位与第三个空位不相邻,先排三个人,然后插

空,从而共A33A2

472种排法,故选C.

3.只用1,2,3三个数字组成一个四位数,规定这三个数必须同时使用,且同一数字不能相邻出现,这样的四位数有

A6

B9C18

D36

[解析] 注意题中条件的要求,一是三个数字必须全部使用,二是相同的数字不能相邻,选

四个数字共有C133选法,即1231,1232,1233,而每种选择有A22×C2

36排法,所以

共有3×618情况,即这样的四位数有18个.

4.男女学生共有8人,从男生中选取2人,从女生中选取1人,共有30种不同的选法,其中女生有

A2人或3B3人或4 C3 D4

[解析] 设男生有n人,则女生有人,由题意可得C2nC18n30,解得n5n6

代入验证,可知女生为2人或3人.

5.某幢楼从二楼到三楼的楼梯共10级,上楼可以一步上一级,也可以一步上两级,若规定从二楼到三楼用8步走完,则方法有

A45

B36 C28

D25

[解析] 因为10÷8的余数为2,故可以肯定一步一个台阶的有6步,一步两个台阶的有2步,那么共有C2828种走法.

6.某公司招聘来8名员工,平均分配给下属的甲、乙两个部门,其中两名英语翻译人员不能分在同一个部门,另外三名电脑编程人员也不能全分在同一个部门,则不同的分配方案共有

A24 B36C38 D108

[解析] 本题考查排列组合的综合应用,据题意可先将两名翻译人员分到两个部门,共有2种方法,第二步将3名电脑编程人员分成两组,一组1人另一组2人,共有C13种分法,然后

再分到两部门去共有C13A22种方法,

第三步只需将其他3人分成两组,一组1人另一组2人即可,由于是每个部门各4人,故分组后两人所去的部门就已确定,故第三步共有C13种方法,

由分步乘法计数原理共有2C13A22C1336

7.已知集合A{5}B{1,2}C{1,3,4},从这三个集合中各取一个元素构成空间直角坐标系中点的坐标,则确定的不同点的个数为

A33

B34C35

D36

[解析] ①所得空间直角坐标系中的点的坐标中不含1的有C12·A3312个;

②所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有11的有C12·A3

3A3318个;

③所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有21的有C133个. 故共有符合条件的点的个数为1218333个,故选A.

8.由123456组成没有重复数字且13都不与5相邻的六位偶数的个数是

A72

B9 C108

D144

[解析] 分两类:若13相邻,有A22·C13A22A2372,若13不相邻有A33·

A3

336 故共有7236108个.

9.如果在一周内安排三所学校的学生参观某展览馆,每天最多只安排一所学校,要求甲学校连续参观两天,其余学校均只参观一天,那么不同的安排方法有

A50

B60 C120

D210

[解析] 先安排甲学校的参观时间,一周内两天连排的方法一共有6种:、、、、、,甲任选一种为C16,然后在剩下的5天中任选2天有序地安排其余两所学

校参观,安排方法有A25种,按照分步乘法计数原理可知共有不同的安排方法C16·

A25120种,故选C.

10.安排7位工作人员在51日到57日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不能安排在51日和2日,不同的安排方法共有________种.

[解析] 先安排甲、乙两人在后5天值班,有A2520排法,其余5人再进行排列,有A55120排法,所以共有20×1202400安排方法.

11.今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有________

种不同的排法.

[解析] 由题意可知,因同色球不加以区分,实际上是一个组合问题,共有C4C2C39·5·31260排法.

12.将6位志愿者分成4组,其中两个组各2人,另两个组各1人,分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有________种.

2

C2C [解析] 先将6名志愿者分为4组,共有4组人员分到4个不

A2

①若5在十位或十万位,则13有三个位置可排,3A3A224

②若5排在百位、千位或万位,则13只有两个位置可排,共3A2A212 算上个位偶数字的排法,共计3108 答案:C

17. 在某种信息传输过程中,用4个数字的一个排列表示一个信息,不同排列表示不同信息,若所用数字只有01,则与信息0110至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为

A.10 B.11 C.1D.15

2

2

22

同场馆去,共有

C2C2·44

A4种分法,故所有分配方案有:·A41 080

A2

种.

13.要在如图所示的花圃中的5个区域中种入4种颜色不同的花,要求相邻区域不同色,有________种不同的种法.

[解析]4种种法,13种种法,42种种法.若13同色,22种种法,若13不同色,21种种法,4×3×2×=72种.

14. 将标号为1234566张卡片放入3个不同的信封中.若每个信封放2张,其中标号为12的卡片放入同一信封,则不同的方法共有

12 18种种4

标号1,2的卡片放入同一封信有

种方法;其他四封信放入两个信封,每个信封两

18. 现安排甲、乙、丙、丁、戌5名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加。甲、乙不会开车但能从事其他三项工作,丙丁戌都能胜任四项工作,则不同安排方案的种数是 A152B.126C.90D.54

3

?18;若有1人从事司机工分类讨论:若有2人从事司机工作,则方案有C32?A3

个有种方法,共有种,故选B.

15. 某单位安排7位员工在101日至7日值班,每天1人,每人值班1天,若7位员工中

的甲、乙排在相邻两天,丙不排在101日,丁不排在107日,则不同的安排方案共有 A. 04 B.960 C.1008 D.1108种解析:分两类:甲乙排12号或67 共有2?A2A4A4种方法

甲乙排中间,丙排7号或不排7号,共有4A2种方法

故共有1008种不同的排法

16. 123456组成没有重复数字且13都不与5相邻的六位偶数的个数是910814解析:先选一个偶数字排个位,有3种选法

w_w_w.k*s*u.c o*m

w_w_w.k*s*u.c o*m

123?C4?A3?108种,所以共有18+108=126种,故B正确 作,则方案有C3

214

19. 甲组有5名男同学,3名女同学;乙组有6名男同学、2名女同学。若从甲、乙两组中各

1

1

3

24

选出2名同学,则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有 150 180 00 345

: 分两类 甲组中选出一名女生有C5?C3?C6?225种选法;

乙组中选出一名女生有C5?C6?C2?120种选法.故共有345种选法.D

2

1

1

112

20. 将甲、乙、丙、丁四名学生分到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为 A.1B.2C.30 D.36

用间接法解答:四名学生中有两名学生分在一个班的种数是C234,顺序有A3种,而

甲乙被分在同一个班的有A3233

3种,所以种数是C4A3?A3?30

21.位男生和3位女生共5位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是

A. 0 B.8C.2D.6

解法一、从3名女生中任取2在一起记作A,,剩下一名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;则男生甲必须在AB之间此时共有6×212种排法最后再在排好的三个元素中选出四个位置插入乙,所以,共有12×448种不同排法。

解法二;同解法一,从3名女生中任取2在一起记作A,,剩下一名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;为使男生甲不在两端可分三类情况:

第一类:女生AB在两端,男生甲、乙在中间,共有6A2A22

2

=24种排法; 第二类:捆绑A和男生乙在两端,则中间女生B和男生甲只有一种排法,此时共

6A

2

212

种排法

第三类:女生B和男生乙在两端,同样中间捆绑A和男生甲也只有一种排法。

此时共有6A2

212种排法

三类之和为24121248种。

22. 10名大学生毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数位 [ C]

A B6C9D8

解析由条件可分为两类:一类是甲乙两人只去一个的选法有:C1

2

2?C7?42,另一类是甲乙都去的选法有C2

1

2?C7=7,所以共有42+7=49,即选C项。

23.位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是

A.60 B. 18C.1D.6

解析:6位同学站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有A3222

3C3A4A2?332种,其中男生甲站两端的有A12222

2A2C3A3A2?144,符合条件的排法故共有18解析2:由题意有2A2

2

2

1

1

2

2

2

2

2??C2?C3?A2??A4?188,B

24. 12个篮球队中有3个强队,将这12个队任意分成3个组,则3个强队恰

好被分在同一组的概率为

A

1155

B

355

C

4

D

13

解析因为将12个组分成4个组的分法有C44412C8C4

A3种,而3个强队恰好被分在同一组分法有

3C3144

3C9C8C4

A2

,故个强队恰好被分在同一组的概率为C31442444339C9C8C4A2C12C8C4A3=55

25. 甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是

对于7个台阶上每一个只站一人,则有A3

7种;若有一个台阶有2人,另一个是1人,则共有C12

3A7种,因此共有不同的站法种数是336种.

26. 锅中煮有芝麻馅汤圆6个,花生馅汤圆5个,豆沙馅汤圆4个,这三种汤圆的外部特征完全相同。从中任意舀取4个汤圆,则每种汤圆都至少取到1个的概率为

A

891 B2591 C486091 D91

因为总的滔法C4

15,而所求事件的取法分为三类,即芝麻馅汤圆、花生馅汤圆。豆沙馅汤圆取得个数分别按1.1.2121211三类,故所求概率为

C11212?C12116?C5?C4?C6?C54?C6?C5?C4C4

?48

1591

27. 4名大学生分配到3个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则不同的分配方案有

种.

分两步完成:第一步将4名大学生按,211分成三组,其分法有C211

4?C2?C1

A2

;2

第二步将分好的三组分配到3个乡镇,其分法有A3所以满足条件得分配的方案有

3

五位数,所以全部合理的五位数共有24个。

C2?C1142?C1A2

?A3

3?36

28. 4个颜色互不相同的球全部放入编号为12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

A10 B20 C36D52

解析:将4个颜色互不相同的球全部放入编号为12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,分情况讨论:1号盒子中放1个球,其余3个放入2

盒子,有C1?4种方法;1号盒子中放2个球,其余2个放入2号盒子,有C2

44?6种方法;

则不同的放球方法有10种,选A

29. 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

30种90种180种 270种

解析: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,则将512教师分成三组,一组1人,另两组都是2人,有

C5?C

4

A2

?15种方法,再将3组分到3个班,2

共有15?A33

?90种不同的分配方案,选B.

30. 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,其中甲和乙不同

,甲和丙只能同去或同不去,则不同的选派方案共有种

解析: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,其中甲和乙不同去,甲和丙只能同去或同不去,可以分情况讨论, 甲、丙同去,则乙不去,有C2?A45

4

=240

种选法;甲、丙同不去,乙去,有C34种选法;甲、乙、丙都不去,有A4

5?A4=2405?120

种选法,共有600种不同的选派方案.1. 用数字01234组成没有重复数字的五位数,则其中数字12相邻的偶数有个.

解析:可以分情况讨论: 若末位数字为0,则12,为一组,且可以交换位置,34

各为1个数字,共可以组成2?A3

3?12个五位数; 若末位数字为2,则1与它相邻,其余

3个数字排列,且0不是首位数字,则有2?A2

2?4个五位数; 若末位数字为4,则12

为一组,且可以交换位置,30,各为1个数字,且0不是首位数字,则有2?=8

32.有一排8个发光二极管,每个二极管点亮时可发出红光或绿光,若每次恰有3个二极管点亮,但相邻的两个二极管不能同时点亮,根据这三个点亮的二极管的不同位置和不同颜色来表示不同的信息,求这排二极管能表示的信息种数共有多少种?

[解析] 因为相邻的两个二极管不能同时点亮,所以需要把3个点亮的二极管插放在未点亮的5个二极管之间及两端的6个空上,共有C36种亮灯办法.

然后分步确定每个二极管发光颜色有2×2×28方法,所以这排二极管能表示的信息种数共有C36×2×2×2160

33.按下列要求把12个人分成3个小组,各有多少种不同的分法?

各组人数分别为2,4,6个;平均分成3个小组;平均分成3个小组,进入3个不同车间. C212C4C410C6

61860C4C4

[解析]

A575

3

分两步:第一步平均分三组;第二步让三个小组分别进入三个不同车间,故有C4C4C43

A3·A3

C412·C48·

C4

43650不同的分法.464女站成一排,求满足下列条件的排法共有多少种?

任何2名女生都不相邻有多少种排法?男甲不在首位,男乙不在末位,有多少种排法? 男生甲、乙、丙排序一定,有多少种排法?男甲在男乙的左边有多少种不同的排法?

[解析] 任何2名女生都不相邻,则把女生插空,所以先排男生再让女生插到男生的空中,共有A66·A47种不同排法.

方法一:甲不在首位,按甲的排法分类,若甲在末位,则有A99种排法,若甲不在末

位,则甲有A18种排法,乙有A18种排法,其余有A88种排法,

综上共有种排法. 方法二:无条件排列总数 ?甲在首,乙在末A88

A10

?9810?甲在首,乙不在末A?9A8

?甲不在首,乙在末A99A88

甲不在首乙不在末,共有种排法.

10人的所有排列方法有A1010种,其中甲、乙、丙的排序有A33种,又对应甲、乙、丙只

A10有一种排序,所以甲、乙、丙

排序一定的排法有

A3

男甲在男乙的左边的10人排列与男甲在男乙的右边的10人排列数相等,而10人排110

列数恰好是这二者之和,因此满足条件的有A10种排法.

2

35. 已知m,n是正整数,f??的展开式中x的系数为7 试求f中的x的系数的最小值

对于使fx的系数为最小的m,n,求出此时x的系数 利用上述结果,求f的近似值 解:根据题意得:Cm?Cn?7,即m?n?

1

1

mn

2

23

mnm2?n2?m?n

?? x的系数为C?C?

222

2

2

m

2n

将变形为n?7?m代入上式得:x的系数为m?7m?21??故当m?34时,x的系数的最小值为9

m?3,n?4m?4,n?3时,x3的系数为为C3?C4? f?2.02

3

3

22

72

2

34

2

1.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单,那么不同插法的种数为________

28名学生和2位老师站成一排合影,2位老师不相邻的排法种数为________种.

32010年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人

分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有________种.

4.某外商计划在4个候选城市中投资3个不同的项目,且在同一个城市投资的项目不超

2个,则该外商不同的投资方案有________种.

5.有5名男生和3名女生,从中选出5人分别担任语文、数学、英语、物理、化学学科

的课代表,若某女生必须担任语文课代表,则不同的选法共有________种.

6.将4名新来的同学分配到ABC三个班级中,每个班级至少安排1名学生,其中甲

同学不能分配到A班,那么不同的分配方案有________种.

7.在10名演员中5人能歌8人善舞,从中选出5人,使这5人能演出一个由1人独唱4人伴舞的节目,共有几种选法

8.某医院有内科医生12名,外科医生8名,现选派5名参加赈灾医疗队,其中:

某内科医生甲与某外科医生乙必须参加,共有多少种不同选法?

甲、乙均不能参加,有多少种选法?

甲、乙两人至少有一人参加,有多少种选法?

队中至少有一名内科医生和一名外科医生,有几种选法?

1.答案2

2.答案 A8A9

3.答案6

4.答案0

5.答案40

6.答案4

7.选法种数是C3C7C2C8245

8.共有C12C8C12C8C12C8C12C81656 14233241141482

《复杂排列数与组合数练习题和答案.doc》
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