§10.2 排列与组合
最新考纲 1.了解排列、组合的概念. 2.会用排列数公式、组合数公式解决简单的实际问题. 考情考向分析 以理解和应用排列、组合的概念为主,常常以实际问题为载体,考查分类讨论思想,考查分析、解决问题的能力,题型以选择、填空题为主,难度为中档.
1.排列与组合的概念
名称 排列 组合 2.排列数与组合数
(1)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用An表示.
(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用Cn表示. 3.排列数、组合数的公式及性质
mm定义 从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素 按照一定的顺序排成一列 合成一组 公式 n!m(1)An=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)= ?n-m?!Ann?n-1??n-2?…?n-m+1?n!(2)C=m== Amm!m!?n-m?!mnm性质
(3)0!=1;An=n! (4)Cn=Cn;Cn+1=Cn+Cn mn-mmmm-1n概念方法微思考
1.排列问题和组合问题的区别是什么?
提示 元素之间与顺序有关的为排列,与顺序无关的为组合.
2.排列数与组合数公式之间有何关系?它们公式都有两种形式,如何选择使用? 提示 (1)排列数与组合数之间的联系为CnAm=An.
mmm
(2)两种形式分别为:①连乘积形式;②阶乘形式.
前者多用于数字计算,后者多用于含有字母的排列数式子的变形与论证. 3.解排列组合综合应用问题的思路有哪些?
提示 解排列组合综合应用题要从“分析”“分辨”“分类”“分步”的角度入手.“分析”是找出题目的条件、结论,哪些是“元素”,哪些是“位置”;“分辨”就是辨别是排列还是组合,对某些元素的位置有无限制等;“分类”就是对于较复杂的应用题中的元素往往分成互相排斥的几类,然后逐类解决;“分步”就是把问题化成几个相互联系的步骤,而每一步都是简单的排列组合问题,然后逐步解决.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( × ) (2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.( × ) (3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( √ ) (4)(n+1)!-n!=n·n!.( √ ) (5)若组合式Cn=Cn,则x=m成立.( × ) (6)kCn=nCn-1.( √ ) 题组二 教材改编
2.[P27A组T7]6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( ) A.144B.120C.72D.24 答案 D
解析 “插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A4=4×3×2=24.
3.[P19例4]用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中偶数的个数为( ) A.8B.24C.48D.120 答案 C
解析 末位数字排法有A2种,其他位置排法有A4种, 共有A2A4=48(种)排法,所以偶数的个数为48. 题组三 易错自纠
4.六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有( ) A.192种 C.240种
B.216种 D.288种
13
1
3
3
xmkk-1
答案 B
解析 第一类:甲在最左端,有A5=5×4×3×2×1=120(种)排法; 第二类:乙在最左端,甲不在最右端, 有4A4=4×4×3×2×1=96(种)排法. 所以共有120+96=216(种)排法.
5.为发展国外孔子学院,教育部选派6名中文教师到泰国、马来西亚、缅甸任教中文,若每个国家至少去一人,则不同的选派方案种数为( ) A.180B.240C.540D.630 答案 C
C6C2C13
解析 依题意,选派方案分为三类:①一个国家派4名,另两个国家各派1名,有2·A3
A2=90(种);②一个国家派3名,一个国家派2名,一个国家派1名,有C6C3C1A3=360(种);C6C4C23
③每个国家各派2名,有3·A3=90(种),故不同的选派方案种数为90+360+90=540.
A36.寒假里5名同学结伴乘动车外出旅游,实名制购票,每人一座,恰在同一排A,B,C,D,
222
3213
411
4
5
E五个座位(一排共五个座位),上车后五人在这五个座位上随意坐,则恰有一人坐对与自己
车票相符座位的坐法有______种.(用数字作答) 答案 45
解析 设5名同学也用A,B,C,D,E来表示,若恰有一人坐对与自己车票相符的坐法,设
E同学坐在自己的座位上,则其他四位都不坐自己的座位,则有BADC,BDAC,BCDA,CADB,CDAB,CDBA,DABC,DCAB,DCBA,共9种坐法,则恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法
有9×5=45(种).
题型一 排列问题
1.用1,2,3,4,5这五个数字,可以组成比20000大,并且百位数不是数字3的没有重复数字的五位数,共有( ) A.96个 C.72个 答案 B
解析 根据题意知,要求这个五位数比20000大,则首位必须是2,3,4,5这4个数字中的一个,当首位是3时,百位数不是数字3,符合要求的五位数有A4=24(个);当首位是2,4,5时,由于百位数不能是数字3,则符合要求的五位数有3×(A4-A3)=54(个),因此共有54+24=78(个)这样的五位数符合要求.故选B.
4
34
B.78个 D.64个
2.某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方写一条毕业留言,那么全班共写了________条毕业留言.(用数字作答) 答案 1560
解析 由题意知两两彼此给对方写一条毕业留言相当于从40人中任选两人的排列数,所以全班共写了A40=40×39=1560(条)留言.
3.6名同学站成1排照相,要求同学甲既不站在最左边又不站在最右边,共有________种不同站法. 答案 480
解析 方法一 (位置优先法)先从其他5人中安排2人站在最左边和最右边,再安排余下4人的位置,分为两步:
第1步,从除甲外的5人中选2人站在最左边和最右边,有A5种站法; 第2步,余下4人(含甲)站在剩下的4个位置上,有A4种站法. 由分步乘法计数原理可知,共有A5A4=480(种)不同的站法.
方法二 (元素优先法)先安排甲的位置(既不站在最左边又不站在最右边),再安排其他5人的位置,分为两步:
第1步,将甲排在除最左边、最右边外的任意位置上,有A4种站法; 第2步,余下5人站在剩下的5个位置上,有A5种站法. 由分步乘法计数原理可知,共有A4A5=480(种)不同的站法. 思维升华排列应用问题的分类与解法
(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.
(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法. 题型二 组合问题
15
5
1
24
4
2
2
例1男运动员6名,女运动员4名,其中男、女队长各1名.现选派5人外出参加比赛,在下列情形中各有多少种选派方法? (1)男运动员3名,女运动员2名; (2)至少有1名女运动员; (3)队长中至少有1人参加; (4)既要有队长,又要有女运动员. 解 (1)分两步完成:
第一步,选3名男运动员,有C6种选法; 第二步,选2名女运动员,有C4种选法.
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