高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)易做易錯(cuò)題選
排列組合易錯(cuò)題正誤解析
排列組合問題類型繁多、方法豐富、富于變化,稍不注意,極易出錯(cuò).本文選擇一些在教學(xué)中學(xué)生常見的錯(cuò)誤進(jìn)行正誤解析,以饗讀者.
1沒有理解兩個(gè)基本原理出錯(cuò)
排列組合問題基于兩個(gè)基本計(jì)數(shù)原理,即加法原理和乘法原理,故理解“分類用加、分步用乘”是解決排列組合問題的前提.
例1(1995年上海高考題)從6臺(tái)原裝計(jì)算機(jī)和5臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)中任意選取5臺(tái),其中至少有原裝與組裝計(jì)算機(jī)各兩臺(tái),則不同的取法有 種.
誤解:因?yàn)榭梢匀?臺(tái)原裝與3臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)或是3臺(tái)原裝與2臺(tái)組裝計(jì)算機(jī),所以只有2種取法.
錯(cuò)因分析:誤解的原因在于沒有意識(shí)到“選取2臺(tái)原裝與3臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)或是3臺(tái)原裝與2臺(tái)組裝計(jì)算機(jī)”是完成任務(wù)的兩“類”辦法,每類辦法中都還有不同的取法.
正解:由分析,完成第一類辦法還可以分成兩步:第一步在原裝計(jì)算機(jī)中任意選取2臺(tái),有種方法;第二步是在組裝計(jì)算機(jī)任意選取3臺(tái),有
種方法,據(jù)乘法原理共有
種方法.同理,完成第二類辦法中有
種方法.據(jù)加法原理完成全部的選取過程共有
種方法.
例2 在一次運(yùn)動(dòng)會(huì)上有四項(xiàng)比賽的冠軍在甲、乙、丙三人中產(chǎn)生,那么不同的奪冠情況共有( )種.
(A) (B)
(C)
(D)
誤解:把四個(gè)冠軍,排在甲、乙、丙三個(gè)位置上,選A.
錯(cuò)因分析:誤解是沒有理解乘法原理的概念,盲目地套用公式.
正解:四項(xiàng)比賽的冠軍依次在甲、乙、丙三人中選取,每項(xiàng)冠軍都有3種選取方法,由乘法原理共有種.
說明:本題還有同學(xué)這樣誤解,甲乙丙奪冠均有四種情況,由乘法原理得.這是由于沒有考慮到某項(xiàng)冠軍一旦被一人奪得后,其他人就不再有4種奪冠可能.
2判斷不出是排列還是組合出錯(cuò)
在判斷一個(gè)問題是排列還是組合問題時(shí),主要看元素的組成有沒有順序性,有順序的是排列,無順序的是組合.
例3 有大小形狀相同的3個(gè)紅色小球和5個(gè)白色小球,排成一排,共有多少種不同的排列方法?
誤解:因?yàn)槭?個(gè)小球的全排列,所以共有種方法.
錯(cuò)因分析:誤解中沒有考慮3個(gè)紅色小球是完全相同的,5個(gè)白色小球也是完全相同的,同色球之間互換位置是同一種排法.
正解:8個(gè)小球排好后對(duì)應(yīng)著8個(gè)位置,題中的排法相當(dāng)于在8個(gè)位置中選出3個(gè)位置給紅球,剩下的位置給白球,由于這3個(gè)紅球完全相同,所以沒有順序,是組合問題.這樣共有:排法.
3重復(fù)計(jì)算出錯(cuò)
在排列組合中常會(huì)遇到元素分配問題、平均分組問題等,這些問題要注意避免重復(fù)計(jì)數(shù),產(chǎn)生錯(cuò)誤。
例4(2002年北京文科高考題)5本不同的書全部分給4個(gè)學(xué)生,每個(gè)學(xué)生至少一本,不同的分法種數(shù)為( )
(A)480 種 (B)240種 (C)120種 (D)96種
誤解:先從5本書中取4本分給4個(gè)人,有種方法,剩下的1本書可以給任意一個(gè)人有4種分法,共有
種不同的分法,選A.
錯(cuò)因分析:設(shè)5本書為
、
、
、
、
,四個(gè)人為甲、乙、丙、丁.按照上述分法可能如下的表1和表2:
表1是甲首先分得、乙分得
、丙分得
、丁分得
,最后一本書
給甲的情況;表2是甲首先分得
、乙分得
、丙分得
、丁分得
,最后一本書
給甲的情況.這兩種情況是完全相同的,而在誤解中計(jì)算成了不同的情況。正好重復(fù)了一次.
正解:首先把5本書轉(zhuǎn)化成4本書,然后分給4個(gè)人.第一步:從5本書中任意取出2本捆綁成一本書,有種方法;第二步:再把4本書分給4個(gè)學(xué)生,有
種方法.由乘法原理,共有
種方法,故選B.
例5 某交通崗共有3人,從周一到周日的七天中,每天安排一人值班,每人至少值2天,其不同的排法共有( )種.
(A)5040 (B)1260 (C)210 (D)630
誤解:第一個(gè)人先挑選2天,第二個(gè)人再挑選2天,剩下的3天給第三個(gè)人,這三個(gè)人再進(jìn)行全排列.共有:,選B.
錯(cuò)因分析:這里是均勻分組問題.比如:第一人挑選的是周一、周二,第二人挑選的是周三、周四;也可能是第一個(gè)人挑選的是周三、周四,第二人挑選的是周一、周二,所以在全排列的過程中就重復(fù)計(jì)算了.
正解:種.
4遺漏計(jì)算出錯(cuò)
在排列組合問題中還可能由于考慮問題不夠全面,因?yàn)檫z漏某些情況,而出錯(cuò)。
例6 用數(shù)字0,1,2,3,4組成沒有重復(fù)數(shù)字的比1000大的奇數(shù)共有( )
(A)36個(gè) (B)48個(gè) (C)66個(gè) (D)72個(gè)
誤解:如右圖,最后一位只能是1或3有兩種取法,
又因?yàn)榈?位不能是0,在最后一位取定后只有3種取
法,剩下3個(gè)數(shù)排中間兩個(gè)位置有種排法,共有
個(gè).
錯(cuò)因分析:誤解只考慮了四位數(shù)的情況,而比1000大的奇數(shù)還可能是五位數(shù).
正解:任一個(gè)五位的奇數(shù)都符合要求,共有個(gè),再由前面分析四位數(shù)個(gè)數(shù)和五位數(shù)個(gè)數(shù)之和共有72個(gè),選D.
5忽視題設(shè)條件出錯(cuò)
在解決排列組合問題時(shí)一定要注意題目中的每一句話甚至每一個(gè)字和符號(hào),不然就可能多解或者漏解.
例7 (2003全國高考題)如圖,一個(gè)
地區(qū)分為5個(gè)行政區(qū)域,現(xiàn)給地圖著色,
要求相鄰區(qū)域不得使用同一顏色,現(xiàn)有4
種顏色可供選擇,則不同的著色方法共有 種.(以數(shù)字作答)
誤解:先著色第一區(qū)域,有4種方法,剩下3種顏色涂四個(gè)區(qū)域,即有一種顏色涂相對(duì)的兩塊區(qū)域,有種,由乘法原理共有:
種.
錯(cuò)因分析:據(jù)報(bào)導(dǎo),在高考中有很多考生填了48種.這主要是沒有看清題設(shè)“有4種顏色可供選擇”,不一定需要4種顏色全部使用,用3種也可以完成任務(wù).
正解:當(dāng)使用四種顏色時(shí),由前面的誤解知有48種著色方法;當(dāng)僅使用三種顏色時(shí):從4種顏色中選取3種有種方法,先著色第一區(qū)域,有3種方法,剩下2種顏色涂四個(gè)區(qū)域,只能是一種顏色涂第2、4區(qū)域,另一種顏色涂第3、5區(qū)域,有2種著色方法,由乘法原理有
種.綜上共有:
種.
例8 已知是關(guān)于
的一元二次方程,其中
、
,求解集不同的一元二次方程的個(gè)數(shù).
誤解:從集合中任意取兩個(gè)元素作為
、
,方程有
個(gè),當(dāng)
、
取同一個(gè)數(shù)時(shí)方程有1個(gè),共有
個(gè).
錯(cuò)因分析:誤解中沒有注意到題設(shè)中:“求解集不同的……”所以在上述解法中要去掉同解情況,由于同解、
同解,故要減去2個(gè)。
正解:由分析,共有個(gè)解集不同的一元二次方程.
6未考慮特殊情況出錯(cuò)
在排列組合中要特別注意一些特殊情況,一有疏漏就會(huì)出錯(cuò).
例9 現(xiàn)有1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元、50元人民幣各一張,100元人民幣2張,從中至少取一張,共可組成不同的幣值種數(shù)是( )
(A)1024種 (B)1023種 (C)1536種 (D)1535種
誤解:因?yàn)楣灿腥嗣駧?0張,每張人民幣都有取和不取2種情況,減去全不取的1種情況,共有種.
錯(cuò)因分析:這里100元面值比較特殊有兩張,在誤解中被計(jì)算成 4 種情況,實(shí)際上只有不取、取一張和取二張3種情況.
正解:除100元人民幣以外每張均有取和不取2種情況,100元人民幣的取法有3種情況,再減去全不取的1種情況,所以共有種.
7題意的理解偏差出錯(cuò)
例10 現(xiàn)有8個(gè)人排成一排照相,其中有甲、乙、丙三人不能相鄰的排法有( )種.
(A) (B)
(C)
(D)
誤解:除了甲、乙、丙三人以外的5人先排,有種排法,5人排好后產(chǎn)生6個(gè)空檔,插入甲、乙、丙三人有
種方法,這樣共有
種排法,選A.
錯(cuò)因分析:誤解中沒有理解“甲、乙、丙三人不能相鄰”的含義,得到的結(jié)果是“甲、乙、丙三人互不相鄰”的情況.“甲、乙、丙三人不能相鄰”是指甲、乙、丙三人不能同時(shí)相鄰,但允許其中有兩人相鄰.
正解:在8個(gè)人全排列的方法數(shù)中減去甲、乙、丙全相鄰的方法數(shù),就得到甲、乙、丙三人不相鄰的方法數(shù),即,故選B.
8解題策略的選擇不當(dāng)出錯(cuò)
有些排列組合問題用直接法或分類討論比較困難,要采取適當(dāng)?shù)慕鉀Q策略,如間接法、插入法、捆綁法、概率法等,有助于問題的解決.
例10 高三年級(jí)的三個(gè)班到甲、乙、丙、丁四個(gè)工廠進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐,其中工廠甲必須有班級(jí)去,每班去何工廠可自由選擇,則不同的分配方案有( ).
(A)16種 (B)18種 (C)37種 (D)48種
誤解:甲工廠先派一個(gè)班去,有3種選派方法,剩下的2個(gè)班均有4種選擇,這樣共有種方案.
錯(cuò)因分析:顯然這里有重復(fù)計(jì)算.如:班先派去了甲工廠,
班選擇時(shí)也去了甲工廠,這與
班先派去了甲工廠,
班選擇時(shí)也去了甲工廠是同一種情況,而在上述解法中當(dāng)作了不一樣的情況,并且這種重復(fù)很難排除.
正解:用間接法.先計(jì)算3個(gè)班自由選擇去何工廠的總數(shù),再扣除甲工廠無人去的情況,即:種方案.
排列組合問題雖然種類繁多,但只要能把握住最常見的原理和方法,即:“分步用乘、分類用加、有序排列、無序組合”,留心容易出錯(cuò)的地方就能夠以不變應(yīng)萬變,把排列組合學(xué)好.
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