4.帶有限制條件的排列問題的解題思想方法:
同步練習 10.1 計數原理 排列
[選擇題]
3.正確理解排列的定義,掌握排列為公式:不僅與元素的異同有關,還與排放的位置、順序有關。
2.正確區分兩個原理:分類問題中,按一類中的每一種方法,做完后這件事就完成了;而分步問題中,必須把每一步都做完才算完成這件事。
1.分類計數原理和分步計數原理; 是解決排列、組合問題的算法基礎.
[例1]從集合{1,2,3,…,10}中,選出由5個數組成的子集,使得這5個數中的任何兩個數的和不等于11,這樣的子集共有多少個?
解:和為11的數共有5組:1與10,2與9,3與8,4與7,5與6,子集中的元素不能取自同一組中的兩數,即子集中的元素取自5個組中的一個數.而每個數的取法有2種,所以子集的個數為2×2×2×2×2=25=32.
提煉方法:解本題的關鍵是找出和為11的5組數,然后再用分步計數原理求解.
[例2]二次函數y=ax2+bx+c的系數a、b、c,在集合{-3,-2,-1,0,1,2,3,4}中選取3個不同的值,則可確定坐標原點在拋物線內部的拋物線多少條?
解:由圖形特征分析,a>0,開口向上,坐標原點在內部f(0)=c<0;a<0,開口向下,原點在內部
f(0)=c>0,所以對于拋物線y=ax2+bx+c來講,原點在其內部
af(0)=ac<0,則確定拋物線時,可先定一正一負的a和c,再確定b,故滿足題設的拋物線共有C
C
A
A
=144條
[例3]有4名男生、5名女生,全體排成一行,問下列情形各有多少種不同的排法?
(1)甲不在中間,乙必在兩端;
(2)甲不在左端,乙不在右端;
(3)男、女生分別排在一起;
(4)男女相間;
(5)甲、乙、丙三人從左到右順序保持一定.
解:(1)優先安排特殊元素.乙的站法有2種,甲的站法有7種,其余隨便站,共有:
=70560種
(2)按甲在不在右端分類分類討論.
甲站右端的有:種;甲不在右端的有:
種;
共有: +
=
=287280種
(3)(捆綁法)A·A
·A
=5760種.
(4)(插空法)先排4名男生有A種方法,再將5名女生插空,有A
種方法,故共有A
·A
=2880種排法.
(5)方法一:(機會均等法)9人共有A種排法,其中甲、乙、丙三人有A
種排法,因而在A
種排法中每A
種對應一種符合條件的排法,故共有
=60480種排法.
方法二:C·A
=60480種.
提煉方法:本題集排列多種類型于一題,充分體現了元素分析法(優先考慮特殊元素)、位置分析法(優先考慮特殊位置)、直接法、間接法(排除法)、捆綁法、機會均等法、插空法等常見的解題思路.
[例4]用0~9這十個數字組成沒有重復數字的正整數
(1)共有幾個三位數?
(2)求所有三位數的和;
(3)能被4整除的三位數有多少?
(4)比5231大的四位數有多少?
解:(1) 百位不能為 “0”,因此共有個;
(2)考慮各數位上的數字之和,可得所有三位數的和為:
(3)只需考慮個,十兩位能被4整除.,這兩位能被4整除的數(含04,08)共有24個;
①含0的數有04、08、20、40、60、80,可組成能被4整除的三位數:6×8=48個
②不含0,且不重復數字的兩位數有24-6-2=16個,可組成能被4整除的三位數:16×8=128個;
綜上知,共可組成能被4整除的三位數:48+128=176個;
(4)①千位上為9,8,7,6的四位數各有A93個;②千位上是5,百位上為3,4,6,7,8,9的四位數各有A82個; ③千位上是5,百位上為2,十位上為4,6,7,8,9的四位數各有A71個; ④千位上是5,百位上為2,十位上為3且滿足要求的共有5個,因此共有
N=4A93+6A82+5A71+5=2392種。
[研討.欣賞]8個人站成一排,其中A、B、C互不相鄰且D、E也互不相鄰的排法有多少種?
解:先排去掉A、B、C外的5個人,有A種,
再排A、B、C 三人,有A63種.
故有A55·A63種(含D、E相鄰).
其中D、E相鄰的有A22·A44·A53種.
∴滿足條件的排法種數為A55·A63-A22·A44·A53=11520.
8.(2006湖北)某工程隊有6項工程需要先后單獨完成,其中工程乙必須在工程甲完成后才能進行,工程丙必須在工程乙完成后才能進行,又工程丁必須在工程丙完成后立即進行,那么安排這6項工程的不同排法種數是_____________.(用數字作答)
◆例題簡答:1-3.DAC; 1.六位時,可裝9×105部,七位時9×106.∴可增加9×106-9×105=81×105.答案:D; 2.A÷A
=504.答案:A; 3. A
,A
,…中個位數字均為0,…; 4. 192; 5.
48; 6. 2A
·A
=1152種; 7. x=6或13(舍)。8. 20.
7.解方程正整數x=______
6.4棵柳樹和4棵楊樹栽成一行,柳樹、楊樹逐一相間的栽法有_____________種.
5.(2006春上海) 電視臺連續播放6個廣告,其中含4個不同的商業廣告和2個不同的公益廣告,要求首尾必須播放公益廣告,則共有 種不同的播放方式(結果用數值表示).
4.(2005全國II)在由數字0,1,2,3,4,5所組成的沒有重復數字的四位數中,不能被5整除的數共有 個.
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