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排列与组合

排列与组合范文第1篇

一、直接法

依据两个基本原理以及排列、组合的有关概念,直接列式计算而得到其方法种数的方法称为直接法.

例1:有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选出4人承担这三项任务,共有多少种不同的选法?

解:这是组合问题,分三步完成:

第一步,从10人中选出2人承担甲项任务,共有 种方法;

第二步,从剩下8人中选1人承担乙项任务,共有 种方法;

第三步,从另外7人中选1人承担丙项任务,共有 种方法.

因此,不同的选法种数共有C210·C18·C17 =2 520种.

【说明】用直接法解题时,捕捉信息,分清排列问题还是组合问题,进行分类或分步是解题的关键.

二、间接法(排除法)

在求解附加有限制条件的排列、组合问题时,可首先求出不含有其附加条件的排列、组合数,再减去其中不符合附加限制条件的排列、组合数的方法称为间接法(排除法).

例2:某小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2人当代表,至少有1名女生当选,共有多少种不同的选法?

解:从10名学生中任选2名当代表有C210 种选法,其中不符合要求的有:两人都是男生的选法有C27种选法,因此,符合条件的选法有C210-C27=24 种.

【说明】本例是带有附加条件的组合问题,这里“至少有1名女生当选”,即为附加条件.先求出所有的组合数,再减去不符合条件的选法.

三、捆绑法

在研究某些排列、组合问题时,某些元素必须在一起,处理时把它们并成1组,或者作为一个整体,与其他元素进行排列、组合,然后再考虑该整体内部的排列、组合问题.这种方法叫捆绑法.

例3:有7个人排成一排照相,甲、乙两人必须相邻的排法有多少种?

解:本例是排列问题,可分为两个步骤:

第一步,将甲、乙两人当作1个(保证他们相邻),6个人的全排列数为A66;

第二步,甲、乙两人的位置可以交换,排列数为A22;

因此,甲、乙两人必须相邻的排法种数为A66 ·A22=1 440种.

四、插空法

在研究不相邻的排列问题时,可先安排无条件限制的元素,然后把要求不相邻的元素根据题设安插在上述元素的空位当中,必要时包括前后两端的空位,这种解题方法称插空法.

例4:由数字1、2、3、4、5组成的没有重复的数字,且数字1与2不相邻的5位数,那么这种5位数共有多少个?

解:本例是排列问题,分两步完成:

第一步,先让3、4、5这3个数作全排列,有A33种选法.排好后出现4个空位,如下图:

第二步,从这4个空位中任取两个让1、2去站位,则数字1与2均不相邻共有站法种数为A24 ,根据分步计数原理,这种5位数共有A33·A24=72个.

五、先选后排法

对于排列、组合的混合应用题,往往可以采用先选出来,然后再按要求进行排列的方法,这种方法称为先选后排法.

例5:从5男4女中,选出3男2女共5个人,分别参加5种不同的工作,有多少种不同的选法?

解:这是一个排列、组合的混合应用题,分两步完成:

第一步(先选),从5男4女中选出3男2女5个人,共有C35 ·C24种选法.

第二步(后排),选出的5个人分别参加5种不同的工作,有A55种选法.

依据分步计数原理,不同的选法共有(C35 ·C24)·A55=7 200种.

【说明】用先选后排法解排列、组合的混合应用题,关键是如何先选,也就是把元素分成怎样的组合,要选得合理,解法才会正确.

六、特殊优先法

对于一些带有附加条件的排列、组合应用问题,往往优先考虑受条件限制的某些特殊元素或特殊位置,然后再考虑剩下的元素或位置的方法称为特殊优先法.

例6:用数字0、1、2、3、4、5能组成多少个没有重复数字的6位奇数?

解:本例是一个带有特殊条件的排列问题,先排含特殊条件的数字,共分3步完成:

第一步(特殊优先),个位数可从1、3、5这3个奇数中任选1个,有A13种选法;

第二步(特殊优先),由于0不能是10万位数字,所以从剩余的2个奇数与2、4共4个数字中任选1个作为10万位数字,有A14种选法;

第三步,再把剩余的3个数字与0共4个数字,在万位数至10位数的4个位置上进行全排列,有A44种选法;

排列与组合范文第2篇

最近两年,全国多数地市的高考都有找规律的题目,人们开始逐渐重视这一类数学题,研究发现数学规律题的解题思想,不但能够提高学生的考试成绩,而且更有助于创新型人才的培养,而排列和组合类型题就成了出卷老师笔下的“宠儿”.这类题目主要考查学生的综合分析问题和解决问题的能力.但究竟怎样才能把这种题目做好,是一个值得探究的问题.下面就解决排列和组合问题作一个初步的探究,介绍一些常用的方法.

一、解题的一般过程

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(有序)还是组合(无序)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.

二、基本解题方法

法1相邻问题捆绑法

例16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?

解析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,再与其他元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排.由分步计数原理可得共有A22A22A44=96种不同的排法.

法2不相邻问题插空法

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B.3600种

C.4820种D.4800种

解析除甲乙外,其余5个排列数为A55种,再用甲乙去插6个空位有A26种,不同的排法种数是A55A26=3600种,选B.

法3定序问题倍缩法

例37人排队,其中甲乙丙3人顺序相对位置不变共有多少不同的排法?

解析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全排列数,则共有不同排法种数是:A77/A33.

法4定位问题优先法

例41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A13种,4名同学在其余4个位置上有A44种方法;所以共有A13A44=72种.

法5重排问题分步求幂法

例5有5封信投入4个邮箱,共有多少种不同的投法?

解析完成此事共分六步:把第一封信投入邮箱有4种投法,把第二封信投入箱也有4种投法,依此类推,由分步计数原理共有4×4×4×4×4=45种不同的排法.

法6多排问题单排法

例68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A24种,某1个元素排在后半段的四个位置中选一个有A14种,其余5个元素任排5个位置上有A55种,故共有A14A24A55=5760种排法.

法7选排问题先选后排法

例7四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”四个球中两个为一组,另两组各一个球的方法有C24种,“再排”在四个盒中每次排3个有A34种,故共有C24A34=144种.

法8环排问题线排策略

例88人围桌而坐,共有多少种坐法?

解析围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人,并从此位置把圆形展成直线,其余7人共有(8-1)!种排法即7!.

法9平均分组法

例96本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少种分法?

解析分三步取书得C26C24C22种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记6本为ABCDEF,若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF,该分法记为(AB,CD,EF),则C26C24C22中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB),(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共有A33种取法,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有C26C24C22/A33种分法.

法10正难则反法,特别是“至多”“至少”

例10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B.80种C.70种D.35种

解析逆向思考,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C39-C34-C35=70种,选C.

排列与组合范文第3篇

关键词:高中数学; 排列组合; 现状; 优化策略

一、高中数学“排列组合”教学现状

高中数学“排列组合”教学能有效训练学生严谨的数学思维,培养学生掌握科学地解决实际问题的方法,为学生进一步学习数学奠定良好的基础。然而,现阶段的“排列组合”教学还存在三个问题:第一,教师没有详细和透彻地讲解“排列组合”的概念与原理。大部分教师把“排列组合”的教学重点放在解题方法上,忽略了其基本概念和原理的讲解,导致学生在运用概念与原理的过程中出现遗漏、重复或者无法分类的情况;第二,教师讲解目的不明确。在讲解“排列组合”的问题时,有的教师没有引导学生理解题意,使得学生在解决问题的过程中不知如何下手;第三,在教学过程中,教师没有做好知识的衔接,不利于学生有效地学习“排列组合”。

二、高中数学“排列组合”教学的优化策略

1.结合生活实际,激发学生的学习兴趣

兴趣是学生最好的教师,也是实施高中数学“排列组合”教学的前提,所以教师应把“排列组合”教学置于富有趣味性的情境中,以实际生活为背景,通过解决“排列组合”的实际问题,使学生体会到学习数学的作用,从而激发学生的学习兴趣。如在讲解“排列组合”时,教师可以用我国著名的数学家沈括提出的棋局问题为导入,开展课堂教学:“围棋的棋盘横竖各有19路,总共有361个位置,而每个位置有白子、黑子和空着三种可能。那么,此棋局一共有多少种局面?”这样的生活小故事,能有效激发学生的学习兴趣,引导他们积极主动地思考问题。另外,在教学过程中,教师的教学语言应尽可能幽默、生动,一层一层地为学生揭示“排列组合”知识,通过展现数学的魅力,激发学生的求知欲,提高学习效率。

2.重视知识迁移,帮助学生形成科学的认知结构

在“排列组合”的教学过程中,教师应根据学生同化、顺应的心理特点,帮助学生迁移“排列组合”知识,从而形成科学的认知结构和良好的思维方式。以“排列组合”中的分步和分类为例,如果做好一件事情有A和B两种方法,也就是A和B互不相交,在A办法中存在m1种办法,而B办法中存在m2种办法,也就是card(A)=m1,card(B)=m2,即做好这件事情的不同办法共有card(AUB)=card(A)+card(B)=m1+m2种,也就是n为2时的分类原理。如此一来,学生就可以利用学过的集合知识来理解和学习“排列组合”知识,知识的迁移帮助学生构建了科学的知识脉络。

3.建立数学模型,引导学生解决实际问题

高中数学“排列组合”教学以计数为特点,思想方法灵活独特,所以在实际教学中,教师应把实际问题转化为可操作的数学模型,以方便学生求解。如在解答这道题目“从4种蔬菜中选择3种,把它们种在三块不同的地里,请问有多少种种植方法?”时,学生会出现A34、C34×A33两种不同的解题思维,后者思维零乱,重视事件过程;前者思维较为完善,能把事件看成对象。因此在教学过程中,教师应注重建立数学模型,让学生把实际的抽象问题转化成具体的模型,学会把事件看成一个对象,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

三、结语

本文以高中数学“排列组合”教学为例,分析了“排列组合”教学的优化策略。首先,在开始前,教师应了解和预估学生的学习情况。虽然“排列组合”知识贴近生活,学生也比较感兴趣,但他们缺乏解决实际问题的经验,以至于无法理清解决排列组合问题时的思路,找到正确的解题路径;其次,教师应选取简单的例子,引导学生基于实际经验来分析问题;最后,在成功解答上述问题的基础上,教师可以适当地提问,以巩固学生的学习效果。

参考文献:

[1]刘英.怎样讲好高中数学《排列组合》的开篇——分类计数原理与分步计数原理[J].新课程研究(基础教育),2009,(8).

排列与组合范文第4篇

一、排列组合知识特征及其活学活用的意义

排列组合是高中数学课本里相对独立的一个章节。内容理论相对抽象,并且实际解答应用富于技巧的变化,因此很多学生对排列组合的学习感到很吃力。其对锻炼高中生的抽象思维与灵活运用能力有很大的帮助。排列组合这一章的两个最基本的原理是加法原理与乘法原理,也是排列组合的基础内容,是解决排列组合问题的基础理论。在具体的学习中,学生往往对排列组合问题感到无从下手,不知道该用什么方式解答题目,其中主要原因就是因为学生没有真正地“消化”这两个基本原理,导致无法理顺解题的思路。并且,学生另一个存在的问题就是无法对排列组合知识进行灵活地应用。排列组合的理论知识点并不是很多,注重的是方法的灵活掌握,因此教师在具体的教学中,要注意对学生的灵活运用能力的培养,不仅要会学知识,更要会用知识。排列组合知识并不仅仅是书本上的知识,其在生活中都是有很多用处的。下面就具体谈谈在学生的日常生活中,排列组合知识无处不在的应用。

二、排列组合知识在现实中的活学活用

1.排列组合知识在现实中的具体应用。数学本身是一门实用性很强的学科,在生活中,数学的应用时无处不在的。排列组合作为计数的一种数学工具,其活学活用的范围是很广泛的。例如,中学生喜欢玩拼图或者魔方玩具,其实拼图与魔方也包含着排列组合知识的应用,拼图在排同一种花色时所用的图片并没有一定的规则,并且可以重复,这就利用到了组合知识。排列组合知识在生活中的实际应用不胜枚举,这里所说的只是冰山一角。教师在具体的教学中,要让学生感受到排列组合应用的广泛性,以及其重要的意义。

2.排列组合知识在现实中活学活用的好处。教师需要让学生知道,学习掌握排列组合知识,不是为了在试卷中的排列组合题目中拿到分数,更重要的是要学会活学活用,理解其作为一种数学工具给实际生活所带来的便利。例如,学生在生活中会玩扑克牌,玩扑克牌的过程当中不可能每盘都能起到好牌,有时候拿到不理想的牌数,就需要对其进行巧妙的“排列组合”,有时候巧妙的“排列”就能取得“反败为胜”,把劣势变为优势。排列组合能够解决很多实际中的问题,这也是其带来的好处。

三、提高学生排列组合知识活学活用能力的策略

1.使学生灵活掌握各种排列组合方法。排列组合知识的应用是很灵活的,方法各种各样,学生要做到灵活运用。其具体有捆绑法、插空法、邮箱法、反客为主法等等。就拿捆绑法来说,捆绑法是指把必须相邻的元素单独取出并捆绑起来,合成一个整体,再与其余的元素排列组合。例如16个人坐一排照相,甲和乙必须相邻,有多少种排法。具体则可把甲乙二人排列,有A(2,2)种方法,再与其余的四人结合,即有A(2,2)×A(5,5)种排法,即一共有240种不同的排法。排列组合的计算手段丰富多样,因此,首先要让学生扎实地掌握各种方法的基础理论,了解其依据来源,然后再针对不同的问题进行不同方法的灵活运用,灵活解决。

2.注重实例启发,运用实例教学。排列组合的知识点丰富,运用的方法也很多,若单独靠理论的讲解,不仅学生的接受知识的效率低,教师自己也会产生疲惫。生活中运用排列组合的例子实在太多,教师针对每一个排列组合方法的应用,都有必要进行实际的案例的分析解决,这样不仅能够使学生更熟练地掌握各种排列组合的解决方法,并且长久下来,培养了学生自身的一种活学活用的理念,使其更能够认清排列组合知识的内涵。例如,让学生掌握排列组合的解决办法,可设置一个与生活相贴近的问题,比如,有篮球队员5人,乒乓球队员3人、排球队员4人,让其排成一排照相,并不使本队的人分开,有多少种排法,具体算法是把各队都当做一个整体排列,则有P(3,3)种排法,同时每个队内部也有排列,篮球队P(5,5),乒乓球队P(3,3),排球队P(4,4)。所以一共四者相乘,就有103680种排法。教师在教学中需注重类似的实例教学,合理地设计例子,让学生对理论应用有一个更清晰的概念。长此以往,能够让其产生知识运用的良好习惯,并锻炼了应用的能力。

排列与组合范文第5篇

下面对几种典型的排列组合问题进行策略分析,拟找到解决相应问题的有效方法。

一、合理分类与准确分步法

解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,作到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。

例1.五个人排成一排,其中甲不在排头,乙不在排尾,不同的排法有( )

A.120种B.96种C.78种D.72种

由分类计数原理,排法共有A44+A33A31A31=78种,选C。

练习1. (89年全国)由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,其中小于50000的偶数共有多少个(用数字作答)。答案:36

二、混合问题“先选后排”

对于排列组合混合问题,可先选出元素,再排列。

例2.4个不同小球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,恰有一空盒的方法有多少种?

分析:因有一空盒,故必有一盒子放两球。1)选:从四个球中选2个有C42种,从4个盒中选3个盒有C43种;2)排:把选出的2个球看作一个元素与其余2球共3个元素,对选出的3盒作全排列有种,故所求放法有C42C43A33=144种。

练习2.由数字1,2,3,4,5,6,7组成有3个奇数字,2个偶数字的五位数,数字不重复的有多少个?答案:有C43C32A55=1440(个)

三、局部问题“整体优先法”

对于局部排列问题,可先将局部看作一个元与其余元素一同排列,然后在进行局部排列。

例3.7人站成一排照相,要求甲乙两人之间恰好隔三人的站法有多少种?

分析:甲、乙及间隔的3人组成一个“小整体”,这3人可从其余5人中选,有C52种;这个“小整体”与其余2人共3个元素全排列有A33种方法,它的内部甲、乙两人有A22种站法,中间选的3人也有A33种排法,故符合要求的站法共有C52A33A22A33=720种。

练习3.四对兄妹站一排,每对兄妹都相邻的站法有多少种?

答案:A4424=384

四、元素间隔,分位插入

对于某些元素要求有间隔的排列,用插入法。

例4.5个男生3个女生排成一列,要求女生不相邻且不可排两头,共有几种排法?

解:先排无限制条件的男生,女生插在5个男生之间的4个空隙,由乘法原理共有A55A43种。

注意:①必须分清“谁插入谁”的问题。要先排无限制条件的元素,再插入必须间隔的元素;②数清可插的位置数;③插入时是以组合形式插入还是以排列形式插入要把握准。

练习4.4男4女站成一行,男女相间的站法有多少种?答案:2A44A44

五、顺序固定问题用“除法”

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同排列,然后用总排列数除以这几个元素的全排列数。

例5.6个人排队,甲、乙、丙三人按“甲---乙---丙”顺序排的排队方法有多少种?

分析:不考虑附加条件,排队方法有A66种,而其中甲、乙、丙的A33种排法中只有一种符合条件。故符合条件的排法有A66÷A33=120种。

练习5.要编制一张演出节目单,6个舞蹈节目已排定顺序,要插入5个歌唱节目,则共有几种插入方法?答案:A1111/A66或C116A55=C115A55或7×8×9×10×11种

六、“小团体”排列,先“团体”后整体

对于某些排列问题中的某些元素要求组成“小团体”时,可先按制约条件“组团”并视为一个元素再与其它元素排列。

例6.四名男歌手与两名女歌手联合举行一场演唱会,演出的出场顺序要求两名女歌手之间有两名男歌手,则出场方案有几种?

解:先从四名男歌手中选2人排入两女歌手之间进行“组团”有A42A22种,把这个“女男男女”小团体视为1人再与其余2男进行排列有A33种,由乘法原理,共有A42A22A33种。

练习6. 6人站成一排,其中一小孩要站在爸妈之间的站法有多少种?答案:A22A44

七、构造模型 “隔板法”

对于较复杂的排列问题,可通过设计另一情景,构造一个隔板模型来解决问题。

例7.方程a+b+c+d=12有多少组正整数解?

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