数学运算问题一共分为十四个模块,其中一块是常规排列组合问题。常规排列组合问题是排列组合问题中的一种。
排列组合问题根据是否与顺序有关,只有排列和组合两种类型;根据事情的完成步骤,只有分类和分步两种类型;根据解题方法,只有基础公式型、分类讨论型、分步计算型、捆绑插空型、错位排列型、重复剔除型、多人传球型、等价转化型八种类型。无论排列组合的元素怎么变化,同学只要牢牢把握这几种主要类型和解题方法,就能轻松搞定排列组合问题。
1、题型简介
排列组合问题在近年来各类公务员考试中出现较多。下面给出了解决排列组合问题的几个核心知识点,从真题来看,基础公式型、分类讨论型、分步计算型、重复剔除型、等价转化型这五种题型考查较多,同学们可以重点学习。
2、核心知识
(1)基础公式法
加法原理:
一件事情,有n类方法可以完成,并且每类方法又分别存在种不同方法,则完成这件事情共有
种方法。
乘法原理:
一件事情,需要n个步骤完成,并且每步又分别存在种不同方法,则完成这件事情共有
种方法。
排列基础公式:
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素组成一列(与顺序有关),有种方法。
组合基础公式:
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素组成一组(与顺序无关),有 (其中m!=1×2×3×…×m)种方法。
(2)分类讨论法
根据题意分成若干类分别计算。
(3)分步计算法
根据题意,分步计算。
(4)捆绑插空法
相邻问题——捆绑法:先将相邻元素全排列,然后视为一个整体与剩余元素全排列。
不相邻问题——插空法:先将剩余元素全排列,然后将不相邻元素有序插入所成间隙中。
(5)错位排列法
错位排列问题:有n封信和n个信封,则每封信都不装在自己的信封里,可能的方法的种数计算Dn,则D1=0,D2=1,D3=2,D4=9,D5=44,D6=265…(请牢牢记住前六个数)。
(6)重复剔除法
A.平均分组问题
将NM个人平均分成N组,总共有种分配方法。
B.多人排成圈问题
N人排成一圈,有种排法。
C.物品串成圈问题
N个珍珠串成一条项链,有种串法。
(7)多人传球法
M个人传N次球,记,则与X最接近的整数为传给“非自己的某人”的方法数,与X第二接近的整数便是传给自己的方法数。
(8)等量转换法
1.基础公式法
例1:(国家2004B类-44)
把4个不同的球放入4个不同的盒子中,每个盒子放一个球,有多少种放法?
A. 24
B. 4
C. 12
D. 10
“把4个不同的球放入4个不同的盒子中”,与顺序有关,因此属于排列问题。
[解析]
根据题意:
确定n:4;
确定m:4;
代入排列基础公式:
;
所以,选A。
2.分类讨论法
例2:(2005年中央一类第48题)
从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任意选出三个数,使它们的和为偶数,则共有( )种不同的选法。
A. 40
B. 41
C. 44
D. 46
“从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任意选出三个数”,与顺序无关,因此属于组合问题。
“从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任意选出三个数,使它们的和为偶数”,共有两种类别:第一类,三个数都为偶数;第二类,两个奇数和一个偶数。采用加法原理。
[解析]
第一类,三个数都为偶数:
确定m1:;
第二类,两个奇数和一个偶数:
确定m2:;
代入加法原理公式:
所以,选C。
3.分步计算
例3:(2004年中央A类第47题)
林辉在自助餐店就餐,他准备挑选三种肉类中的一种肉类,四种蔬菜中的二种不同蔬菜,以及四种点心中的一种点心。若不考虑食物的挑选次序,则他可以有多少不同选择方法?( )
A. 4
B. 24
C. 72
D. 144
“若不考虑食物的挑选次序”,与顺序无关,因此属于组合问题。
林辉挑选食物可分三步,第一步从三种肉类中挑一种肉类,第二步从四种蔬菜中挑二种不同蔬菜,第三步从四种点心中挑一种点心,采用乘法原理。
[解析]
三种肉类中挑一种肉类:
确定m1:;
四种蔬菜中挑二种不同蔬菜:
确定m2:;
四种点心中挑一种点心:
确定m3:;
代入乘法原理公式:
所以,选C。
4.捆绑插空法
例4:
A、B、C、D、E五个人排成一排,其中A、B两人不站一起,共有( )种排法。
A. 120
B. 72
C. 48
D. 24
“A、B、C、D、E五个人排成一排”,与顺序有关,属于排列问题。“其中A、B两人不站一起”,可采用插空法。分为两步,第一步:把C、D、E排成一排;第二步:将A、B插入C、D、E中行成的4个空隙中。采用乘法原理。
[解析]
第一步:
把C、D、E排成一排;
确定m1:;
第二步:
将A、B插入C、D、E中行成的4个空隙中;
确定m2:;
代入乘法原理公式:
所以,选B。
5.错位排列法
例5:(北京社招2007-16)
五个瓶子都贴了标签,其中恰好贴错了三个,则错的可能情况共有多少种?
A. 6
B. 10
C. 12
D. 20
“五个瓶子都贴了标签,其中恰好贴错了三个”,与顺序无关,属于组合问题。
“其中恰好贴错了三个”,属于错位排列。分为两步,第一步:从五个瓶子中选出三个;第二步:对选出的三个瓶子进行错位排列。采用乘法原理。
[解析]
第一步:
从五个瓶子中选出三个;
确定m1:。
第二步:
对选出的三个瓶子进行错位排列;
确定m2:D3=2;
代入乘法原理公式:
;
所以,选D。
6.重复剔除法
例6:(上海2005-11)
某小组有四位男性和两位女性,六人围成一圈跳集体舞,不同排列方法有多少种?( )
A. 720
B. 60
C. 480
D. 120
“六人围成一圈跳集体舞”,与顺序有关,属于排列问题。
然而,如下图所示,以下6种情况虽然对应了上述解法的不同排列过程,但实际上却是相同的方法,所以最后的结果还要剔除这些重复的情况。属于重复剔除型中的多人排成圈问题。
[解析]
根据题意:
将六人排成一排,共有种;
确定重复情况:
将6个人排成圈,N=6;
确定分配方法:
720÷6=120
所以,选D。
7.多人传球法
例7:(国家2006一类-46,二类-39)
四人进行篮球传接球练习,要求每人接球后再传给别人。开始由甲发球,并作为第一次传球,若第五次传球后,球又回到甲手中,则共有多少种传球方式?
A. 60种
B. 65种
C. 70种
D. 75种
[解析]
套用公式法:
确定M:4;
确定N:5;
代入多人传球公式:
;
与60.75最接近的整数61为传给“非自己的某人”即非甲的方法数;
与60.75第二接近的整数60便是传给自己即甲的方法数。
所以,选A。
8.等价转换法
例8:
一次射击比赛当中,6个瓷制靶子排成两列,左边挂了4个靶子,右边挂了2个靶子。射手在射击每一列的时候,必须先击碎此列尚未击碎的靶子当中的最下面的一个。请问全部击碎所有6个靶子一共有多少种方法?( )
A. 10种
B. 12种
C. 15种
D. 21种
此时可进行等价转化,等价于在第1、2、3、4、5、6次射击中,有4次是往左射击,有2次是往右射击,确定好这6次射击的“左”与“右”之后,具体是打哪个靶就被唯一确定了。
[解析]
此题等价于:
“共有6次射击,其中有4次是往左射击,有2次是往右射击,共有几种射击方法。” 6次射击中寻找2次往右射击的方法:
所以,选C。
1.分类讨论法
例9:
用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的自然数,从小到大顺序排列:1,2,3,4,5,12,…,54321。其中,第207个数是多少?( )
A. 313
B. 12354
C. 325
D. 371
“用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的自然数”,与顺序有关,因此属于排列问题。
“用1,2,3,4,5这五个数字组成没有重复数字的自然数”,共有五种类别:第一类,组成的自然数为一位数;第二类,组成的自然数为二位数;第三类,组成的自然数为三位数;第四类,组成的自然数为四位数;第五类,组成的自然数为五位数。采用加法原理。
[解析]
组成的自然数为一位数:
确定m1:;
组成的自然数为二位数:
确定m2:;
组成的自然数为三位数:
确定m3:;
组成的自然数为四位数:
确定m4:;
组成的自然数为五位数:
确定m5:;
由于
m1+m2+m3+m4=5+20+60+120=205;
m1+m2+m3+m4+m5=5+20+60+120+120=325。
因此,第207个数为五位数的自然数。
第205个数为四位数的最后一位,即最大数5432;
第206个数为五位数的第一位,即最小数12345:
则第207个数为五位数的第二位,即第二小的数12354。
所以,选B。
2.重复剔除法
例10:
将11个人分成“3、3、2、2、1”这样的五组,请问一共有多少种分配的方法?( )
A. 4620
B. 69300
C. 138600
D. 277200
“将11个人分成‘3、3、2、2、1’这样的五组”,与顺序无关,属于组合问题。
将11个人分成“3、3、2、2、1”这样的五组,可分为两步,第一步:从11个人中选出6人,然后平均分成2组;第二步:从剩余的5个人中选出4人,然后平均分成2组,剩余一人则唯一确定。采用乘法原理。
在平均分组的过程中,应剔除重复的情况。属于重复剔除型中的平均分组问题。
[解析]
根据题意,
第一步,从11个人中选出6人,然后平均分成2组:
确定m1:;
第二步,从剩余的5个人中选出4人,然后平均分成2组,剩余一人则唯一确定:
确定m2:;
代入乘法原理公式:
所以,选B。
3.多人传球法
例11:
对右下图正八边形的8个区域进行涂色,颜色从红、黄、蓝三种当中选取,每个区域选择一种颜色,并且要求相邻区域选取不同的颜色。请问一共有多少种涂色的方法?( )
A. 86
B. 174
C. 216
D. 258
“8个区域进行涂色,颜色从红、黄、蓝三种当中选取,每个区域选择一种颜色,并且要求相邻区域选取不同的颜色”,我们从区域1开始考虑,区域1一共有3种涂色的方法,先假设区域1被涂了红色,然后进行顺时针依次考虑:区域2选取与区域1不同的颜色;区域3选取与区域2不同的颜色……区域7选取与区域6不同的颜色;最后区域8选取与区域7不同的颜色,并且与区域1也要不同。
这个过程相当于“3个人(红、黄、蓝)传球,从‘红’出发,依次传8次球(1→2→3→4→5→6→7→8→1),最后传回到‘红’的手里”。属于多人传球型问题。
[解析]
根据题意:
假设区域1被涂了红色;
确定M:3;
确定N:8;
代入多人传球公式:
与85.33最接近的整数85为传给“非自己的某人”即非“红”的方法数;
与85.33第二接近的整数86便是传给自己即“红”的方法数。
由于区域1可以涂“红、黄、蓝”3种颜色:
因此总情况数应为:
86×3=258(种)。
所以,选D。
4.等价转换法
例12:
假设x、y、z是三个非零自然数,且有x+y+z=36,则共有多少组满足条件的解?
A. 700
B. 665
C. 630
D. 595
此时可进行等价转化,由于x、y、z是三个非零自然数,因此等价于36个“1”排成一排,内部形成35个空隙,在这35个空隙插入两个相同的物体,有几种插入法。
[解析]
此题等价于:
“36个“1”排成一排,内部形成35个空隙,在这35个空隙插入两个相同的物体,有几种插入法。
35个空隙插入两个相同物体的方法:
所以,选D。
学完知识点后就应该进行实战演练了,自我检测中的题目是91UP专家团针对本条知识精选出来的典型题目。题 不在多而在于精,在洞察其万变不离其宗的模式,认真完成自我检测可以事半功倍举一反三。