完成一件事,有n类办法,在第1类办法中有种不同的方法,在第2类办法中有
种不同的方法,...... ,在第 n 类办法中有
种不同的方法,那么完成这件事共有
N = +
+ ... +
种不同的方法
例:书架上放有15本不同的数学书,中层放有16本不同的语文书,下层放有14本不同的化学书,某人从中取出一本书,有多少种不同的取法?
答:这是分类的问题,某人从中取出一本书,那么共有 15 + 16 + 14 = 45 种取法
完成一件事,需要分成 n 个步骤,做第 1 步有 种不同的方法,在第2类办法中有
种不同的方法,... , 那么完成这件事共有 N =
种不同的方法
例:书架的第一层放有6本不同的数学书,第二层放有6本不同的语文书,第三层放有5本不同的英语书,从这些书中任取一本数学、一本语文、一本英语共三本书的不同取法有多少种?
答:第一层有6种取法,第二层有6种取法,第三层有5种取法,则共有 6 * 6 * 5 = 180 种取法
综上,分类是做一件事情多个方法完成,用加法;分步是做一件事情分多个步骤完成,用乘法
练习:现有5幅不同的国画,2幅不同的油画,7幅不同的水彩画。
(1)从中任选一幅画布置房间,有几种不同的选法?
(2)从这些国画、油画、水彩画中各选一幅布置房间,有几种不同的选法?
(3)从这些画中选出两幅不同种类的画布置房间,有几种不同的选法?
答:(1)该题为分类问题,共 5 + 2 + 7 = 14 种选法
(2)该题为分步问题,共 5 * 2 * 7 = 70 种选法
(3)第一种情况:选国画、油画,有 5 * 2 = 10 种选法
第二种情况:选国画、水彩画,有 5 * 7 = 35 种选法
第三种情况:选油画、水彩画,有 2* 7 = 14 种选法
综上,共有 10 + 35 + 14 = 59 种选法
练习:用 0,1,2,3,4,5这六个数字,
(1)可以组成多少个数字不重复的三位数?
(2)可以组成多少个数字允许重复的三位数?
(3)可以组成多少个数字不重复的三位奇数?
答:(1)首先考虑百位数上不能为0,则百位数上有5种选择
十位数上没有不为0限制,因于百位数不重复,则十位数上有5种选择
个位数上没有不为0的限制,因不与百位数、十位数重复,则个位数有4种选择
综上,可组成 5 * 5 * 4 = 100 种选择
(2)首先考虑百位数上不能为0,则百位数上有5种选择
十位数上有6种选择,个位数上有6种选择
综上,可组成 5 * 6 * 6 = 180 种选择
(3)当个位数上是奇数时,不管十位数、百位数(百位数不能为0)上是什么数都是奇数
个位数和百位数比较特殊,先考虑个位数和百位数
个位数可选择 1、3、5 三种选择,百位数可有 4 种选择
个位数、百位数都已选择了一个数,十位数有 4 种选择
综上,可组成 3 * 4 * 4 = 48 种选择
练习:一个口袋里有 5 封信,另一个口袋里有 4 封信,各封信内容均不相同
(1)从两个口袋里各取1封信,有多少种不同的取法?
(2)把这两个口袋里的9封信,分别投入 4 个邮筒,有多少种不同的投法?
答:(1)一个口袋有5种取法,另一个口袋有4种取法,在每个口袋里取相当于一步,
有 5 * 4 = 20种取法
(2)每封信可选择 4 个邮筒投递,因此每封信都有4种选择,每投递一封信相当于完成了一步,总共投递9封信,所以 有种投法
练习:如图所示给五个区域涂色,现有四种颜色可供选择,要求每一个区域只涂一种颜色,相邻区域所涂颜色不同,则不同涂色方法种数为
答:设有红、黄、蓝、紫四种颜色,A先选择,可选择 4 种 ;接着D选择,可选择 3 种;E可选择 2 种;难点在B、C的选择上,假设A选择红,D选择黄,E选择蓝,那么B有紫、黄两种选择:当B选择紫时,C只有红一种选择;当B选择黄时,C有红、紫两种选择。B的选择决定C的选择,将B、C看成一个整体,共有3种选择
则不同涂色方法有 4 * 3 * 2 * 3 = 72 种
练习:从 7 个人中挑出 4 个人站成一排会有多少种情况?
答:这是一个排列问题,假设 7 个人的编号为 1、2、3、4、5、6、7,分别站到 A、B、C、D 四个位置。A可以有 7 种选择,然后B有 6 种选择、C有 5 种选择, D有 4 种选择,则总共有 7 * 6 * 5 * 4 = 840种情况
由该练习引出,
等于从中取出m个排列的数进行相乘,
比如等于 7 * 6 * 5 * 4
等于 5 * 4
排列与排列数
(1)排列的定义:从n个不同元素中,任取m(mn)个不同元素,按照一定的顺序排成一列,叫做排列
(2)排列数的定义:从n个不同元素中,任取m(mn)个不同元素的所有排列的个数,叫做排列数,用符号
表示
(3)排列数计算公式:=
(其中mn, m、n
)
(4)若 m = n,排列称为全排列,记= n(n-1)(n-2)... 3 * 2 * 1 = n! (称为n的阶乘)
(5)规定 0!= 1
(6)排列数的性质:= n
例:(无限制条件的排列问题)利用 1,2,3,4 这四个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
答:这是一个排列的问题,假设百位数有 4 种选择,则十位数有 3 种选择,个位数有2位选择,总共组成多少个没有重复数字的三位数可记作= 24 个
例:(元素相邻问题)有3名女生、4名男生站成一排,女生必须相邻,男生也必须相邻,则不同的排法种数为?
答:把女生、男生看成两个个体,女生和男生的排列有;女生必须相邻,则女生内部排列的种数有
;男生必须相邻,则男生内部排列的种数有
。综上,不同的排法有
*
*
= 288 种
例:(元素不相邻问题)5 位母亲带领 5 名儿童站成一排照相,儿童不相邻的站法有多少种?
答:先对母亲进行排列,有种;在对儿童进行排列,儿童分别站到母亲的间隔中,母亲的间隔有 6 个空位,则儿童有种
综上,儿童不相邻的站法总计有 *
= 86400 种
例:(定位、定元问题)6 名同学排成1排照相,要求同学甲既不站在最左边又不站在最右边,共有多少种不同站法?
答:6 位同学站成一排的话共有 6 个空位,看最特殊的同学甲既不站在最左边也不站在最右边,则有 4 种选择;其余 5 位同学有。种排法
综上,共有 4 *= 480 种不同站法
排列是特殊的分布问题,排列问题包括无限制问题和有限制问题,有时间问题需要多花时间进行思考。下面看一个和排列完全不同的例子:
⭐️ 从 7 个人中挑出 4 个人会有多少种情况?
答:从 7 个人中挑出 4 个人首先会用排列的思考点去解题,即 ,
是从 7 个人中挑选出 4 个人站成一排,现在是从7个人中挑出 4 个人,因此,还需把排列产生的种数去掉,即
为什么要用做分母呢,可以再看一个例子:假设有甲、乙、丙,将其分为 2 堆,总共有多少种分法?可以有甲乙、甲丙、乙丙 3 种分法,也可以通过
= 3 获得分法
可以用
表示,这里引出了组合的概念
(1)组合的定义:从 n 个不同元素中,取出 m(mn)个不同元素组成一组,叫做组合
(2)组合数的定义:从 n 个不同元素中,取出m(mn)个不同元素的所有组合的个数,叫做组合数,用符号
表示
(3)组合数计数公式:=
=
(其中mn,m、n
),规定
= 1
(4)排列数与组合数的关系:=
(5)组合数的性质:=
=
+
=
常用的是=
,
=
+
理解下=
:
=
相当于从 7 个人中挑 4 个 等价于 从 7 个人中挑 出来3个剩 4 个
理解下=
+
:假设有 1、2、3、4、5、6、7,抽取 4 个,问有多少种方法?1、换个思路考虑,假设1没有被选择,则有
,假设1被选择了,剩下的数字有
,总计有
+
种方法。2、正常的求解方法是
。综上,
=
+
例:计算(1);(2)
例:(无限制条件的组合问题)某书店有11种杂志,2元1本的8种,1元1本的3种,小张用10元钱买杂志(每种至多买一本,10元钱刚好用完),则不同买法的种数是多少?
例:(有限制条件的组合问题)某医院从10名医疗专家中抽调6名赴灾区救灾,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家,问:
(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?
(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?
(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?
例:某学校获得5个高校自主招生推荐名额,其中甲大学2名,乙大学2名,丙大学1名,并且甲大学和乙大学都要求必须有男生参加,学校通过选拨定下3男2女共5个推荐对象,则不同的推荐方法共有多少种?
某学校有5个班级的同学一起到某工厂参加社会实践活动,该工厂有5个车间供学生选择,每个班级任选一个车间进行实践学习,则恰有2个班级选择甲车间,1个班级选择乙车间的方案有多少种?
例 将 5 名实习教师分配到高一年级的 3 个班实习,每班至少 1 名, 最多 2 名,则不同的分配方案有多少?
例:将 4 个颜色互不相同的球全部放入编号为 1 和 2 的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有多少种?
例 某学校为了弘扬中华传统“孝”文化,共评选出2位男生和2位女生为校园“孝”之星,现将他们的照片展示在宣传栏中,要求同性别的同学不能相邻,不同的排法种数为为多少?
排列组合就讲到这了,参考视频链接为:
https://www.bilibili.com/video/BV137411t7kG/?spm_id_from=
333.880.my_history.page.click&vd_source=
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复习了排列组合,再学习概率论会更容易理解一些