1、错位重排问题专项 错位重排1-6 个元素的错位重排数分别为 0,1,2,9,44,265 递推公式:Dm=(m-1)*D(m-1)+D(m-2) ;错位重排模型:把编号为1-m 的小球分别放入编号为1-n 的箱子错位重排(即1号球不在1号箱子、2号球不在2号箱子m 号球不在 m 号箱子) ,且每个箱子一个球,有多少种不同情况?楚香凝证明:假设总情况数为 D(m)种,如果让1号球先选,有(m-1)种选择;假设1号球选的2号箱子,接下来让2号球选箱子,进行分类讨论:如果2号球选的1号箱子,相当于剩下的(m-2)个球进行错位重排,有 D(m-2)种;如果2号球选的不是1号箱子,则题目可转化为把编号为
2、2m 的小球分别放入编号为1、3m 的箱子错位重排(即2号球不在1号箱子、3号球不在3号箱子m 号球不在 m 号箱子),相当于 m-1个球错位重排,有 D(m-1)种;所以可得 D(m)=(m-1)*D(m-1)+D(m-2),得证;例1:相邻的4个车位中停放了4辆不同的车,现将所有车开出后再重新停入这4个车位,要求所有车都不得停在原来的车位中,则一共有多少种不同的停放方式? 【北京2014】A.9 B.12 C.14 D.16楚香凝解析:解法一:四种元素错位重排有9种,选 A解法二:ABCD 四辆车分别停放在一二三四号位置,A 先选有三种情况,假设 A 选了二号,那么 B 再选、有三种选择,
3、剩下 C 和 D 都只有一种选择,共3*3=9种,选 A例2:相邻的4个车位中停放了4辆不同的车,现将所有车开出后再重新停入这4个车位,要求有三辆车不能停在原来的车位中,则一共有多少种不同的停放方式? A.2 B.6 C.8 D.9楚香凝解析:先选出停的正确的那辆车 C(4 1)=4种,剩下三辆车错位重排有2种,共4*2=8种,选 C例3:相邻的4个车位中停放了4辆不同的车,现将所有车开出后再重新停入这4个车位,要求有两辆车不能停在原来的车位中,则一共有多少种不同的停放方式? A.2 B.6 C.8 D.9楚香凝解析:先选出停的正确的两辆车 C(4 2)=6种,剩下两辆车错位重排有1种,共6*
4、1=6种,选 B例 4:五个瓶子都贴有标签,其中恰好贴错了三个,贴错的可能情况有多少种? 【北京2006】A.60 B.46 C.40 D.20楚香凝解析:先选出贴错的3个瓶子有 C(5 3)=10种,三个贴错的瓶子相当于三个元素错位重排、有2种,共10*2=20,选 D例 5:某单位安排五位工作人员在星期一至星期五值班,每人一天且不重复。若甲、乙两人都不能安排在星期五值班,则不同的排班方法共有( )种。 【福建 2007】A.6 B.36 C.72 D.120楚香凝解析:选择一个工作人员安排到星期五有三种情况,剩下四个人随便排 A(4 4)=24 种,共 3*24=72,选 C例 6:幼儿园
5、小班有 7 名小朋友,上课铃响慌乱中迅速回到座位上,结果只有 3 名小朋友坐到了自己的座位上,请问这样的情况一共有多少种?A.315 B.350 C.385 D.420楚香凝解析:先选出 4 名坐错了的小朋友 C(7 4)=35,然后 4 人错位重排有 9 种,共35*9=315 种,选 A例 7:设有编号为 1、2、3、4、5 的五个茶杯和编号为 1、2、3、4、5 的五个杯盖,将五个杯盖盖在五个茶杯上,至少有两个杯盖和茶杯的编号相同的盖法有( )A.30 种 B.31 种 C.32 种 D.36 种楚香凝解析:总情况数 A(5 5)=120 种,都不相同相当于五个元素错位重排有 44 种,
6、有一个杯盖和茶杯编号相同有 C(5 1)*9=45 种,所以满足题意的有 120-44-45=31 种,选B例 8:从 6 名志愿者中选出 4 人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同的工作,若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则不同的选派方案共有( )种?A.280 B.240 C.180 D.96楚香凝解析:除去甲乙从另外四人中找一个人当翻译,有 A(4 1)=4 种,剩下的三个位置可以任意安排 A(5 3)=60 种,所以总共有 4*60=240 种,选 B例 9:某班期中考试和期末考试有四个人两次成绩都排前 4 名,已知有一名同学两次排名一样,则这四个人期末排名有几种可能? 【吉
7、林政法 2014】A.4 B.6 C.8 D.10楚香凝解析:相当于 4 个人中,其中一个位置不变、另外三个人错位重排,先选出位置不变的一个人有 C(4 1)=4 种、剩下三个人错位重排有 2 种情况,共 4*2=8 种,选 C例 10:大学生剧团从 8 名学生中选出 4 人分别担任甲、乙、丙、丁四个不同的表演角色,若其中有两名学生不能担任甲角色,则不同的挑选方案共有( ) 。 【江苏 2010】A.1200 种 B.1240 种 C.1260 种 D.2100 种楚香凝解析:两名同学不能担任甲角色,所以甲角色有 6 种选择,剩下的三个角色可以任意安排 A(7 3) ,总共情况数=6*A(7
8、3)=1260 人,选 C例 11:从 6 名运动员中选 4 人参加 4100 米接力,甲不跑第一棒和第四棒的参赛方案有多少种?A.120 B.240 C.180 D.60楚香凝解析:解法一:甲不能跑第一棒或第四棒的对立面是甲跑第一棒或者第四棒,总情况数=A(6 4)=360,其中“甲跑第一棒或者第四棒”的情况数有 C(2 1)*A(5 3)=120,所以满足题意的情况数有 360-120=240 种,选 B解法二:因为甲不能跑第一棒和第四棒,所以第一棒有 5 种选择、第四棒有 4 种选择、第二棒有 4 种选择(包括甲) 、第三棒有 3 种选择,所以共有 5*4*4*3=240 种,选 B例
9、12:甲乙丙丁戊五个人站队,要求甲不站在第一位、乙不站在第二位、丙不站在第三位、丁不站在第四位,有多少种情况?A.42 B.44 C.53 D.60楚香凝解析:对戊进行分类讨论;当戊站在第五位时,相当于四个人错位重排,有 9 种;当戊不站在第五位时,相当于五个人错位重排,有 44 种;共 9+44=53 种,选 C例 13:甲乙丙丁戊五个人站队,要求甲不站在第一位、乙不站在第二位、丙不站在第三位,有多少种情况?A.44 B.53 C.60 D.64楚香凝解析:解法一:分类讨论丁在第四位,若戊在第五位,相当于甲乙丙三个人错位重排、有 2 种;若戊不在第五位,相当于甲乙丙戊四个人错位重排、有 9
10、种;丁不在第四位,若戊在第五位,相当于甲乙丙丁四个人错位重排、有 9 种;若戊不在第五位,相当于甲乙丙丁戊五个人错位重排、有 44 种;共有 2+9+9+44=64 种,选 D解法二:容斥原理(甲排 1)或(乙排 2)或(丙排 3)的情况数=甲 1+乙 2+丙 3-(甲 1 乙 2)-(甲 1 丙 3)-(乙 2 丙 3)+(甲 1 乙 2 丙 3)=24+24+24-6-6-6+2=56 种;甲不排 1 且乙不排 2 且丙不排 3=A(5 5)-56=64 种,选 D例 14:某单位有老陶和小刘等 5 名工作人员,需安排在星期一至星期五的中午值班,每人一次,若老陶星期一外出开会不能排,小刘有
11、其他的事不能排在星期五,则不同的排法共有( )种。 【上海 B2012】A.36 B.48 C.78 D.96楚香凝解析:解法一:老陶在周一有 A(4 4)=24 种,小刘在周五有 A(4 4)=24 种,老陶在周一且小刘在周五有 A(3 3)=6 种,老陶不在周一且小刘不在周五=总情况数-(老陶在周一)-(小刘在周五)+(老陶在周一且小刘在周五)=120-24-24+6=78 种,选 C解法二:分类老陶在周五,剩下四人随便排,有 A(4 4)=24 种;老陶不在周五,老陶有 3 种选择,小刘有 3 种选择,剩下三人随便排,共 3*3*A(3 3)=54 种;共 24+54=78 种,选 C例
12、 15:从 6 名运动员中选出 4 个参加 4100 米接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同的参赛方法?A.204 B.228 C.252 D.312楚香凝解析:正面入手,分两类(1)跑第四棒的是甲,剩下三个位置随便排 A(5 3)=60 种;(2)跑第四棒的不是甲,从除去甲乙剩下的四个人里选一个跑第四棒有 4 种,然后再从剩下四个人(除去甲)选一个跑第一棒,剩下两个位置随便排 A(4 2)=12 种,4*4*12=192种;共 60+192=252 种,选 C例 16:把“keeper”进行错位重排,使得每种字母所在位置跟原来都不同,有多少种方法?A.3 B.6 C.12
13、D.36楚香凝解析:字母 keeper 分别对应一二三四五六号位置;三个 e 只能排在 146 号位置、只有一种选择,kpe 排在 235 号位置、有 A(3 3)=6 种选择,选 B例 17:把三个 a、三个 b、三个 c 共九个字母排成三行三列,要求每行每列字母互不相同,不同排法有多少种?A.6 B.12 C.18 D.24楚香凝解析:第一行 abc 排列有 A(3 3)=6 种,第二行相当于三个元素错位重排、有 2种,第二行排好之后第三行随之固定,共 6*2=12 种,选 A例 18:把“hello”进行错位重排,使得每种字母所在位置跟原来都不同,有多少种方法?A.3 B.6 C.12
14、D.24楚香凝解析:解法一:第一个 l 记为 l1,第二个 l 记为 l2;44-(只 l1 在四号位)-(只 l2 在三号位)-(l 1 在四号位且 l2 在三号位)=24,两个 l 可以互换位置,24/2=12 种,选 C解法二:先排两个 l,有 C(3 2)=3 种;对于剩下三个元素“h、e、o”和三个位置,其中一个字母不能在原来的位置上,有 A(3 3)-A(2 2)=4 种;共 3*4=12 种,选 C例 19:五对夫妇共 10 个人围坐一个圆桌,男女相隔而坐且每对夫妇不相对而坐的情况数有多少种?A.264 B.528 C.1056 D.5280楚香凝解析:先排五个男的,圆周排列,有 A(4 4)=24 种;顺时针分别给五人编号为1、3、5、7、9,则 1 号的妻子不坐 6 号位、3 号的妻子不坐 8 号位、5 号的妻子不坐 10 号位、7 号的妻子不坐 2 号位、9 号的妻子不坐 4 号位,有 44 种;共 24*44=1056 种,选 C