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五年级奥数.计数综合.排列组合(ABC级).教师版.doc

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1、乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page1 of 18知识结构一、 排列问题在实际生活中经常会遇到这样的问题,就是要把一些事物排在一起,构成一列,计算有多少种排法,就是排列问题在排的过程中,不仅与参与排列的事物有关,而且与各事物所在的先后顺序有关一般地,从 个不同的元素中取出 m( n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从 n个不同元n素中取出 m个元素的一个排列根据排列的定义,两个排列相同,指的是两个排列的元素完全相同,并且元素的排列顺序也相同如果两个排列中,元素不完全相同,它们是不同的排列;如果两个排列中,虽然元素完全相同,但元素的排列顺

2、序不同,它们也是不同的排列排列的基本问题是计算排列的总个数从 n个不同的元素中取出 m( n)个元素的所有排列的个数,叫做从 n个不同的元素的排列中取出m个元素的排列数,我们把它记做 P根据排列的定义,做一个 元素的排列由 个步骤完成:步骤 1:从 n个不同的元素中任取一个元素排在第一位,有 n种方法;步骤 2:从剩下的( 1)个元素中任取一个元素排在第二位,有( 1)种方法;步骤 m:从剩下的 ()nm个元素中任取一个元素排在第 m个位置,有 1nm( ) (种)方法;由乘法原理,从 个不同元素中取出 个元素的排列数是 12n( ) ( ) ( ) ,即12.1mnPn( ) ( ) ( )

3、,这里, n,且等号右边从 开始,后面每个因数比前一个因数小 1,共有 个因数相乘二、 排列数一般地,对于 mn的情况,排列数公式变为 1231nPn( ) ( ) 表示从 个不同元素中取 个元素排成一列所构成排列的排列数这种 个排列全部取出的排列,叫做 n个不同元素的全排列式子右边是从 开始,后面每一个因数比前一个因数小 ,一直乘到 的乘积,记为 !,读做 的阶乘,则nP还可以写为: !n,其中 !123nn ( ) ( ) 排列组合乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page2 of 18在排列问题中,有时候会要求某些物体或元素必须相邻;求某些

4、物体必须相邻的方法数量,可以将这些物体当作一个整体捆绑在一起进行计算三、 组合问题日常生活中有很多“分组”问题如在体育比赛中,把参赛队分为几个组,从全班同学中选出几人参加某项活动等等这种“分组”问题,就是我们将要讨论的组合问题,这里,我们将着重研究有多少种分组方法的问题一般地,从 n个不同元素中取出 m个( n)元素组成一组不计较组内各元素的次序,叫做从 n个不同元素中取出 m个元素的一个组合从排列和组合的定义可以知道,排列与元素的顺序有关,而组合与顺序无关如果两个组合中的元素完全相同,那么不管元素的顺序如何,都是相同的组合,只有当两个组合中的元素不完全相同时,才是不同的组合从 n个不同元素中

5、取出 m个元素( n)的所有组合的个数,叫做从 n个不同元素中取出 m个不同元素的组合数记作 nC一般地,求从 个不同元素中取出的 个元素的排列数 mnP可分成以下两步:第一步:从 个不同元素中取出 个元素组成一组,共有 C种方法;第二步:将每一个组合中的 m个元素进行全排列,共有 m种排法根据乘法原理,得到 nPC因此,组合数 12)13mn ( ) ( ( )( ) ( ) 这个公式就是组合数公式四、 组合数的重要性质一般地,组合数有下面的重要性质: mnC( )这个公式的直观意义是: n表示从 个元素中取出 个元素组成一组的所有分组方法 nmC表示从 n个元素中取出( m)个元素组成一组

6、的所有分组方法显然,从 n个元素中选出 个元素的分组方法恰是从 个元素中选 个元素剩下的( )个元素的分组方法例如,从 5人中选 3人开会的方法和从 5人中选出 2人不去开会的方法是一样多的,即 325规定 1nC, 0n五、 插板法一般用来解决求分解一定数量的无差别物体的方法的总数,使用插板法一般有三个要求:所要分解的物体一般是相同的:所要分解的物体必须全部分完:参与分物体的组至少都分到1 个物体,不能有没分到物体的组出现乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page3 of 18在有些题目中,已知条件与上面的三个要求并不一定完全相符,对此应当对已

7、知条件进行适当的变形,使得它与一般的要求相符,再适用插板法六、 使用插板法一般有如下三种类型:1 m个人分 n个东西,要求每个人至少有一个这个时候我们只需要把所有的东西排成一排,在其中的()个空隙中放上 (1)m个插板,所以分法的数目为1mnC2 个人分 个东西,要求每个人至少有 a个这个时候,我们先发给每个人 (1)a个,还剩下(1)na个东西,这个时候,我们把剩下的东西按照类型来处理就可以了所以分法的数目为()mC3 m个人分n个东西,允许有人没有分到这个时候,我们不妨先借来乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page4 of 18m个东西,每

8、个人多发1个,这样就和类型一样了,不过这时候物品总数变成了()nm个 ,因乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page5 of 18此分法的数目为 1mnC例题精讲一可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客” ,能重复的元素看作“店” ,则通过“住店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理的策略中,关键是在正确判断哪个底数,哪个是指数【例 1】 (1)有 4 名学生报名参加数学、物理、化学竞赛,每人限报一科,有多少种不同的报名方法?(2 )有 4 名学生参加争夺数学、物理、化学竞赛冠军,有

9、多少种不同的结果?(3 )将 3 封不同的信投入 4 个不同的邮筒,则有多少种不同投法?【解析】:(1) (2) (3)【例 2】 把 6 名实习生分配到 7 个车间实习共有多少种不同方法?【解析】:完成此事共分 6 步,第一步;将第一名实习生分配到车间有 7 种不同方案,第二步:将第二名实习生分配到车间也有 7 种不同方案,依次类推,由分步计数原理知共有 67种不同方案.【例 3】 8 名同学争夺 3 项冠军,获得冠军的可能性有( )A、 B、 C、 D、38838A38【解析】:冠军不能重复,但同一个学生可获得多项冠军,把 8 名学生看作 8 家“店” ,3 项冠军看作 3 个“客” ,他

10、们都可能住进任意一家 “店” ,每个 “客”有 8 种可能,因此共有 种不同的结果。所以选 A二相邻问题捆绑法: 题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列.【例 1】 ,BCDE五人并排站成一排,如果 ,AB必须相邻且 在 A的右边,那么不同的排法种数有 【解析】:把 视为一人,且 B固定在 的右边,则本题相当于 4 人的全排列,42种【例 2】 (2009 四川卷理)3 位男生和 3 位女生共 6 位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( ) A. 360 B. 188 C. 216 D. 96 【解析】: 间接法 6 位同学

11、站成一排,3 位女生中有且只有两位女生相邻的排法有, 2234CA=种其中男生甲站两端的有 ,符合条件的排法故共有 288 1223AC=4三相离问题插空法 :元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page6 of 18【例 1】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 【解析】:除甲乙外,其余 5 个排列数为5A种,再用甲乙去插 6 个空位有26A种,不同的排法种数是52630A种【例 2】 书架上某层有 6 本书

12、,新买 3 本插进去,要保持原有 6 本书的顺序,有 种不同的插法(具体数字作答)【解析】: 1789=04【例 3】 高三(一)班学要安排毕业晚会的 4 各音乐节目, 2 个舞蹈节目和 1 个曲艺节目的演出顺序,要求两个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是 【解析】:不同排法的种数为526A3600【例 4】 某工程队有 6 项工程需要单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,有工程丁必须在工程丙完成后立即进行。那么安排这 6项工程的不同排法种数是 【解析】:依题意,只需将剩余两个工程插在由甲、乙、丙、丁四个工程形成的 5 个空中,可得有25A20 种不

13、同排法。【例 5】某市春节晚会原定 10 个节目,导演最后决定添加 3 个与“抗冰救灾”有关的节目,但是赈灾节目不排在第一个也不排在最后一个,并且已经排好的 10 个节目的相对顺序不变,则该晚会的节目单的编排总数为 种.【解析】: 190=【例 6】.马路上有编号为 1,2,3 ,9 九只路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,求满足条件的关灯方案有多少种?【解析】:把此问题当作一个排对模型,在 6 盏亮灯的 5 个空隙中插入 3 盏不亮的灯35C种方法,所以满足条件的关灯方案有 10 种.说明:一些不易理解的排列组合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型,排

14、队模型,装盒模型可使问题容易解决.【例 7】 3 个人坐在一排 8 个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种数有多少种?【解析】: 解法 1、先将 3 个人(各带一把椅子)进行全排列有 A ,*,在四个空3中分别放一把椅子,还剩一把椅子再去插空有 A 种,所以每个人左右两边都空位的排法有14=24 种.314A解法 2:先拿出 5 个椅子排成一排,在 5 个椅子中间出现 4 个空,*再让 3 个人每人带一把椅子去插空,于是有 A =24 种.34【例 8】 停车场划出一排 12 个停车位置,今有 8 辆车需要停放.要求空车位置连在一起,不同的停车方法有多少种?【解析】:先排好 8 辆车有

15、 A 种方法,要求空车位置连在一起,则在每 2 辆之间及其两端的 98个空档中任选一个,将空车位置插入有 C 种方法,所以共有 C A 种方法. 19198注:题中*表示元素, 表示空.四元素分析法(位置分析法):某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的元素。【例 1】 2010 年广州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的选派方案共有 ( ) 高考资源网 A. 36 种 B. 12 种 C. 18 种 D. 48 种【解析】: 方

16、法一: 从后两项工作出发,采取位置分析法。23A6方法二:分两类:若小张或小赵入选,则有选法 4312C;若小张、小赵都入选,则有选法 123A,共有选法 36 种,选 A. 乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page7 of 18【例 2】 1 名老师和 4 名获奖同学排成一排照相留念,若老师不站两端则有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13A种,4 名同学在其余 4 个位置上有4A种方法;所以共有437A种。.【例 3】 有七名学生站成一排,某甲不排在首位也不排在末位的排法有多少种?【解析】 法一: 法二: 法三:1

17、6530A256036067A五多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理。高考资源网 【例 1】 (1 ) 6 个不同的元素排成前后两排,每排 3 个元素,那么不同的排法种数是( )A、36 种 B、120 种 C、720 种 D、1440 种(2 )把 15 人分成前后三排,每排 5 人,不同的排法种数为(A) (B) (C) (D) 5103105A153510A(3 ) 8 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】 :(1)前后两排可看成一排的两段,因此本题可看成 6 个不同的元素

18、排成一排,共672种,选 C. (2)答案:C(3 )看成一排,某 2 个元素在前半段四个位置中选排 2 个,有24A种,某 1 个元素排在后半段的四个位置中选一个有14A种,其余 5 个元素任排 5 个位置上有5种,故共有5760种排法.五定序问题缩倍法(等几率法):在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.【例 1】. ,BDE五人并排站成一排,如果 B必须站在 的右边( ,B可以不相邻)那么不同的排法种数是( ) 【解析】 : 在 A的右边与 在 的左边排法数相同,所以题设的排法只是 5 个元素全排列数的一半,即5602种【例 2】 书架上某层有 6 本书,新买

19、3 本插进去,要保持原有 6 本书的顺序,有多少种不同的插法【解析】 :法一: 法二:39A961A【例 3】将 A、B、C、D、E、F 这 6 个字母排成一排,若 A、B、C 必须按 A 在前,B 居中,C 在后的原则(A、B、C 允许不相邻) ,有多少种不同的排法? 【解析】 :法一:36法二: 631A六标号排位问题(不配对问题) 把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.【例 1】 将数字 1,2 ,3,4 填入标号为 1,2 ,3,4 的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有( )A、6 种 B、9

20、 种 C、11 种 D、23 种 【解析】 :先把 1 填入方格中,符合条件的有 3 种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有 331=9种填法,选 .【例 2】 编号为 1、2 、3、4、5 的五个人分别去坐编号为 1、2、3 、4、5 的五个座位,其中有且只有两个的编号与座位号一致的坐法是( ) A 10 种 B 20 种 C 30 种 D 60 种 乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page8 of 18答案:B【例 3】:同室 4 人各写一张贺年卡,先集中起来,然后每人

21、从中拿一张别人送出的贺年卡,则 4 张贺年卡不同的分配方式共有( ) (A)6 种 (B)9 种 (C)11 种 (D)23 种 【解析】:设四个人分别为甲、乙、丙、丁,各自写的贺年卡分别为 a、b、c、d。第一步,甲取其中一张,有 3 种等同的方式;第二步,假设甲取 b,则乙的取法可分两类:(1 )乙取 a,则接下来丙、丁取法都是唯一的,(2 )乙取 c 或 d(2 种方式) ,不管哪一种情况,接下来丙、丁的取法也都是唯一的。根据加法原理和乘法原理,一共有 种分配方式。 故选(B)129()【例 4】:五个人排成一列,重新站队时,各人都不站在原来的位置上,那么不同的站队方式共有( )(A)6

22、0 种 (B)44 种 (C)36 种 (D)24 种 答案:B 六不同元素的分配问题(先分堆再分配):注意平均分堆的算法【例 1】 有 6 本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式?高考资源网 分成 1 本、2 本、3 本三组;分给甲、乙、丙三人,其中一个人 1 本,一个人 2 本,一个人 3 本;分成每组都是 2 本的三个组;分给甲、乙、丙三人,每个人 2 本;分给 5 人每人至少 1 本。【解析】 :(1) (2 ) (3) (4 ) (5)32516C32516AC326C2462155432CA【例 2】将 4 名大学生分配到 3 个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则

23、不同的分配方案有 种(用数字作答) 【解析】:第一步将 4 名大学生按, 2,1,1 分成三组,其分法有214CA;第二步将分好的三组分配到 3 个乡镇,其分法有3A所以满足条件得分配的方案有21346CA说明:分配的元素多于对象且每一对象都有元素分配时常用先分组再分配.【例 3】 5 名志愿者分到 3 所学校支教,每个学校至少去一名志愿者,则不同的分派方法共有(A)150 种 (B)180 种 (C)200 种 (D)280 种 【解析】:人数分配上有 1,2,2 与 1,1,3 两种方式,若是 1,2,2,则有31352A60 种,若是 1,1,3,则有12354CA90 种,所以共有 1

24、50 种,选 A【例 4】 将 9 个(含甲、乙)平均分成三组,甲、乙分在同一组,则不同分组方法的种数为( )A70 B140 C280 D840 答案 :( A )【例 5】 将 5 名实习教师分配到高一年级的个班实习,每班至少名,最多名,则不同的分配方案有( )乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page9 of 18(A)种 (B )种 (C)种 (D)种【解析】: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,则将 5名教师分成三组,一组 1 人,另两组都是 2 人,有1254A种方法,再将 3 组分到 3

25、 个班,共有3190种不同的分配方案,选 B.【例 6】 某外商计划在四个候选城市投资 3 个不同的项目 ,且在同一个城市投资的项目不超过 2 个,则该外商不同的投资方案有( )种 A16 种 B36 种 C42 种 D60 种【解析】:按条件项目可分配为 2,10与 ,的结构,2344620CA故选 D;【例 7】 (1 )5 本不同的书,全部分给 4 个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为( )A、480 种 B、240 种 C、120 种 D、96 种 答案: .(2 ) 12 名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口 4 人,则不同的分配方案有多少种?答案:43128

26、C【例 8】 有甲乙丙三项任务,甲需 2 人承担,乙丙各需一人承担,从 10 人中选出 4 人承担这三项任务,不同的选法种数是( ) A、1260 种 B、2025 种 C、2520 种 D、5040 种【解析】:先从 10 人中选出 2 人承担甲项任务,再从剩下的 8 人中选 1 人承担乙项任务,第三步从另外的 7 人中选 1 人承担丙项任务,不同的选法共有21075C种,选 C.【例 9】.某高校从某系的 10 名优秀毕业生中选 4 人分别到西部四城市参加中国西部经济开发建设,其中甲同学不到银川,乙不到西宁,共有多少种不同派遣方案?【解析】:因为甲乙有限制条件,所以按照是否含有甲乙来分类,

27、有以下四种情况:若甲乙都不参加,则有派遣方案48A种;若甲参加而乙不参加,先安排甲有 3 种方法,然后安排其余学生有38A方法,所以共有38A;若乙参加而甲不参加同理也有 8种;若甲乙都参加,则先安排甲乙,有 7 种方法,然后再安排其余 8 人到另两个城市有28A种,共有27方法.所以共有不同的派遣方法总数为4328840种【例 10】 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】:先取四个球中二个为一组,另二组各一个球的方法有24C种,再排:在四个盒中每次排 3 个有34种,故共有234C种.七相同元素的分配问题隔板法:【例 1】:把 20 个相

28、同的球全放入编号分别为 1,2,3 的三个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于其编号数,则有多少种不同的放法?【解析】:向 1,2,3 号三个盒子中分别放入 0,1,2 个球后还余下 17 个球,然后再把这 17个球分成 3 份,每份至少一球,运用隔板法,共有 种。06C【例 2】 10 个三好学生名额分到 7 个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?【解析】:10 个名额分到 7 个班级,就是把 10 个名额看成 10 个相同的小球分成 7 堆,每堆至少一个,可以在 10 个小球的 9 个空位中插入 6 块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为684C种 乐课力

29、模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page10 of 18变式 1:7 个相同的小球,任意放入四个不同的盒子,问每个盒子都不空的放法有 种变式 2:马路上有编号为 1,2,3 ,4,5,6 ,7,8 ,9 的 9 盏路灯,为节约用电,可以把其中的三盏路灯关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,也不能关掉两端的路灯,满足条件的关灯办法有 种【例 3】:将 4 个相同的白球、5 个相同的黑球、6 个相同的红球放入 4 各不同的盒子中的 3 个中,使得有一个空盒且其他盒子中球的颜色齐全的不同放法有多少种?【解析】: 1、先从 4 个盒子中选三个放置小球有34C

30、种方法。2、注意到小球都是相同的,我们可以采用隔板法。为了保证三个盒子中球的颜色齐全,可以在 4 个相同的白球、5 个相同的黑球、6 个相同的红球所产生的 3 个、4 个 5 个空挡中分别插入两个板。各有23C、4C、 种方法。3、由分步计数原理可得34C25=720 种八多面手问题( 分类法-选定标准)【例 1】: 有 11 名外语翻译人员,其中 5 名是英语译员,4 名是日语译员,另外两名是英、日语均精通,从中找出 8 人,使他们可以组成翻译小组,其中 4 人翻译英语,另 4 人翻译日语,这两个小组能同时工作,问这样的 8 人名单可以开出几张? 3123524542534125412354

31、5 CC变式:. 有 11 名外语翻译人员,其中有 5 名会英语,4 名会日语,另外两名英,日语都精通,从中选出 8 人,组成两个翻译小组,其中 4 人翻译英语,另 4 人翻译日语,问共有多少不同的选派方式? 答案 :九走楼梯问题 (分类法与插空法相结合)【例 1】 小明家住二层,他每次回家上楼梯时都是一步迈两级或三级台阶。已知相邻楼层之间有 16 级台阶,那么小明从一层到二层共有多少种不同的走法?【 解析】 :插空法解题:考虑走 3 级台阶的次数:1)有 0 次走 3 级台阶(即全走 2 级) ,那么有 1 种走法;2)有 1 次走三级台阶。 (不可能完成任务) ;3)有两次走 3 级台阶,

32、则有 5 次走 2 级台阶:(a )两次三级台阶挨着时:相当于把这两个挨着的三级台阶放到 5 个两级台阶形成的空中,有 种16C(b)两次三级不挨着时:相当于把这两个不挨着的三级台阶放到 5 个两级台阶形成的空中,有种走法。254)有 3 次(不可能)5)有 4 次走 3 级台阶,则有 2 次走两级台阶,互换角色,想成把两个 2 级台阶放到 3 级台阶形成得空中,同(3)考虑挨着和不挨着两种情况有种 走法;125C6)有 5 次(不可能) 故总共有:1+6+15+15=37 种。变式:欲登上第 10 级楼梯,如果规定每步只能跨上一级或两级,则不同的走法共有 ( )(A)34 种 (B)55 种

33、 (C)89 种 (D)144 种 答案: (C)十排数问题(注意数字“0” )【例 1】 (1 )由数字 0,1,2,3,4 ,5 组成没有重复数字的六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( )A、210 种 B、300 种 C、464 种 D、600 种【解析】 :按题意,个位数字只可能是 0,1,2 ,3,4 共 5 种情况,分别有5A个,乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page11 of 18131313142,AA个,合并总计 300 个, 选 B.(2 )从 1,2,3,100 这 100 个数中任取两个数,使其和能被 4 整除的取

34、法(不计顺序)有多少种?【解析】 :将 ,0I 分成四个不相交的子集,能被 4 整除的数集 4,8120A ;能被4 除余 1 的数集 597B ,能被 4 除余 2 的数集 2,69C ,能被 4 除余 3 的数集3,7D,易见这四个集合中每一个有 25 个元素;从 中任取两个数符合要;从 ,BD中各取一个数也符合要求;从 C中任取两个数也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求的取法共有21255种.十一染色问题:涂色问题的常用方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论 ;(2 )根据相对区域是否同色分类讨论;(3 )将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。【例 1】 将一个四

35、棱锥 的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端点异色,如果只有 5SABD种颜色可供使用,那么不同的染色方法的总数是_.【解析一】满足题设条件的染色至少要用三种颜色。(1)若恰用三种颜色,可先从五种颜色中任选一种染顶点 S,再从余下的四种颜色中任选两种涂A、B 、C、D 四点,此时只能 A 与 C、B 与 D 分别同色,故有 种方法。125460CA(2)若恰用四种颜色染色,可以先从五种颜色中任选一种颜色染顶点 S,再从余下的四种颜色中任选两种染A 与 B,由于 A、B 颜色可以交换,故有 种染法;再从余下的两种颜色中任选一种染 D 或 C,而 D 与24C,而 D 与 C 中另一个只需染与

36、其相对顶点同色即可,故有 种方法。1254(3)若恰用五种颜色染色,有 种染色法510综上所知,满足题意的染色方法数为 60+240+120=420 种。 【答案】420.【解析二】设想染色按 SABCD 的顺序进行,对 S、A、B 染色,有 种染色方法。360由于 C 点的颜色可能与 A 同色或不同色,这影响到 D 点颜色的选取方法数,故分类讨论:C 与 A 同色时(此时 C 对颜色的选取方法唯一) ,D 应与 A(C) 、S 不同色,有 3 种选择;C 与 A 不同色时, C 有 2 种选择的颜色,D 也有 2 种颜色可供选择,从而对 C、D 染色有种染色方法。1327由乘法原理,总的染色

37、方法是 6074【解析三】可把这个问题转化成相邻区域不同色问题:如图,对这五个区域用 5 种颜色涂色,有多少种不同的涂色方法?总体实施分步完成,可分为四大步:给 S 涂色有 5 种方法;给 A 涂色有 4 种方法(与 S 不同色);给 B 涂色有 3 种方法( 与 A,S 不同色);给 C,D 涂色.当 C 与 A 异色时 ,C,D 都有 2 种涂色方法; 当 C 与 A 同色时,C 有一种涂色方法(与 A 同色),D有 3 种涂色方法.给 C,D 涂色共有 22+3=7 种方法.由分步计数原理共有 5437=420 种方法规律小结 涂色问题的常用方法有:(1)可根据共用了多少种颜色分类讨论

38、;(2)根据相对区域是否同色分类讨论;(3 )将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。十二 “至多” “至少”问题用间接法或分类:十三 几何中的排列组合问题:【例 1】 已知直线 ( 是非零常数)与圆 有公共点,且公共点的横坐标和纵1xyab, 210xy坐标均为整数,那么这样的直线共有 条 【解析】: 圆上的整点有: 12 个(6,8) (,6)(,)乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page12 of 18其中关于原点对称的有 4 条 不满则条件 切线有 ,21C=6 12C=其中平行于坐标轴的有 14 条 不满则条件 66-4+12-14

39、=60 答案:60【 巩固巩固 】 4 男 2 女 6 个人站成一排合影留念,要求 2 个女的紧挨着有多少种不同的排法?【例 1】 将 A、B、C、D、E、F、G 七位同学在操场排成一列,其中学生 B 与 C 必须相邻请问共有多少种不同的排列方法?【 巩固巩固 】 6 名小朋友 、 、 、 、 、ABCDEF站成一排,若 ,AB两人必须相邻,一共有多少种不同的站法?若 、 两人不能相邻,一共有多少种不同的站法?【例 2】 书架上有 4 本不同的漫画书,5 本不同的童话书,3 本不同的故事书,全部竖起排成一排,如果同类型的书不要分开,一共有多少种排法?如果只要求童话书和漫画书不要分开有多少种排法

40、?【 巩固巩固 】 四年级三班举行六一儿童节联欢活动整个活动由 2 个舞蹈、2 个演唱和 3 个小品组成请问:如果要求同类型的节目连续演出,那么共有多少种不同的出场顺序?乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page13 of 18【例 3】 8 人围圆桌聚餐,甲、乙两人必须相邻,而乙、丙两人不得相邻,有几种坐法?【 巩固巩固 】 a,b,c ,d,e 五个人排成一排,a 与 b 不相邻,共有多少种不同的排法?【例 4】 一台晚会上有 6个演唱节目和 4个舞蹈节目求:当 4个舞蹈节目要排在一起时,有多少不同的安排节目的顺序?当要求每 2个舞蹈节目之间

41、至少安排 1个演唱节目时,一共有多少不同的安排节目的顺序?【 巩固巩固 】 由 4个不同的独唱节目和 3个不同的合唱节目组成一台晚会,要求任意两个合唱节目不相邻,开始和最后一个节目必须是合唱,则这台晚会节目的编排方法共有多少种?【例 5】 有 10 粒糖,分三天吃完,每天至少吃一粒,共有多少种不同的吃法?乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page14 of 18【 巩固巩固 】 小红有 10 块糖,每天至少吃 1 块,7 天吃完,她共有多少种不同的吃法?【 巩固巩固 】 有 12 块 糖 , 小 光 要 6 天 吃 完 , 每 天 至 少 要 吃

42、 一 块 , 问 共 有 种 吃 法 【例 6】 10 只无差别的橘子放到 3 个不同的盘子里,允许有的盘子空着请问一共有多少种不同的放法?【 巩固巩固 】 将 13个相同的苹果放到 3个不同的盘子里,允许有盘子空着。一共有种不同的放法。【例 7】 把 20 个苹果分给 3 个小朋友,每人最少分 3 个,可以有多少种不同的分法?【 巩固巩固 】 三所学校组织一次联欢晚会,共演出 14 个节目,如果每校至少演出 3 个节目,那么这三所学校演出节目数的不同情况共有多少种?乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page15 of 18【例 8】 (1)小明

43、有 10 块糖,每天至少吃 1 块,8 天吃完,共有多少种不同吃法?(2)小明有 10 块糖,每天至少吃 1 块,8 天或 8 天之内吃完,共有多少种吃法 ?【 巩固巩固 】 有 10 粒糖,每天至少吃一粒,吃完为止,共有多少种不同的吃法?【例 9】 马路上有编号为 1, 2, 3, 10的十只路灯,为节约用电又能看清路面,可以把其中的三只灯关掉,但又不能同时关掉相邻的两只,在两端的灯也不能关掉的情况下,求满足条件的关灯方法有多少种?【 巩固巩固 】 学校新修建的一条道路上有 12盏路灯,为了节省用电而又不影响正常的照明,可以熄灭其中2盏灯,但两端的灯不能熄灭,也不能熄灭相邻的 2盏灯,那么熄

44、灯的方法共有多少种?【例 10】 在四位数中,各位数字之和是 4 的四位数有多少?【 巩固巩固 】 大于 2000 小于 3000 的四位数中数字和等于 9 的数共有多少个?乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page16 of 18【例 11】 所有三位数中,与 456 相加产生进位的数有多少个?【 巩固巩固 】 从 1 到 2004 这 2004 个正整数中,共有几个数与四位数 8866 相加时,至少发生一次进位?课堂检测【随练 1】 某小组有 12 个同学,其中男少先队员有 3 人,女少先队员有 4人,全组同学站成一排,要求女少先队员都排一起

45、,而男少先队员不排在一起,这样的排法有多少种?【随练 2】 把 7 支完全相同的铅笔分给甲、乙、丙 3 个人,每人至少 1 支,问有多少种方法?【随练 3】 在三位数中,至少出现一个 6 的偶数有多少个?乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page17 of 18家庭作业【作业 1】 将三盆同样的红花和四盆同样的黄花摆放成一排,要求三盆红花互不相邻,共有种不同的放法。【作业 2】 学校合唱团要从 6个班中补充 8名同学,每个班至少 1名,共有多少种抽调方法?【作业 3】 能被 3 整除且至少有一个数字是 6 的四位数有个。【作业 4】 学校乒乓球队一共有 4 名男生和 3 名女生某次比赛后他们站成一排照相,请问:(1)如果要求男生不能相邻,一共有多少不同的站法?(2)如果要求女生都站在一起,一共有多少种不同的站法?【作业 5】 由 0,1,2,3,4,5 组成的没有重复数字的六位数中,百位不是 2 的奇数有个乐课力模块化分级讲义体系 五年级奥数.计数综合. 排列组合(ABC 级).学生版 Page18 of 18【作业 6】 停车站划出一排 12个停车位置,今有 8辆不同的车需要停放,若要求剩余的 4个空车位连在一起,一共有多少种不同的停车方案?教学反馈学生对本次课的评价特别满意 满意 一般家长意见及建议家长签字:

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