内容正文:
考点02 排列
考点一:排列
1、排列的定义:
一般地,从n个不同的元素中取出m()个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
2、排列数的定义
从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号表示.
3、排列数公式
,其中,且.
4、阶乘的概念:
把正整数1到的连乘积,叫做的阶乘.表示:,即!.
规定:.
5、排列数公式的阶乘式:
所以.
考点二:排列的常见类型与处理方法
1、相邻元素捆绑法
2、相离问题插空法
3、元素分析法
4、位置分析法
题型一:排列的概念
判断一个具体问题是否为排列问题的思路
从n个不同元素中取出m个按一定顺序排成一列,叫从n个中取m个的排列,有序是核心。
1.从甲、乙、丙三人中选两人站成一排的所有站法为( )
A.甲乙,乙甲,甲丙,丙甲 B.甲乙,丙乙,丙甲
C.甲乙,甲丙,乙甲,乙丙,丙甲,丙乙 D.甲乙,甲丙,乙丙
【答案】C
【解析】根据题意,从甲、乙、丙三人中选两人站成一排,
若选甲乙两人,则站法为甲乙,乙甲;
若选甲丙两人,则站法为甲丙,丙甲;
若选乙丙两人,则站法为乙丙,丙乙,
所以所有站法为“甲乙,甲丙,乙甲,乙丙,丙甲,丙乙”.
故选:C.
2.下列选项中,不属于排列问题的是( )
A.从六名学生中选三名学生参加数学、物理、化学竞赛,共有多少种选法
B.有十二名学生参加植树活动,要求三人一组,共有多少种分组方案
C.从3,5,7,9中任选两个数做指数运算,可以得到多少个幂
D.从中任取两个数作为点的坐标,可以得到多少个不同的点
【答案】B
【解析】A.选出3名学生后,哪位同学参加哪门竞赛需再排序,故属于排列问题,故A错误;
B. 分组无顺序,故不属于排列问题,B正确;
C. 如和是不同的,即哪个数作指数和底数是不同的,故属于排列问题,故C错误;
D. 如和是不同的点,故属于排列问题,故D错误.
故选:B.
3.下列问题是排列问题的是( )
A.从8名同学中选取2名去参加知识竞赛,共有多少种不同的选取方法
B.会场中有30个座位,任选3个安排3位客人入座,有多少种坐法
C.平面上有5个点,任意三点不共线,这5个点最多可确定多少条直线
D.从1,2,3,4四个数字中,任选两个相乘,其结果共有多少种
【答案】B
【解析】对于A,8名同学中选取2名,不涉及顺序问题,不是排列问题,A错误;
对于B,“入座问题”,与顺序有关,是排列问题,B正确;
对于C,确定直线不涉及顺序问题,不是排列问题,C错误;
对于D,4个数字中任取2个,根据乘法交换律知,结果不涉及顺序问题,不是排列问题,D错误.
故选:B
4.下列问题不属于排列问题的是( )
A.从10个人中选2人分别去种树和扫地
B.从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队
C.从班上30名学生中选出6人,分别担任6科课代表
D.从1,2,3,4,5这五个数字中取出2个不同的数字组成一个两位数
【答案】B
【解析】对于A,从10个人中选2人分别去种树和扫地,因为工作内容不一样,故有顺序,属于排列问题,故A不满足题意;
对于B,从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队,没有顺序,所以不属于排列问题,故B满足题意;
对于C,从班上30名学生中选出6人,分别担任6科课代表,因为科目不相同,故有顺序,属于排列问题,故C不满足题意;
对于D,从1,2,3,4,5这五个数字中取出2个不同的数字组成一个两位数,数字所在位置有顺序,属于排列问题,故D不满足题意.
故选:B
5.下列问题是排列问题的是( )
A.从10名同学中选取2名去参加知识竞赛,共有多少种不同的选取方法?
B.10个人互相通信一次,共写了多少封信?
C.平面上有5个点,任意三点不共线,这5个点最多可确定多少条直线?
D.从1,2,3,4四个数字中,任选两个相加,其结果共有多少种?
【答案】B
【解析】选项A:从10名同学中选取2名去参加知识竞赛,选出的2人并未排序,
因而不是排列问题,不合题意;
选项B:10个人互相通信一次,选出2人要分出寄信人和收信人,
是排列问题,适合题意;
选项C:平面上有5个点,任意三点不共线,从中任选2个点
即可确定1条直线,这2个点不分顺序. 因而不是排列问题,不合题意;
选项D:从1,2,3,4四个数字中,任选两个数字相加即得1个结果,
这2个数字不分顺序,因而不是排列问题,不合题意.
故选:B.
题型二:排列数公式的应用
排列数公式的选择
(1)排列数公式的乘积形式适用于计算排列数.
(2)排列数公式的阶乘形式主要用于与排列数有关的证明、解方程和不等式等问题,具体应用时注意阶乘的性质,提取公因式,可以简化计算.
混淆有序与无序;忽略特殊元素 / 位置;重复 / 遗漏;阶乘计算错误。
1.可表示为排列数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】.
故选:A.
2.满足不等式的的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,可得,
由题意可得且,故或.
故选:A.
3.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】则,得,
得,又因为,则.
故选:C.
4.已知,则等于( )
A.12 B.7 C.6或13 D.6
【答案】D
【解析】由题意,,即,
化简可得,即,解得或
因为,所以,故
故选:D.
5.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】易知,.
因为,,,
所以原不等式可化为,
所以,
所以原不等式的解集为.
故选:A
题型三:与排列数公式有关的证明问题
对含有字母的排列数的式子进行变形式有关的论证时,一般用阶乘式.
混淆上下标,阶乘化简出错,漏写限制条件,错用组合数替代,未验证 m、n 范围,递推时下标处理不当。
1.证明下列等式.
(1);
(2).
【解析】(1)证明:由排列数的公式,可得:
.
(2)证明:由排列数公式,可得.
2.(1)证明:;
(2)化简:.
【解析】(1)证明:;
(2)原式.
3.求证:
【解析】,
,
,
综上,.
4.证明,并利用这一结果化简:
(1);
(2).
【解析】(1)证明:由可得,
则.
所以
(2)因为,
所以.
5.证明,并用它来化简.
【解析】证明,即证.
题型四:相邻问题
相邻问题捆绑法
捆绑后整体算 1 个元素,易漏算内部排列;相邻与不相邻混淆;多组相邻时重复计算。
1.若有5个人排成一排,其中甲、乙必须相邻,而丙不能站在两端,则不同的排法共有______种.(用数字作答)
【答案】24
【解析】因为甲、乙必须相邻,故将甲、乙捆绑到一起算作一个“个体”,内部有种排列方法,此时共有4个“个体”,
若丙不能站在两端,则丙只能站在中间两个位置中的一个,共2种排列方法,其余3个“个体”全排列,共有种排列方法,
故共有种排列方法.
故答案为:24.
2.将2位穿红衣服的同学和1位穿蓝衣服的同学随机排成一行,若要求2位穿红衣服的同学相邻,则有______种排法.
【答案】4
【解析】将两位红衣服同学视为一个元素,与蓝衣服的同学进行排列,此时相当于排列两个元素,则其排列数为,
复合元素内部的两位红衣服同学可交换位置,则排列数为,所以共种.
故答案为:4.
3.若将5名男生和3名女生排成一排,则3名女生相邻的不同排法种数为_________.
【答案】
【解析】将3名女生看成一个整体有种排法,再和其他5名男生排成一排有种排法,所以一共有种方法.
故答案为:
4.有4名护士和2名医生站在一排,两名医生相邻,则不同的排法总数为____________.
【答案】
【解析】将2名医生看成一个整体,和4名护士站成一排有,
两名医生内部有种站法,
所以两名医生相邻,不同的排法总数为,
故答案为:
5.三个人坐在一排5个座位上,空位相邻的坐法有________种.(用数字作答)
【答案】
【解析】将两个空位视为一个整体与三个人排列,又两个空位没有区别,故共有种排法.
故答案为:.
题型五:不相邻问题
不相邻用插空法:先排无限制元素,再插空。
先插后排致重复,多类不相邻混淆,空位数算错,忽略元素是否相同。
1.7个人站成一排照相,其中甲乙两人须相邻,甲丙两人不能相邻,则共有___________种不同安排方式.
【答案】1200
【解析】甲乙两人相邻的情况:将甲乙捆绑,再与其他5人作全排列,
所以共有种情况,
其中甲乙、甲丙都相邻的情况:乙丙在甲的两侧并作捆绑,再与其他4人作全排列,
所以共有种情况,
所以甲乙两人须相邻,甲丙两人不能相邻共有种.
故答案为:
2.有8名学生和2位教师站成一排合影,2位老师不相邻的排法有_____种不同的站法(用式子作答).
【答案】
【解析】8名学生排成一排有种方法,此时产生9个空,
再把2位教师插入有种方法,
所以有8名学生和2位教师站成一排合影,2位老师不相邻的排法有种不同的站法,
故答案为:
3.4名女同学和2名男同学站成一排照相,要求2名男生互不相邻,共有_________种不同排法.
【答案】480
【解析】先排4个女生,有种排法;
女生排好后,连同两端在内,有5个空位置,从中选两个,排入男生,有种排法;
所以满足条件的排法有种.
故答案为:480
4.某学校在读书节活动中,甲,乙,丙3个班各有2名同学获奖,现将这6人站成一排拍照,其中甲班的2名同学相邻,且乙班的2名同学不相邻的站法种数共有______种.(用数字作答)
【答案】144
【解析】第一步,先排甲班和丙班的同学,将甲班的2人捆绑视为一个整体,这个整体与丙班的2人(共3个元素)进行全排列,有种方法;甲班两人内部有种排法,故共有种站法;
第二步,将乙班的2人插入前后4个空位,有种站法.
根据分步乘法计数原理,不同的站法共有种.
故答案为:144
5.中国古代中的“礼、乐、射、御、书、数”合称“六艺”.某校国学社团开展“六艺”讲座活动,每“艺”安排一次讲座,共开展六次.讲座次序要求“射”和“御”必须相邻,“礼”和“书”不相邻,则“六艺”讲座不同的次序共有______种.
【答案】144
【解析】先将“射”和“御”“捆绑”视为一个元素,再与“乐”和“数”一起排列, 有种不同的次序,
再将“礼”和“书”排到所得排列的空隙中(“射”和“御”中间不能排),有种不同的次序,
最后将“射”和“御”交换位置,有种不同排序,
根据分步乘法计数原理可知“六艺”讲座不同的次序共有种.
故答案为:.
题型六:定序问题
定序问题用缩倍法
误当全排列算,多除或少除,混淆定序与无序,元素不同却按相同处理,忽略其他元素排列。
1.从2024年伊始,各地旅游业爆火,兵马俑是陕西省旅游胜地.某大学一个寝室6位同学慕名而来,游览结束后,在门前站一排合影留念,要求相邻,在的左边,则不同的站法共有______;(用数字做答)
【答案】120
【解析】先将“捆绑”看成一个元素,与另外四人在五个位置上进行全排,
再考虑在的左边,最后“解绑”,故有种方法.
故答案为:120.
2.甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有_______种.
【答案】60
【解析】甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,共有种排法,
其中甲在乙的左边和乙在甲的左边一样多,
所以甲在乙的左边的不同的站队方式共有.
故答案为:.
3.某4位同学排成一排准备照相时,又来了2位同学要加入,如果保持原来4位同学的相对顺序不变,则不同的加入方法有______种.
【答案】30
【解析】6位同学排成一排准备照相时,共有种排法,
如果保持原来4位同学的相对顺序不变,则有种排法.
故答案为:30
4.“灯笼”是中国传统农业时代的文化产物,兼具生活功能与艺术特色.如图,现有悬挂着的6盏不同的花灯需要从下往上依次取下,每次取1盏,则不同取法总数为___________.
【答案】
【解析】对于6盏不同的花灯进行取下,可先对6盏不同的花灯进行全排列,共有种排法,
因为取花灯每次只能取一盏,且只能从下往上取,
又因为每串花灯先后顺序已经固定,所以除去重复的排列顺序,
所以共有种不同的取法.
故答案为:.
5.某学习小组、、、、、、七名同学站成一排照相,要求与相邻,并且在的左边,在的右边,则不同的站队方法种数为____________(用数字作答)
【答案】
【解析】由题意可知,与相邻,则将与捆绑,
然后要求在的左边,在的右边,
由捆绑法和倍缩法可知,不同的排法种数为种.
故答案为:.
题型七:间接法
至少或至多问题用间接法
总数算错,对立面找反,多减或漏减重复部分,未排除不符合条件,混淆 “至少”“至多” 逻辑,忽略元素限制。
1.将甲、乙等6人排成一排,则甲不在最左边,乙不在最右边的不同排法共有______种.(用数字作答)
【答案】504
【解析】人的全排列的方法数为,
甲在最左边,剩下人的全排列的方法数为,
乙在最右边,剩下人的全排列的方法数为,
甲在最左边且乙在最右边,剩下人的全排列的方法数为,
则符合题意的排列数为.
故答案为:
2.、、、、五人排成一排,如果必须站在的右边,且、不相邻,则不同的排法共有__________种.
【答案】36
【解析】站在的右边的排法有,
、相邻且站在的右边的排法有,
所以必须站在的右边,且、不相邻,
则不同的排法共有种.
故答案为:36.
3.3名女生和2名男生站成一排照相,若每名男生至少与1名女生相邻,则共有_________种站法
【答案】96
【解析】由题意排除两名男生相邻且排在两端即得结果,排法数为.
故答案为:96.
4.某数学兴趣小组的6名同学排成一排照相,其中甲、乙两名同学必须彼此相邻,丙不在队伍两头的安排方式共有__________(用数字作答)种.
【答案】144
【解析】6名同学排成一排照相,其中甲、乙相邻的安排方式有(种),
6名同学排成一排照相,其中甲、乙相邻,丙在队伍两头的安排方式有(种),
所以6名同学排成一排照相,其中甲、乙两名同学彼此相邻,丙不在队伍两头的安排方式共有(种).
故答案为:144.
5.将排成一列,不在首位且不在末位的不同排法共有___________种.
【答案】504
【解析】根据题意将排成一列,有种排法,
而在首位,有种排法,同理在末位,有种排法,
当在首位,同时在末位有种排法,
则不在首位且不在末位的排法共有种.
故答案为:504.
1.2个女生和2个男生站成一排合影,2个男生相邻的不同排法总数为( )
A.12 B.24 C.36 D.72
【答案】A
【解析】把2个男生看作一个整体,内部有种排列方式
将这个男生整体和2个女生一起排列,相当于3个元素,有种排列方式,
所以,根据乘法原理,总的排法有:种不同排法.
故选:A
2.要从,5个人中选出1名组长和1名副组长,但不能当副组长,则不同的选法种数是( )
A.20 B.16 C.10 D.6
【答案】B
【解析】不考虑限制条件有种选法,
若当副组长,有种选法,
故不当副组长,有(种)选法.
故选:B.
3.用0,1,2,3,4五个数字,组成无重复数字的五位数,则下列说法不正确的是( )
A.共有96个数 B.偶数有60个
C.大于31000的数有24个 D.数字2和数字4不相邻的数有60个
【答案】C
【解析】对于A,首位不能为,故共有种;剩下的4个数全排列共有种,一共有种,故A正确,
对于B,末位为0时,剩下的4个数全排列共有种;
末位为2时,首位不能为,故共有种,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;
末位为4时,首位不能为,故共有种,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;
总计有种,故B正确,
对于C,首位为4时,剩下的4个数全排列共有种;
首位为3时,千位为,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;千位为,剩下的3个数全排列共有种,
总计有种,故C错误,
对于D,一共的排列共有96个数,数字2和数字4相邻的数共有种,0在首位的情况有种,
数字2和数字4不相邻的数有种,故D正确.
故选:C.
4.五行是中国古代的一种物质观,多用于哲学、中医学和占卜方面,五行指金、木、水、火、土.现将“金、木、水、火、土”排成一排,则“土、水”相邻的排法种数为( )
A.12 B.24 C.72 D.48
【答案】D
【解析】由题意知:则“土、水”相邻的排法种数为.
故选:D.
5.某学校在读书节活动中,甲,乙,丙3个班各有2名同学获奖,现将这6人站成一排拍照,其中甲班的2名同学不相邻的站法种数共有( )
A.120种 B.240种 C.480种 D.720种
【答案】C
【解析】先排乙班和丙班的学生,有(种),
又甲班的2名同学不相邻,利用插空法得(种),
综上,共有(种).
故选:C.
6.从5人中选出4人分别到上海、香港、台北、澳门四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这5人中甲、乙两人不去上海游览,则不同的选择方案共有( )
A.120种 B.96种 C.72种 D.48种
【答案】C
【解析】分两步:首先从除甲乙之外的3人中选1人去上海游览,共有种,
其次从剩余4人中选3人到其他三个城市游览,共有种,
共有种,
故选:C
7.含甲、乙、丙在内的6人站成一排,其中甲只能站在头尾两端,且乙丙两人相邻,则不同站法的结果数为( )
A.24 B.48 C.96 D.192
【答案】C
【解析】将乙丙看作一个整体,内部有种排列,
此时可看作5个元素排成一排,甲站两端,
先排甲,有,剩下4个元素全排列有,
故由乘法原理可得,
即甲只能站在头尾两端,且乙丙两人相邻,则不同站法的结果数为,
故选:C
8.某文艺汇演有6名演员(含甲、乙)站成一排表演,若甲不站最左边,乙不站最右边,则不同的排法有( )
A.480种 B.504种 C.360种 D.288种
【答案】B
【解析】由6名演员站成一排表演,共有种排法,
甲站在最左边,有种排法,乙站在最右边,有种排法,
甲站在最左端且乙站在最右端,有种排法,
所以甲不站最左边,乙不站最右边,则不同的排法有种排法.
故选:B.
9.(多选题)将名男生和名女生排成一排,下列说法中正确的是( )
A.女生排在中间的排法有种
B.女生不在头尾的排法有种
C.女生不相邻的排法有种
D.女生甲在女生乙右边的排法有种
【答案】AC
【解析】对于A:首先将名女生排在中间的三个位置,再将名男生排在其余四个位置,
则有种排法,故A正确;
对于B:首先排两个男生在头尾、其余人全排列,则有种排法,故B错误;
对于C:首先将名男生全排列,再将名女生插空排列,则有种排法,故C正确;
对于D:女生甲在女生乙右边属于定序问题,则有种排法,故D错误;
故选:AC
10.某校举办元旦晚会,有2个语言类节目和4个唱歌节目,要求第一个节目和最后一个节目都是唱歌节目,有__________种排法(数字作答).
【答案】
【解析】依题意,完成这件事共分两步完成,
第一步:从4个歌唱节目中选2个排在一头一尾有种排法;
第二步:剩下的2个语言类节目和2个唱歌节目共4个节目在中间4个位置全排有种排法,
由分步乘法计数原理得一共种排法.
故答案为:.
11.王老师与甲、乙等6名同学进行毕业合照,照相时他们站成一排,同学们要让王老师站在中间,甲同学与王老师站在一起,乙同学不站在左右两端,则他们不同的站法有_____种.
【答案】144
【解析】总共有人,王老师必须站在中间,即第 4 个位置,只有1种选择,
甲必须与王老师站在一起,只能在第 3 或第 5 个位置,有 2种选择,
乙不能站在左右两端(第 1、7 位),此时已占用 2 个位置(王老师和甲),剩余 5 个位置中排除 2 个端点,
有 个可选位置,即3种选择,
剩下的 4 名同学可以在剩余的 4 个位置上全排列,有种方式.
因此,共有种站法.
故答案为:144.
12.从八个数字中任取3个不同的数字作为二次函数的系数,问:
(1)共能组成多少个不同的二次函数?
(2)在这些二次函数中,图象关于轴对称的有多少个?
【解析】(1)方法一:因为,
所以确定二次项系数有7种,确定一次项和常数项有种,所以共有个不同的二次函数.
方法二:当中不含0时,有个;
当中含有0时,有个,
故共有(个)不同的二次函数.
方法三:共可构成个函数,其中当时,有个均不符合要求,
从而共有(个)不同的二次函数.
(2)依题意图象关于轴对称,即,
所以共有(个)符合条件的二次函数.
13.8个人排队:
(1)排成一排共有多少种不同的排法?
(2)排成两排,前后两排各4人共有多少种不同的排法?
(3)排成两排,前排3人,后排5人,共有多少种不同的排法?
【解析】(1)由排列的定义知共有种不同的排法.
(2)8人排成前后两排,相当于排成一排,从中间分成两部分,其排列数等于8人排成一排的排列数;
也可以分步进行,第一步:从8人中任选4人放在前排共有种排法,
第二步:剩下的4人放在后排共有种排法,
由分步乘法计数原理知共有种排法.
(3)同(2)的分析可知,共有(种).
14.3名男生、4名女生按照不同的要求排队,求不同的排队方法的种数.
(1)全体站成一排,男、女各站在一起;
(2)全体站成一排,男生必须站在一起;
(3)全体站成一排,男生不能站在一起;
(4)全体站成一排,男女相间排列.
【解析】(1)分三步完成:第一步:3名男生必须站在一起是男生的全排列,有种排法;
第二步:4名女生必须站在一起是女生的全排列,有种排法;
第三步:全体男生、女生各视为一个元素,有种排法.
由分步乘法计数原理知,共有(种)排队方法.
(2)因为三名男生全排列有种方法,把所有男生视为一个元素,与4名女生组成5个元素全排列,有种排法.
故有(种)排队方法.
(3)先安排女生,共有种排法;男生在4个女生隔成的五个空中安排,共有种排法,故共有(种)排法.
(4)先排男生有种排法,产生4个空然后让4名女生插空有种排法,共有(种)排法.
15.六人按下列要求站成一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端;
(2)甲、乙站在两端;
(3)甲不站左端,乙不站右端.
【解析】(1)法一:要使甲不站在两端,可先让甲在中间4个位置上任选1个,有种站法,
然后其余5人在另外5个位置上作全排列有种站法,根据分步乘法计数原理,
共有(种)站法.
法二:由于甲不站两端,这两个位置只能从其余5个人中选2个人站,有种站法,
然后其余4人有种站法,根据分步乘法计数原理,共有(种)站法.
法三:若对甲没有限制条件共有种站法,甲在两端共有种站法,
从总数中减去这两种情况的排列数,即得所求的站法数,共有(种).
(2)首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有种,
再让其他4人在中间位置作全排列,有种,根据分步乘法计数原理,
共有(种)站法.
(3)法一:甲在左端的站法有种,乙在右端的站法有种,
甲在左端且乙在右端的站法有种,共有(种)站法.
法二:以元素甲分类可分为两类:第一类,甲站右端有种;
第二类,甲在中间4个位置之一,而乙不在右端有种,
故共有(种)站法.
16.某社区文化节需安排4个不同节目(古筝演奏、相声、吉他弹唱、民族舞),按表演先后顺序排定4个时段,每个时段表演一个节目,且节目不重复.请根据以下不同条件,分别计算符合要求的节目安排方案总数:
(1)民族舞节目不能安排在第一个表演时段;
(2)古筝演奏节目与相声节目必须相邻.
【解析】(1)先安排第一个表演时段,有古筝演奏、相声、吉他弹唱3种选择;
剩下3个时段,对剩下3个节目全排列,有种,
所以总数为种;
(2)将古筝演奏和相声看作一个“整体”,内部有种排列方式;
再把这个“整体”和吉他弹唱、民族舞进行全排列,有种排法,
所以总数为种.
17.元旦假期,陕西各地举办丰富多彩、各具特色的活动,相关数据显示,西安入围全国十大热门目的地,西安本地热门景区前六名依次为秦始皇帝陵博物院、陕西历史博物馆、西安城墙、大唐不夜城、华清宫、大唐芙蓉园,游客甲计划用六天时间参观这六个景区,每天参观一个景区.
(1)求不同的参观顺序的方案数;
(2)若甲第一天和第二天均不参观大唐不夜城和大唐芙蓉园,求不同的参观顺序的方案数;
(3)若甲参观秦始皇帝陵博物院、陕西历史博物馆的顺序不相邻,求不同的参观顺序的方案数.
【解析】(1)六天时间参观这六个景区的不同的参观顺序的方案数为;
(2)第一天和第二天不同的参观顺序的方案数为种;
后四天安排剩下的四个景区,共有种,
所以共有:种方案;
(3)先排列除秦始皇帝陵博物院、陕西历史博物馆的另外四个景区,
有种方案,产生个空,
利用插空法:再安排秦始皇帝陵博物院和陕西历史博物馆,
所以共有种方案.
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考点02 排列
考点一:排列
1、排列的定义:
一般地,从n个不同的元素中取出m()个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
2、排列数的定义
从个不同元素中,任取()个元素的所有排列的个数叫做从个元素中取出元素的排列数,用符号表示.
3、排列数公式
,其中,且.
4、阶乘的概念:
把正整数1到的连乘积,叫做的阶乘.表示:,即!.
规定:.
5、排列数公式的阶乘式:
所以.
考点二:排列的常见类型与处理方法
1、相邻元素捆绑法
2、相离问题插空法
3、元素分析法
4、位置分析法
题型一:排列的概念
判断一个具体问题是否为排列问题的思路
从n个不同元素中取出m个按一定顺序排成一列,叫从n个中取m个的排列,有序是核心。
1.从甲、乙、丙三人中选两人站成一排的所有站法为( )
A.甲乙,乙甲,甲丙,丙甲 B.甲乙,丙乙,丙甲
C.甲乙,甲丙,乙甲,乙丙,丙甲,丙乙 D.甲乙,甲丙,乙丙
2.下列选项中,不属于排列问题的是( )
A.从六名学生中选三名学生参加数学、物理、化学竞赛,共有多少种选法
B.有十二名学生参加植树活动,要求三人一组,共有多少种分组方案
C.从3,5,7,9中任选两个数做指数运算,可以得到多少个幂
D.从中任取两个数作为点的坐标,可以得到多少个不同的点
3.下列问题是排列问题的是( )
A.从8名同学中选取2名去参加知识竞赛,共有多少种不同的选取方法
B.会场中有30个座位,任选3个安排3位客人入座,有多少种坐法
C.平面上有5个点,任意三点不共线,这5个点最多可确定多少条直线
D.从1,2,3,4四个数字中,任选两个相乘,其结果共有多少种
4.下列问题不属于排列问题的是( )
A.从10个人中选2人分别去种树和扫地
B.从班上30名男生中选出5人组成一个篮球队
C.从班上30名学生中选出6人,分别担任6科课代表
D.从1,2,3,4,5这五个数字中取出2个不同的数字组成一个两位数
5.下列问题是排列问题的是( )
A.从10名同学中选取2名去参加知识竞赛,共有多少种不同的选取方法?
B.10个人互相通信一次,共写了多少封信?
C.平面上有5个点,任意三点不共线,这5个点最多可确定多少条直线?
D.从1,2,3,4四个数字中,任选两个相加,其结果共有多少种?
题型二:排列数公式的应用
排列数公式的选择
(1)排列数公式的乘积形式适用于计算排列数.
(2)排列数公式的阶乘形式主要用于与排列数有关的证明、解方程和不等式等问题,具体应用时注意阶乘的性质,提取公因式,可以简化计算.
混淆有序与无序;忽略特殊元素 / 位置;重复 / 遗漏;阶乘计算错误。
1.可表示为排列数( )
A. B. C. D.
2.满足不等式的的值可以为( )
A. B. C. D.
3.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
4.已知,则等于( )
A.12 B.7 C.6或13 D.6
5.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
题型三:与排列数公式有关的证明问题
对含有字母的排列数的式子进行变形式有关的论证时,一般用阶乘式.
混淆上下标,阶乘化简出错,漏写限制条件,错用组合数替代,未验证 m、n 范围,递推时下标处理不当。
1.证明下列等式.
(1);
(2).
2.(1)证明:;
(2)化简:.
3.求证:
4.证明,并利用这一结果化简:
(1);
(2).
5.证明,并用它来化简.
题型四:相邻问题
相邻问题捆绑法
捆绑后整体算 1 个元素,易漏算内部排列;相邻与不相邻混淆;多组相邻时重复计算。
1.若有5个人排成一排,其中甲、乙必须相邻,而丙不能站在两端,则不同的排法共有______种.(用数字作答)
2.将2位穿红衣服的同学和1位穿蓝衣服的同学随机排成一行,若要求2位穿红衣服的同学相邻,则有______种排法.
3.若将5名男生和3名女生排成一排,则3名女生相邻的不同排法种数为_________.
4.有4名护士和2名医生站在一排,两名医生相邻,则不同的排法总数为____________.
5.三个人坐在一排5个座位上,空位相邻的坐法有________种.(用数字作答)
题型五:不相邻问题
不相邻用插空法:先排无限制元素,再插空。
先插后排致重复,多类不相邻混淆,空位数算错,忽略元素是否相同。
1.7个人站成一排照相,其中甲乙两人须相邻,甲丙两人不能相邻,则共有___________种不同安排方式.
2.有8名学生和2位教师站成一排合影,2位老师不相邻的排法有_____种不同的站法(用式子作答).
3.4名女同学和2名男同学站成一排照相,要求2名男生互不相邻,共有_________种不同排法.
4.某学校在读书节活动中,甲,乙,丙3个班各有2名同学获奖,现将这6人站成一排拍照,其中甲班的2名同学相邻,且乙班的2名同学不相邻的站法种数共有______种.(用数字作答)
5.中国古代中的“礼、乐、射、御、书、数”合称“六艺”.某校国学社团开展“六艺”讲座活动,每“艺”安排一次讲座,共开展六次.讲座次序要求“射”和“御”必须相邻,“礼”和“书”不相邻,则“六艺”讲座不同的次序共有______种.
题型六:定序问题
定序问题用缩倍法
误当全排列算,多除或少除,混淆定序与无序,元素不同却按相同处理,忽略其他元素排列。
1.从2024年伊始,各地旅游业爆火,兵马俑是陕西省旅游胜地.某大学一个寝室6位同学慕名而来,游览结束后,在门前站一排合影留念,要求相邻,在的左边,则不同的站法共有______;(用数字做答)
2.甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有_______种.
3.某4位同学排成一排准备照相时,又来了2位同学要加入,如果保持原来4位同学的相对顺序不变,则不同的加入方法有______种.
4.“灯笼”是中国传统农业时代的文化产物,兼具生活功能与艺术特色.如图,现有悬挂着的6盏不同的花灯需要从下往上依次取下,每次取1盏,则不同取法总数为___________.
5.某学习小组、、、、、、七名同学站成一排照相,要求与相邻,并且在的左边,在的右边,则不同的站队方法种数为____________(用数字作答)
题型七:间接法
至少或至多问题用间接法
总数算错,对立面找反,多减或漏减重复部分,未排除不符合条件,混淆 “至少”“至多” 逻辑,忽略元素限制。
1.将甲、乙等6人排成一排,则甲不在最左边,乙不在最右边的不同排法共有______种.(用数字作答)
2.、、、、五人排成一排,如果必须站在的右边,且、不相邻,则不同的排法共有__________种.
3.3名女生和2名男生站成一排照相,若每名男生至少与1名女生相邻,则共有_________种站法
4.某数学兴趣小组的6名同学排成一排照相,其中甲、乙两名同学必须彼此相邻,丙不在队伍两头的安排方式共有__________(用数字作答)种.
5.将排成一列,不在首位且不在末位的不同排法共有___________种.
1.2个女生和2个男生站成一排合影,2个男生相邻的不同排法总数为( )
A.12 B.24 C.36 D.72
2.要从,5个人中选出1名组长和1名副组长,但不能当副组长,则不同的选法种数是( )
A.20 B.16 C.10 D.6
3.用0,1,2,3,4五个数字,组成无重复数字的五位数,则下列说法不正确的是( )
A.共有96个数 B.偶数有60个
C.大于31000的数有24个 D.数字2和数字4不相邻的数有60个
4.五行是中国古代的一种物质观,多用于哲学、中医学和占卜方面,五行指金、木、水、火、土.现将“金、木、水、火、土”排成一排,则“土、水”相邻的排法种数为( )
A.12 B.24 C.72 D.48
5.某学校在读书节活动中,甲,乙,丙3个班各有2名同学获奖,现将这6人站成一排拍照,其中甲班的2名同学不相邻的站法种数共有( )
A.120种 B.240种 C.480种 D.720种
6.从5人中选出4人分别到上海、香港、台北、澳门四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这5人中甲、乙两人不去上海游览,则不同的选择方案共有( )
A.120种 B.96种 C.72种 D.48种
7.含甲、乙、丙在内的6人站成一排,其中甲只能站在头尾两端,且乙丙两人相邻,则不同站法的结果数为( )
A.24 B.48 C.96 D.192
8.某文艺汇演有6名演员(含甲、乙)站成一排表演,若甲不站最左边,乙不站最右边,则不同的排法有( )
A.480种 B.504种 C.360种 D.288种
9.(多选题)将名男生和名女生排成一排,下列说法中正确的是( )
A.女生排在中间的排法有种
B.女生不在头尾的排法有种
C.女生不相邻的排法有种
D.女生甲在女生乙右边的排法有种
10.某校举办元旦晚会,有2个语言类节目和4个唱歌节目,要求第一个节目和最后一个节目都是唱歌节目,有__________种排法(数字作答).
11.王老师与甲、乙等6名同学进行毕业合照,照相时他们站成一排,同学们要让王老师站在中间,甲同学与王老师站在一起,乙同学不站在左右两端,则他们不同的站法有_____种.
12.从八个数字中任取3个不同的数字作为二次函数的系数,问:
(1)共能组成多少个不同的二次函数?
(2)在这些二次函数中,图象关于轴对称的有多少个?
13.8个人排队:
(1)排成一排共有多少种不同的排法?
(2)排成两排,前后两排各4人共有多少种不同的排法?
(3)排成两排,前排3人,后排5人,共有多少种不同的排法?
14.3名男生、4名女生按照不同的要求排队,求不同的排队方法的种数.
(1)全体站成一排,男、女各站在一起;
(2)全体站成一排,男生必须站在一起;
(3)全体站成一排,男生不能站在一起;
(4)全体站成一排,男女相间排列.
15.六人按下列要求站成一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端;
(2)甲、乙站在两端;
(3)甲不站左端,乙不站右端.
16.某社区文化节需安排4个不同节目(古筝演奏、相声、吉他弹唱、民族舞),按表演先后顺序排定4个时段,每个时段表演一个节目,且节目不重复.请根据以下不同条件,分别计算符合要求的节目安排方案总数:
(1)民族舞节目不能安排在第一个表演时段;
(2)古筝演奏节目与相声节目必须相邻.
17.元旦假期,陕西各地举办丰富多彩、各具特色的活动,相关数据显示,西安入围全国十大热门目的地,西安本地热门景区前六名依次为秦始皇帝陵博物院、陕西历史博物馆、西安城墙、大唐不夜城、华清宫、大唐芙蓉园,游客甲计划用六天时间参观这六个景区,每天参观一个景区.
(1)求不同的参观顺序的方案数;
(2)若甲第一天和第二天均不参观大唐不夜城和大唐芙蓉园,求不同的参观顺序的方案数;
(3)若甲参观秦始皇帝陵博物院、陕西历史博物馆的顺序不相邻,求不同的参观顺序的方案数.
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