一、基础理论知识
排列:从n个不同元素中取出m个元素,按一定顺序排成一列,记作 $P_n^m
$,公式为:
$P_n^m = \frac{n!}{(n-m)!} $
组合:从n个不同元素中取出m个元素,不考虑顺序,记作 $C_n^m
$,公式为:
$C_n^m = \frac{n!}{m!(n-m)!} $
特殊模型:
圆排列:n个人围成一圈,排列数为 $(n-1)!$
隔板法:用于将相同物品分配到不同组
容斥原理:解决重叠问题
二、题型识别
问题涉及"顺序"或"选择",如安排座位、分组比赛等
有限制条件,如不相邻、至少、至多等
出现"不同方案""多少种方法"等关键词
三、解题思路
1.
理解题意:明确是排列还是组合问题
2.
分析条件:使用捆绑法、插空法等处理限制条件
3.
计算求解:应用公式或原理计算
4.
检查答案:确保结果合理
四、经典例题讲解
例题1:圆桌敬酒问题
题干:中秋假期,小王请同在一个城市的9位大学同学聚餐。10人围坐一桌,敬酒前小王提出一个建议:每个人要同不相邻的同学喝一杯。如果小王的提议被通过,那么一共要准备______杯酒。
选项:A.70 B.90 C.140 D.210
解题思路:
10人围坐圆桌,每个人有2个相邻的人,因此不相邻的人数为 $10 - 3 = 7$ 人
每个人都要与7个不相邻的人喝一杯,因此每个人需要喝7杯酒
总杯数为 $10 \times 7 = 70$ 杯(注:每杯酒对应一次敬酒动作,不除以2)
答案:A.70
例题2:橡皮购买问题
题干:商店销售某款橡皮,有每盒3块、每盒5块和每盒10块三种不同的包装,且只能整盒出售而不能拆散。某日卖出这款橡皮不到50盒,且当日任意2名顾客购买的橡皮块数都不相同。问当天最多有多少名顾客购买了这款橡皮?
选项:A.17 B.18 C.19 D.20
解题思路:
顾客购买的橡皮块数必须为3、5、10的线性组合,且块数互不相同
总盒数少于50盒,为了最大化顾客数,应选择最小盒数较小的块数
列出可能块数的最小盒数:
最小盒数为1的块数:3、5、10(3个顾客,盒数3)
最小盒数为2的块数:6、8、13、15、20(5个顾客,盒数10)
最小盒数为3的块数:9、11、16、18、23、25、30(7个顾客,盒数21)
总盒数: $3 + 10 + 21 = 34$ 盒
剩余盒数: $50 - 34 = 16$ 盒,但总盒数需小于50,因此最多添加3个最小盒数为4的顾客(盒数12),总盒数46盒
总顾客数: $3 + 5 + 7 + 3 = 18$ 人
答案:B.18
例题3:足球比赛得分问题
题干:有5支足球队进行单循环比赛,每场比赛胜者得3分,负者不得分,平局双方各得1分。比赛结束后,若5支球队的总得分为25分,冠军得12分,则亚军得:
选项:A.5分 B.6分 C.7分 D.8分
解题思路:
5支球队单循环,比赛场数为 $C_5^2 = 10$ 场
设胜负场数为 $x
$,平局场数为 $y
$,则:
$\begin{cases} x + y = 10 \\ 3x + 2y = 25 \end{cases}$
解得 $x = 5 $,$y = 5$
冠军得12分,必须全胜(4胜),否则得分不足12分
其他4支球队均输给冠军,得分仅来自彼此之间的6场比赛(其中平局5场、胜负局1场)
4支球队中:
两支球队未参与胜负局,全部平局,各得3分
一支球队赢得胜负局,且另两场平局,得5分
一支球队输掉胜负局,且另两场平局,得2分
因此,亚军得分为5分
答案:A.5分
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