有约束条件的排列问题-课件.ppt
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- 约束条件 排列 问题 课件
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1、1.2.1 1.2.1 排列排列有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题例例1:1:某年全国足球甲级某年全国足球甲级A A组联赛共有组联赛共有1414个队参个队参加,每队要与其余各队在主、客场分别比赛加,每队要与其余各队在主、客场分别比赛一次,共进行多少场比赛?一次,共进行多少场比赛?解:解:14个队中任意两队进行个队中任意两队进行1次主场比赛与次主场比赛与 1次客场比赛,对应于从次客场比赛,对应于从14个元素中任取个元素中任取2个元素的一个排列,因此,个元素的一个排列,因此,比赛的总场次是比赛的总场次是1821314214A有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题课本例题课本例题2以人为标准
2、进行分步,第一名同学有以人为标准进行分步,第一名同学有5 5种选种选择,第二名同学有择,第二名同学有5 5种选择,第三名同学也种选择,第三名同学也有有5 5种选择,因此有种选择,因此有例例2 2:(1)(1)有有5 5本不同的书,从中选本不同的书,从中选3 3本送给本送给3 3名同名同 学,每人各学,每人各1 1本,共有多少种不同的送法?本,共有多少种不同的送法?(2)(2)有有5 5种不同的书,买种不同的书,买3 3本送给本送给3 3名同学,名同学,每人各每人各1 1本,共有多少种不同的送法?本,共有多少种不同的送法?125555536034535A有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题课
3、本例题课本例题3例例3、用用0到到9这这10个数字,可以组成多少个没个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?有重复数字的三位数?解法一:解法一:对排列方法分步思考。对排列方法分步思考。648899181919AAA从位置出发从位置出发百位十位个位6488992919AA或或有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题课本例题课本例题4解法二:解法二:对排列方法分类思考。符合条件的三位数对排列方法分类思考。符合条件的三位数可分为两类:可分为两类:百位百位 十位十位 个位个位A390百位百位 十位十位 个位个位A290百位百位 十位十位 个位个位A2964822939AA根据加法原理根据加法原理从
4、元素出发分析从元素出发分析例例3、用用0到到9这这10个数字,可以组成多少个没个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?有重复数字的三位数?有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题课本例题课本例题4解法三:解法三:间接法间接法.从从0到到9这十个数字中任取三个数字的排列数为这十个数字中任取三个数字的排列数为 ,A310.648898910A310A29 所求的三位数的个数是所求的三位数的个数是其中以其中以0为排头的排列数为为排头的排列数为 .A29逆向思维法逆向思维法例例3、用用0到到9这这10个数字,可以组成多少个没个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?有重复数字的三位数?有约束条件
5、的排列问题有约束条件的排列问题课本例题课本例题4个。有种,故符合题意的偶数有、千位上的排列数不能选),十位、百位种(排列数有中选);万位上的数字、种(从有)个位上的数字排列数解法一:(正向思考法331312331312542AAAAAA百位十位个位千位万位13A33A12A例例4、由数字由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位组成没有重复数字的五位数,其中小于数,其中小于50000的偶数共有多少个?的偶数共有多少个?有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题2或或41,3或或2、4之之一一百位十位个位千位万位例例4、由数字由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位组成没有重复数字的五位
6、数,其中小于数,其中小于50000的偶数共有多少个?的偶数共有多少个?有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题13A1或或3或或544A百位十位个位千位万位2或或433A12A5百位十位个位千位万位例例4、由数字由数字1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位组成没有重复数字的五位数,其中小于数,其中小于50000的偶数共有多少个?的偶数共有多少个?个共有:个,符合题意的偶数的数减去偶数中大于个,再数个,减去其中奇数的个位数有数字的组成无重复、)由解法二:(逆向思维法365000055432133124413553312441355AAAAAAAAAA有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题例例
7、5、6个人站成前后两排照相,要求前排个人站成前后两排照相,要求前排2人,人,后排后排4人,那么不同的排法共有(人,那么不同的排法共有()A.30种种 B.360种种 C.720种种 D.1440种种 C分排问题直排处理分排问题直排处理26A44A有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列要个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:求各有多少种不同排法:(1)男甲排在正中间;)男甲排在正中间;7206A66!特殊元素(位置)优先法特殊元素(位置)优先法有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按
8、下列要个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:求各有多少种不同排法:(2)男甲不在排头,女乙不在排尾;)男甲不在排头,女乙不在排尾;女乙在排头时:女乙在排头时:女乙不在排头时:女乙不在排头时:所以共有:所以共有:720+3000=3720种。种。7206A66!3000A5555有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题女乙女乙不甲乙不甲乙5555A66A例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列要个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:求各有多少种不同排法:(2)男甲不在排头,女乙不在排尾;)男甲不在排头,女乙不在排尾;有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题77A66
9、-A66-A55A3720间接法:间接法:例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:要求各有多少种不同排法:(3)三个女生排在一起;)三个女生排在一起;相邻问题相邻问题“捆绑法捆绑法”72053AA5533!有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题55A33A例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:要求各有多少种不同排法:(4)三个女生两两都不相邻;)三个女生两两都不相邻;不相邻问题不相邻问题“插空法插空法”14403454AA3544!有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题
10、35A44A例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:要求各有多少种不同排法:(5)全体站成一排,甲、乙、丙三人自左向)全体站成一排,甲、乙、丙三人自左向右顺序不变;右顺序不变;定序问题定序问题“消序法消序法”8404567AA3377有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题14A定序问题定序问题“插空法插空法”1514AA 17161514AAAA例例6、有有4个男生和个男生和3个女生排成一排,按下列个女生排成一排,按下列要求各有多少种不同排法:要求各有多少种不同排法:(6)若甲必须在乙的右边(可以相邻,也可)若甲必须在乙的右边(可以
11、相邻,也可以不相邻),有多少种站法?以不相邻),有多少种站法?252034567AA2277有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题1716151413AAAAA定序问题定序问题“消序法消序法”定序问题定序问题“插空法插空法”例例7、7位同学站成一排,共有多少种不同的排位同学站成一排,共有多少种不同的排法?法?解:问题可以看作:解:问题可以看作:7个元素的全排列个元素的全排列A775040 7位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共位同学站成一排,其中甲站在中间的位置,共有多少种不同的排法?有多少种不同的排法?解:问题可以看作:余下的解:问题可以看作:余下的6个元素的全排列个元素的全排列A66
12、=720有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题 7位同学站成一排,其中甲不站在首位,共有多位同学站成一排,其中甲不站在首位,共有多少种不同的排法?少种不同的排法?解一:甲站其余六个位置之一有解一:甲站其余六个位置之一有A61种,其余种,其余6人全排列有人全排列有A66 种,共有种,共有A61 A66=4320。解二:从其他解二:从其他6人中先选出一人站首位,有人中先选出一人站首位,有A61,剩下,剩下6人人(含甲)全排列,有(含甲)全排列,有A66,共有,共有A61 A66=4320。解三:解三:7人全排列有人全排列有A77,甲在首位的有,甲在首位的有A66,所以共有,所以共有 A77-A6
13、6=7 A66-A66=4320。有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题(4)7位同学站成一排位同学站成一排甲甲、乙只能站在两端的排法共、乙只能站在两端的排法共有多少种?有多少种?解:根据分步计数原理:第一步解:根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有甲、乙站在两端有A22种;第二步种;第二步 余下的余下的5名同学进行全排列有名同学进行全排列有A55种种 则共有则共有A22 A55=240种排列种排列方法方法.甲乙乙甲 abcde ebdcaA55A55A22A22有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题(5)7位同学站成一排,甲位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的、乙不能站在排头和
14、排尾的排法共有多少种?排法共有多少种?解:解:第一步第一步 从(除去甲、乙)其余的从(除去甲、乙)其余的5位同学位同学中选中选2位同学站在排头和排尾有位同学站在排头和排尾有A52种方法;种方法;第二步第二步 从余下的从余下的5位同学中选位同学中选5位进行排列位进行排列(全排列)有(全排列)有A55种种方法,方法,所以一共有所以一共有A52 A55 2400种排列方法种排列方法有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题55667724AAA间接法间接法55A25A(6)若甲不在排头)若甲不在排头、乙不在排尾、乙不在排尾,有多少种不有多少种不同的排法?同的排法?解法一(直接法):以解法一(直接法):
15、以甲作为分类标准甲作为分类标准,分为两类分为两类:第一类:先安排甲在中间第一类:先安排甲在中间,再安排乙再安排乙,有有第二类:先安排甲在排尾第二类:先安排甲在排尾,再安排其他人再安排其他人,有有3000551515AAA72066A共有:共有:3720种方法种方法有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题15A15A55A直直接接法法解法二(间接法):所有排法中除去不符合的解法二(间接法):所有排法中除去不符合的.共有:共有:3720种方法种方法 所有排法:所有排法:77A甲在排头:甲在排头:66A乙在排尾:乙在排尾:66A甲在排头、乙在排尾:甲在排头、乙在排尾:55A5566772AAA有约束
16、条件的排列问题有约束条件的排列问题间间接接法法例例8 8、四位男生、三位女生排队照相,根据下列要求,、四位男生、三位女生排队照相,根据下列要求,各有多少不同的排法各有多少不同的排法(1 1)七个人排一列,四个男生必须连排在一起)七个人排一列,四个男生必须连排在一起有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题5764444 AA例例8 8、四位男生、三位女生排队照相,根据下列要求,、四位男生、三位女生排队照相,根据下列要求,各有多少不同的排法各有多少不同的排法(2 2)男女生相间排列)男女生相间排列有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题 男女男女男女男男女男女男女男 共有共有A A4 44 4 A
17、 A3 33 3=144=144例例9、将、将5列车停在列车停在5条不同的轨道上,其中条不同的轨道上,其中a列车列车不停在第一轨道上,不停在第一轨道上,b列车不停在第二轨道上,那列车不停在第二轨道上,那么不同的停放方法有(么不同的停放方法有()(A)120种种 (B)96种种 (C)78种种 (D)72种种 特殊元素(或位置)优先安排特殊元素(或位置)优先安排B先算出先算出5列火车排列火车排5条铁轨的排法,然后扣除掉条铁轨的排法,然后扣除掉A列车停在第列车停在第一轨道上的方法总数,再扣除掉一轨道上的方法总数,再扣除掉B列车停在第二轨道上的方列车停在第二轨道上的方法总数,再加上前面重复扣除的既满
18、足法总数,再加上前面重复扣除的既满足A列车停在第一轨道列车停在第一轨道上、又满足上、又满足B列车停在第二轨道上的方法总数,就是所求的列车停在第二轨道上的方法总数,就是所求的不同的停放方法。不同的停放方法。例例9、将、将5列车停在列车停在5条不同的轨道上,其中条不同的轨道上,其中a列车列车不停在第一轨道上,不停在第一轨道上,b列车不停在第二轨道上,那列车不停在第二轨道上,那么不同的停放方法有(么不同的停放方法有()(A)120种种 (B)96种种 (C)78种种 (D)72种种 特殊元素(或位置)优先安排特殊元素(或位置)优先安排782334455AAA解法解法2:不相邻问题不相邻问题“插空法插
19、空法”不相邻问题不相邻问题“插空插空法法”、捆绑法、捆绑法七人排成一排,甲、乙两人必须相邻,且甲、乙七人排成一排,甲、乙两人必须相邻,且甲、乙都不与丙相邻,则不同的排法有(都不与丙相邻,则不同的排法有()种)种(A)960种种(B)840种种 C)720种种 (D)600种种“相邻相邻”用用“捆绑捆绑”,“不邻不邻”就就“插空插空”从从7盆不同的盆花中选出盆不同的盆花中选出5盆摆放在主席台前,盆摆放在主席台前,其中有两盆花不宜摆放在正中间,则一共有其中有两盆花不宜摆放在正中间,则一共有_种不同的摆放方法。种不同的摆放方法。例例5:一天要排语、数、英、体、班会六节课,要求上午的四一天要排语、数、
20、英、体、班会六节课,要求上午的四节课中,第一节不排体育课,数学排在上午;下午两节中有节课中,第一节不排体育课,数学排在上午;下午两节中有一节排班会课,问共有多少种不同的排法?一节排班会课,问共有多少种不同的排法?特殊元素应该优先考虑特殊元素应该优先考虑1.数学排上午数学排上午4种排法,班会排下午种排法,班会排下午2种排法,其他四种排法,其他四门课全排列门课全排列24种排法,共种排法,共4224=1922.体育排第一节,数学体育排第一节,数学3种排法,班会种排法,班会2种排法,其他种排法,其他三门课全排列三门课全排列6种排法,共种排法,共326=363.用第一种排法减去第二种用第一种排法减去第二
21、种192-36=156.有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题例例8:一天要排语、数、英、体、班会六节课,要求上午:一天要排语、数、英、体、班会六节课,要求上午的四节课中,第一节不排体育课,数学排在上午;下午两的四节课中,第一节不排体育课,数学排在上午;下午两节中有一节排班会课,问共有多少种不同的排法?节中有一节排班会课,问共有多少种不同的排法?分析:共是分析:共是6节课节课 讨论)讨论)上午第一节不能是体育、上午第一节不能是体育、班会班会,则第一节就有,则第一节就有4种可能种可能 第二节开始不能是班会,第二节开始不能是班会,减去前面一节,减去前面一节,还有还有4种种 第三节减去第三节减去2
22、节节+班会班会,有有3种可能种可能 第四节减去第四节减去3节节+班会班会,有有2种可能种可能 第第5节节(早上排了(早上排了4节了),节了),下午:下午:剩下一节剩下一节跟班会跟班会 有有2种可能种可能,第第6节节 全部排好了全部排好了 就一节课就一节课 1种可能种可能。共。共443221=192;有约束条件的排列问题有约束条件的排列问题1 9 2-3 6=1 5 6.综上:种数、班在下午全排数、班在下午全排体排在上午第一节外的某节体排在上午第一节外的某节21323336.AAA说明:若数学在下午剩下的全排剩下的全排法一)法一)4242.48AA1242.AA1)当)当体育课体育课被安排在下午
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