人教版高中数学理科选修2-3同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:04【提高】排列

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名称 人教版高中数学理科选修2-3同步练习题、期中、期末复习资料、补习资料:04【提高】排列
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-07-21 17:50:49

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文档简介

排 列
【学习目标】
1.理解排列的概念.
2.能利用计数原理推导排列数公式.
3.能利用排列数公式解决简单的实际问题.
【要点梳理】
要点一、排列的概念
1. 排列的定义:
一般地,从n个不同的元素中取出m(m≤n)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.
要点诠释:
(1)排列的定义中包括两个基本内容,一是“取出元素”,二是“按照一定的顺序排列”.
(2)从定义知,只有当元素完全相同,并且元素排列的顺序也完全相同时,才是同一个排列.
(3)如何判断一个具体问题是不是排列问题,就要看从n个不同元素中取出m个元素后,再安排这m个元素时是有顺序还是无顺序,有顺序就是排列,无顺序就不是排列.
要点二:排列数
1.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.
要点诠释:
(1)“排列”和“排列数”是两个不同的概念,一个排列是指“从n个不同的元素中,任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列”,它不是一个数,而是具体的一个排列(也就是具体的一件事);
(2)排列数是指“从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数”,它是一个数.
比如从3个元素a、b、c中每次取出2个元素,按照一定的顺序排成一列,有如下几种:ab,ac,ba,bc,ca,cb,每一种都是一个排列,共有6种,而数字6就是排列数,符号/表示排列数,在此题中/.
2.排列数公式
/,其中n,m∈N+,且m≤n.
要点诠释:
(1)公式特征:
第一个因数是/,后面每一个因数比它前面一个少1,最后一个因数是/,共有/个因数。
(2)公式含义:
①/的意义:假定有排好顺序的2个空位,从/个元素/中任取2个元素去填空,一个空位填一个元素,每一种填法就得到一个排列,反过来,任一个排列总可以由这样的一种填法得到。
第一步:在第一个空位填一个元素,有/种方法;
第二步:在第二个空位填一个元素,有/种方法;
由分步计数原理完成上述填空共有/种填法,
∴/=/.
②求/可以理解为:从/个元素/中任取/个不同的元素去填空(不能重复),

第一步:在第一个空位填一个元素,有/种方法;
第二步:在第二个空位填一个元素,有/种方法;
第三步:在第三个空位填一个元素,有/种方法;

第/步:在第/个空位填一个元素,有/种方法;
依据分步记数原理,共有/种方法。
要点三:阶乘表示式
1.全排列:
/个不同元素全部取出的一个排列,叫做/个不同元素的一个全排列。
全排列/.
2.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:/.
3. 排列数公式的阶乘式:
/ 所以/.
要点四:排列的常见类型与处理方法
1. 相邻元素捆绑法:就是在解决对于某几个元素要求相邻问题时,可整体考虑将相邻元素视为一个大元素.
2. 相离问题插空法:对于不能相邻的元素,可以先将其他元素排好,再将所指定的不相邻的元素插到它们的空隙及两端位置.
3. 元素分析法:以元素为考察对象,先满足特殊元素的要求,再考虑一般元素。
4. 位置分析法:以位置为考察对象,先满足特殊位置的要求,再考虑一般位置。
要点诠释:
当用以上方法正面求解,情况较复杂时,可考虑用排除法。
即:直接考虑情况较多,但其对立面情况较少,先不考虑附加条件,计算出排列数,再减去不合要求的排列数。
【典型例题】
类型一、与排列数有关的运算
例1.计算:(1)/;(2)/;(3)/
【解析】
(1)/=/
(2)/=/=/
(3)/=/
【总结升华】利用排列数公式要准确把握公式的结构特征——/就是从n起,依次减“1”的m个正整数之积。
举一反三:
【变式1】若n∈N,将(55-n)(56-n)…(68-n)(69-n)用排列数符号表示.
【答案】/
先确定最大数,即69-n,再确定因式的个数为(69-n)-(55-n)+1=15.
则由排列数公式得/.
【变式2】解方程:3/.
【答案】由排列数公式得:/,
∵/,∴ /,即/,
解得 /或/,∵/,且/,∴原方程的解为/.
类型二、排列的定义及其理解
例2. 判断下列问题是否是排列问题:
(1)从1,2,3,5中任取两个不同的数相减(除)可得到多少个不同的结果?
(2)从1,2,3,5中任取两个不同的数相加(乘)可得到多少个不同的结果?
(3)某班有50名同学,约定每两人通一次信,共需写信多少封?
(4)某班有50名同学,约定相互握手一次,共需握手多少次?
(5)平面内有10个点,无任何三点共线,由这些点可连射线多少条?
【思路点拨】
判断所给问题是否是排列问题,关键是看与顺序有无关系,具体问题中取出的元素与顺序有无关系,由问题的条件和性质决定,认清问题的性质是作出正确判断的前提与关键.
【解析】根据排列的定义可知:(1)、(3)、(5)是排列问题.
【总结升华】
判断一个具体问题是不是排列问题,就是看从n个不同元素中取出m个元素后,再安排这m个元素时是有序还是无序,有序则是排列;否则不是排列.
举一反三:
【变式1】从甲、乙、丙3名同学中选取2名同学参加某一天的一项活动,其中一名同学参加上午的活动,一名同学参加下午的活动,有多少种不同的方法?
【答案】
这个问题就是从甲、乙、丙3名同学中每次选取2名同学,按照参加上午的活动在前,参加下午活动在后的顺序排列,一共有多少种不同的排法的问题,共有6种不同的排法:
甲乙 甲丙 乙甲 乙丙 丙甲 丙乙,其中被取的对象叫做元素。
【变式2】判断下列问题是否是排列问题:
(1)从1到10十个自然数中任取两个数组成直角坐标平面内点的坐标,可得多少个不同的点的坐标?
(2)从10名同学中任选两名同学去学校开座谈会,有多少种不同的选取方法?
【答案】(1)由于取出的两数组成点的坐标与哪一数作横坐标,哪一数作纵坐标的顺序有关,所以这是一个排列问题.
(2)因为任何一种从10名同学中选取两人去学校开目谈会的方式不需要考虑两人的顺序,所以这不是排列问题.
综上,(1)是排列问题,(2)不是排列问题.
例3.某年全国足球甲级(A组)联赛共有14个队参加,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?
【思路点拨】本题是从14个队中选出2个安排比赛,因为有主客场,所以有次序问题,属于排列问题。
【解析】 任意两队间进行1次主场比赛与 1 次客场比赛,对应于从14个元素中任取2个元素的一个排列.因此,比赛的总场次是/=14×13=182.
【总结升华】
当根据题意判断出问题是排列问题,则可根据排列数公式进行计算。
举一反三:
【变式1】从/这五个数字中,任取2个数字组成分数,不同值的分数共有多少个?
【答案】20;
问题可以看作5个元素中任取2个元素的一个排列/;
【变式2】 某小组6个人排队照相留念,若分成两排照相,前排2人,后排4人,有多少种不同的排法?
【答案】分两排照相实际上与排成一排照相一样,只不过把第3~6个位子看成是第二排而已,所以实际上是6个元素的全排列问题.
∴/(种)
【变式3】由1,2,3,4,5这五个数字,
①能够组成多少个没有重复数字的三位数?
②能够组成多少个三位数?
【答案】
① 从1,2,3,4,5这五个数字中任取三个分别排在百位、十位、个位上有:/(个)
∴能组成60个无重复数字的三位数。
② 可分三步完成,第一步从1,2,3,4,5这五个数字中任选一个排在百位有/种不同的排法;由于允许重复,所以第二步排十位也有/种不同的排法;第三步排个位也有/种不同的排法,由分步计数原理有:/(个)
∴能够组成125个三位数。
类型三、简单排列应用题的解法
例4.
(1)7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?
(2)7位同学站成一排,甲、乙只能站在两端的排法共有多少种?
(3)7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
【思路点拨】 本题主要考查有限制条件的排列问题.注意对特殊元素的处理.
【解析】(1)问题可以看作:余下的6个元素的全排列——/=720.
(2)根据分步计数原理:第一步 甲、乙站在两端有/种;
第二步 余下的5名同学进行全排列有/种,所以,共有//=240种排列方法/
(3) 解法1(直接法)第一步从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有/种方法;第二步从余下的5位同学中选5位进行排列(全排列)有/种方法,所以一共有//=2400种排列方法/
解法2(排除法)若甲站在排头有/种方法;若乙站在排尾有/种方法;若甲站在排头且乙站在排尾则有/种方法,所以,甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有/-/+/=2400种.
【总结升华】
本题是有限制条件的排列问题,某元素只能在某个位置时,可先把这个元素排在这个位置上;不能在某个位置时,可先让其他元素排在这个位置上,或先把这个元素排在其他位置上.
举一反三:
【变式1】7位同学站成一排,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种?
【答案】
方法一:直接法
第一步从(除去甲、乙)其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有/种;
第二步从余下的5位同学中选5位进行排列(全排列)有/种,
所以共有//=2400种方法。
方法二:排除法
若甲站在排头有/种方法;
若乙站在排尾有/种方法;
若甲站在排头且乙站在排尾则有/种方法,
所以,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有/-/+2/=2400种。
【变式2】某一天的课程表要排入政治、语文、数学、物理、体育、美术共六节课,如果第一节不排体育,最后一节不排数学,那么共有多少种不同排课程表的方法?
【答案】
解法一:6门课总的排法是/,其中不符合要求的排法为:体育排在第一节,有/种排法,如图1-2-1中Ⅰ;数学排在最后一节,有/种排法,如图中Ⅱ.但这两种方法,都包括体育排在第一节且数学排在最后一节这种情况,如图中Ⅲ,有/种排法因此符合条件的排法应是:/.
解法二:根据要求,课表安排可分为4种情况:
①体育、数学既不排在第一节也不排在最后一节,这种排法有/种;
②数学排在第一节,但体育不排在最后一节,有排法/种;
③体育排在最后一节,但数学不排在第一节,有排法/种;
④数学排在第一节,体育排在最后一节,有排法/种.
这四类排法并列,不重复也不遗漏,故总的排法有:/(种).
例5.七位同学站成一排,下列情况有多少种不同的排法?
(1)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种?
(2)甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种?
(3)甲、乙和丙三个同学都不能相邻的排法共有多少种?
(4)甲、乙同学之间隔一人的排法共有多少种?
(5) 甲、乙两同学必须相邻,且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种?
【思路点拨】本题显然为相邻和不相邻问题。
【解析】
(1)先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素(同学)一起进行全排列有/种方法;再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有/种方法.所以这样的排法一共有/种/
(2)方法同上,一共有//=720种/
(3)先将其余四个同学排好有/种方法,此时他们留下五个“空”,再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有/种方法,所以一共有//=1440种.
(4)先从其余5人中选1人有5中选法,放在甲、乙之间,将三人看成一个人有/种,然后甲乙互换位置以/种,共有5//=1200种
(5)解法一:
将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾,有/种方法;将剩下的4个元素进行全排列有/种方法;最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有/种方法.所以这样的排法一共有///=960种方法/
解法二:
将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,若丙站在排头或排尾有2/种方法,
所以,丙不能站在排头和排尾的排法有/种方法/
解法三:
将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素,此时一共有6个元素,因为丙不能站在排头和排尾,所以可以从其余的四个位置选择共有/种方法,再将其余的5个元素进行全排列共有/种方法,最后将甲、乙两同学“松绑”,所以,这样的排法一共有///=960种方法.
【总结升华】
(1)某些元素相邻或不相邻,相邻的可“捆绑”成一个新元素,参与整体排列,然后这些相邻元素再内排;不相邻的元素去插前者元素之间的空——俗称“插空法”.
(2)某些元素顺序一定,可先求总的排列数,再求这些特殊元素的排列数,则符合条件的排列数为前者的排列数除以后者的排列数.
举一反三:
【变式1】(2018 北京)把5件不同产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有   种.
【答案】
根据题意,分3步进行分析:
①、产品A与产品B相邻,将AB看成一个整体,考虑AB之间的顺序,有A22=2种情况,
②、将AB与剩余的2件产品全排列,有A33=6种情况,
③、产品A与产品C不相邻,C有3个空位可选,即有3种情况,
故不同的摆法有12×3=36种,
故答案为:36.
【变式2】三本不同的化学书,四本不同的数学书在书架上排成一排,不使同类书分开的排法有多少种?
【答案】由于不使同类书分开,则把三本不同的化学书捆在一起,四本不同的数学书捆在一起,使七本不同书转化为两捆不同的书的排列有/种不同的排法,再把三本不同的化学书在它们相邻的位置全排列有/种不同的排法,由乘法原理得:总数/(种)。
【变式3】用1、2、3、4、5、6、7、8组成没有重复数字的八位数,要求1与2相邻,3与4相邻,5与6相邻,而7与8不相邻,这样的八位数共有___________个.(用数字作答)
【答案】将1与2,3与4,5与6捆绑在一起排成一列有/种,再将7、8插入4个空位中的两个有/种,故有/种.
【变式4】(2018 山东二模)为贯彻落实中央1号文件精神和新形势下国家粮食安全战略部署,农业部把铃薯作为主粮产品进行产业化开发,记者获悉,我国推进马铃薯产业开发的目标是力争到2020年马铃薯种植面积扩大到1亿亩以上。山东省某种植基地对编号分别为1,2,3,4,5,6的六种不同品种在同一块田地上进行对比试验,其中编号1,3,5的三个品种有且只有两个邻邻,且2号品种不能种植在两端,则不同的种方法的种数为( )
A.432 B.456 C.534 D.720
【答案】
第一类,从1,3,5品种选2个并捆绑在一起,和另外1个全排,形成了3个空,先把2号品种,插入在中间空中,再把4号插入到1,2,3,5所形成的4个空的中的一个,然后把6号再插入到其中,故有种,
第二类,从1,3,5品种选2个并捆绑在一起,和另外1个全排,形成了3个空,先把4或6号,插入到中间空中,再把剩下的一个插入到所形成的4个空的中的一个,然后把2号插入前面所成的3个空(不包含两端)的1个,故有种,
从1,3,5品种选2个并捆绑在一起,和另外1个排列,把2,4,6号捆绑在一起并插入到其中,有种,
故编号为1,3,5的三个品种中有且只有两个相邻,且2号品种不能种植在两端,则不同的种植方法的种数为240+288-72=456种,
故选B。
例6. 用0,1,2,3,4,5这六个数字:
(1)能组成多少个无重复数字的四位偶数?
(2)能组成多少个无重复数字且为5的倍数的五位数?
(3)能组成多少个无重复数字且比1325大的四位数?
【思路点拨】
该例中的每个小题都是有限制条件的排列问题.除了应注意题目中要求的明显条件外,还应注意隐含条件“0不能排在首位”.我们采取先特殊后一般的原则,将问题分解为几个易求解的简单问题.
【解析】(1)符合要求的四位偶数可分为三类:
第一类:0在个位时有/个;
第二类:2在个位时,首位从1,3,4,5中选定1个(有/种),十位和百位从余下的数字中选(有/种),于是有/个;
第三类:4在个位时,与第二类同理,也有/个.
由分类计数原理知,共有四位偶数:/(个).
(2)五位数中5的倍数的数可分为两类:个位上的数字是0的五位数有/个;个位上的数字是5的五位数有/个.
故满足条件的五位数共有/.
(3)比1325大的四位数可分为三类:
第一类:形如2□□□,3□□□,4□□□,5□□□,共/个;
第二类:形如14□□,15□□,共有/个;
第三类:形如134□,135□,共有/个;
由分类计数原理知,比1325大的四位数共有:/(个).
【总结升华】
不同数字的无重复排列是排列问题中的一类典型问题.其常见的附加条件有:奇偶数、倍数、大小关系等,也可以有相邻、插空问题,也可以与数列等知识相联系等.解决这类问题的关键是搞清事件是什么,元素是什么,位置是什么,给出了什么样的附加条件;然后按特殊元素(位置)的性质分类(每一类的各种方法都能保证事件的完成),按事件发生的连续过程合理分步来解决.这类问题的隐含条件“0不能在首位”尤其不能疏忽.
举一反三:
【变式1】用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有(  )
(A)288个 (B)240个 (C)144个 (D)126个
【答案】选B.
对个位是0和个位不是0两类情形分类计数;对每一类情形按“个位-最高位-中间三位”分步计数:①个位是0并且比20000大的五位偶数有/个;②个位不是0并且比20000大的五位偶数有/个;故共有/个.本题考查两个基本原理,是典型的源于教材的题目.
【变式2】用1,3,6,7,8,9组成无重复数字的四位数,由小到大排列.
第114个数是多少? ⑵ 3796是第几个数?
【答案】3968,95
因为千位数是1的四位数一共有/个,所以第114个数的千位数应该是“3”,十位数字是“1”即“31”开头的四位数有/个;同理,以“36”、“37”、“38”开头的数也分别有12个,所以第114个数的前两位数必然是“39”,而“3968”排在第6个位置上,所以“3968” 是第114个数.
由上可知“37”开头的数的前面有60+12+12=84个,而3796在“37”开头的四位数中排在第11个(倒数第二个),故3796是第95个数.
【变式3】由0,1,2,3,4这五个数字组成不重复的五位数中,从小到大排列,42031是第几个数?( )
A、11 B、85 C、86 D、96
【答案】此题可分三类完成:第一类从1,2,3这三个数字中任选一个排在首位这样的数一定比42031小,其首位有/种不同的排法,再由余下的四个数在剩余的四个位置全排列有/种不同的排法,则第一类有/·/=72个,第二类是首位排4,千位排0或1的数一定比42031小,这样的数有/,第三类只有一个数42013,由加法原理得:/,所以42031是第86个数,故选C。
(注:比42031小的数有85个,但从小到大的顺序排列42031应是第86个数。)
【巩固练习】
一、选择题
1.下列各式中,与排列数/相等的是( ).
A./ B.n(n-1)(n-2)…(n-m) C./ D./
2. 6位选手依次演讲,其中选手甲不再第一个也不再最后一个演讲,则不同的演讲次序共有(??????)
A.240种????????B.360种?????????C.480种?????????D.720种
3. 6人站成一排,甲、乙、丙三人必须站在一起的排列总数为:( )
A.3/ B.3/ C./·/ D./·/
4. 从a,b,c,d,e这5个元素中任取4个排成一列,b不排在第二的不同排法有( )
A./·/ B./·/ C./ D./·/
5.a,b,c,d,e共5人,从中选1名组长1名副组长,但a不能当副组长,不同的选法总数是( )种.
A.20 B.16 C.10 D.6
6.(2018 福建模拟)四位男生和两位女生排成一排,男生有且只有两位相邻,则不同排法的种数是( )
A.72 B.96 C.144 D.240
7.用0,1,2,3,4,5这六个数字组成没重复数字的四位偶数,并将这些偶数从小到大排列起来,第71个数是( )
A.3140 B.3254 C.3012 D.3410
8. (2018 重庆)某次联欢会要安排三个歌舞类节目,2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是(   )
A. 72 B. 120 C. 144 D. 168
二、填空题
9、一排长椅共有10个座位,现有4人坐,恰好有5个连续空位的坐法种数为 。
10. 在7名运动员中选出4名运动员组成接力队,参加4×200米接力赛,那么甲、乙两人都不跑中间两棒的安排方法共有 种。
11.(2018 南昌校级二模)有5盆菊花,其中黄菊花2盆、白菊花2盆、红菊花1盆,现把它们排放成一排,要求2盆黄菊花必须相邻,2盆白菊花不能相邻,则这5盆花不同的摆放种数是 .
12.点Z(a,b)的横、纵坐标可以从-3,-2,-1,0,1,2,3中取两个不同的数,以x轴的非负半轴为始边、向量/(O是原点)所在的射线为终边的角记为/.当/时,不同的点Z共有____个.
三、解答题
13.(1)有5个不同的科研课题,从中选3个由高二(3)班的3个学习兴趣小组进行研究,每组一个课题,共有多少种不同的安排方法?
(2)有5个不同的科研课题,高二(3)班的3个学习兴趣小组报名参加,每组限报一项,共有多少种不同的安排方法?
14.3名男生,4名女生,按照不同的要求排队,求不同奇排队方案的种数.
(1)全体站成一排,男生不能排在一起;
(2)全体站成一排,男、女生各不相邻;
(3)全体站成一排,甲、乙中间必须有2人;
(4)全体站成一排,甲必须在乙的右边;
(5)全体站成一排,甲、乙、丙三人自左向右顺序不变.
15.用0,1,2,3,4,5这六个数字可以组成多少个无重复数字的
(1)六位奇数;
(2)个位数字不是5的六位数;
(3)不大于4310的四位偶数.
【答案与解析】
1.【答案】D
【解析】 /.
即/.
2./
3.【答案】D
【解析】采用“捆绑法”,把甲、乙、丙看作一整体,应选D。
4. 【答案】D
【解析】第二的位置有/种不同排法,其余三个位置则有/种不同的排法,由乘法原理故选D。
5. 【答案】B
【解析】 不考虑限制条件有/,若a偏偏要当副组长有/,/即为所求.
6. 【答案】C
【解析】先从4位男生中选2位捆绑在一起,和剩下的2位男生,插入到2位女生所形成的3个空中,故有种,故选C。
7. 【答案】A
【解析】1排首位的没重复数字的四位偶数有/
2排首位的没重复数字的四位偶数有/
3排首位,0排百位的没重复数字的四位偶数有/
3排首位,1排百位的没重复数字的四位偶数有/
36+24+6+9=75>71
∴第71个数是3140,选A。
8.【答案】B
【解析】分2步进行分析:
1、先将三个歌舞类节目全排列,有A33=6种情况,排好后,有4个空位,
2、因为三个歌舞类节目不能相邻,则中间2个空位必须安排2个节目,
分2种情况讨论:
①、将中间2个空位安排1个小品类节目和1个相声类节目,有2A22=4种情况,
排好后,最后1个小品类节目放在2端,有2种情况,
此时同类节目不相邻的排法种数是6×4×2=48种;
②、将中间2个空位安排2个小品类节目,有A22=2种情况,
排好后,有6个空位,相声类节目有6个空位可选,即有6种情况,
此时同类节目不相邻的排法种数是6×2×6=72种;
则同类节目不相邻的排法种数是48+72=120,
故选:B.
9、【答案】480
【解析】采用“捆绑法”,把5个连续空位看成一个整体,再采用“插空法”,把两个空位(一个是“一个空位”,一个是“五个连续空位”),插入4人的空档,故总数/
10. 【答案】400
【解析】中间两棒的安排有/种,其余二棒的安排有/种,故由乘法原理,共有N=/·/=400种安排方法。
11.【答案】B
【解析】由题意,第一步将黄1和黄2绑定,两者的站法有2种,第二步将此两菊花看作一个整体,与除白1,白2之外的一菊花看作两个元素做一个全排列有种站法,此时隔开了三个空,第三步将白1,白2两菊花插入三个空,排法种数为 ,则不同的排法种数为.
12.【答案】36
【解析】 据题设,共有/个点Z,其中不满足/的点Z有(3,0)、(2,0)、(1,0)、(3,2)、(3,1)、(2,1).所以符合要求的点Z共有/(个).
13.【解析】(1)从5个课题中选出3个,由兴趣小组进行研究,对应于从5个元素中取出3个元素的一个排列.因此不同的安排方法种数是/.
(2)3个兴趣小组可能报同一科研课题,因此元素可以重复,不是排列问题.
由于每个兴趣小组都有5种不同的选择,且都选择完才算做完这件事,由分步计数原理知共有5×5×5=125种方法.
14.【解析】(1)不相邻问题(插空法):先排女生共有/种排法,男生在五个空中安插,有/种排法,故共有/种排法.
(2)让女生插空,共有/种排法.
(3)(捆绑法)任取2人与甲、乙组成一个整体,与余下3个元素全排,故共有/种排法.
(4)甲与乙之间的左右关系各占一半,故共有/种排法.
(5)甲、乙、丙自左向右顺序保持不变,即为所有排列的/,所以共有/种排法。
15.【解析】(1)解法一:从特殊位置入手(直接法)分三步完成,第一步先填个位,有/种填法;第二步再填十万位,有/三种填法;第三步填其他位,有/种填法,故共有/个六位奇数.
解法二:从特殊元素入手(直接法)0不在两端有/种排法,从1,3,5中任选一个排在个位有/种排法,其它各位上用剩下的元素作全排列有/种排法,故共有/个六位奇数.
解法三:(排除法)6个数字的全排列有/个,0,2,4在个位上的排列数为/个,1,3,5在个位上,0在十万位上的排列数有/个,故对应的六位奇数的个数为/(个).
(2)解法一:(排除法)0在十万位和5在个位的排列都是不符合题意的六位数,这两类排列中都含有0在十万位和5在个位的情况.故符合题意的六位数共有/(个).
解法二:(直接法)个位不排5,有A;种排法,但十万位数字的排法因个位上排0与不排0而有所不同.因此需分两类:
第一类:当个位排0时,有/个.
第二类:当个位不排0时,有/个.
故共有符合题意的六位数/(个).
(3)①当千位上排1,3时,有/.②当千位上排2时,有/个.③当千位上排4时,形如40××,42××的各有/个,形如41××的有/个,形如43××的只有4310和4302这两个数,故共有/(个).