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文檔簡介

排列組合專題第1頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五1.加法原理:

如果完成一項工作有兩類相互獨立的方式A和B,在方式A中有m種完成任務(wù)的途徑,在方式B中有n種完成任務(wù)的途徑,則完成這項工作的總的途徑有m+n種.2.乘法原理:

如果完成一項工作有兩個連續(xù)的步驟A和B,在步驟A中有m種不同的方式,在步驟B中有n種不同的方式,則完成這項工作的總的方法有m*n種.第2頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例1、從1到4這4個數(shù)碼中不重復(fù)地任取3個構(gòu)成一個三位數(shù),求這樣的三位數(shù)一共有多少個?分析:構(gòu)成三位數(shù)的過程可以看成是由連續(xù)的三步完成:第一步:取百位上的數(shù)字,共有4種方法第二步:取十位上的數(shù)字,共有3種方法(即不能取百位上已經(jīng)取走的數(shù)碼)第三步:取個位上的數(shù)字,共有2種方法(即不能取百位和十位上已經(jīng)取走的數(shù)碼)因此由乘法原理,這樣的三位數(shù)一共有:4*3*2=24種.第3頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例2、一個三位數(shù),如果它的每一位數(shù)字都不小于另一個三位數(shù)對應(yīng)數(shù)位上的數(shù)字,就稱它“吃掉”后一個三位數(shù),例如543吃掉432,543吃掉543,但是543不能吃掉534。那么能吃掉587的三位數(shù)共有多少個?百位上有5、6、7、8、9五種選擇,十位上有8、9兩種選擇,個位上有7,8,9三種選擇,所以共有5×2×3=30(個)三位數(shù)。第4頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例3、如圖,一方形花壇分成編號為①,②,③,④四塊,現(xiàn)有紅、黃、藍、紫四種顏色的花供選種,要求每塊只種一種顏色的花,且相鄰的兩塊種不同顏色的花。如果編號為①的已經(jīng)種上紅色花,那么其余三塊不同的種法有

種。21

編號為②的有三種選擇,對于編號為③的,可以分成以下二類:1、若編號為④的與編號為②的同色,則編號為③的有三種選擇。這種情況下共有3×3種方案。2、若編號為④的與編號為②的不同色,則編號為③的有二種選擇,編號為④的有二種選擇。這種情況下共有3×2×2種方案。第5頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例4、用紅、黃、綠、藍、黑五種顏色涂在如下圖所示的ABCDE五區(qū)域,顏色可重復(fù)使用,但同色不相鄰,涂法有幾種?

AC同色:5*4*4*1*4AC不同色:5*4*4*3*31040

第6頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例5、在一塊并排的10壟田地中,選擇二壟分別種植A,B兩種作物,每種種植一壟,為有利于作物生長,要求A,B兩種作物的間隔不少于6壟,不同的選法共有______種。分析:采取分類的方法。第一類:A在第一壟,B有3種選擇;第二類:A在第二壟,B有2種選擇;第三類:A在第三壟,B有一種選擇,同理A、B位置互換,共12種。第7頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例6、某小組有10人,每人至少會英語和日語的一門,其中8人會英語,5人會日語,從中選出會英語與會日語的各1人,有多少種不同的選法?

由于8+5=13>10,所以10人中必有3人既會英語又會日語。(5+2+3)所以可分三類:

5×2+5×3+2×3=31第8頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例7、在所有的三位數(shù)中,有且只有兩個數(shù)字相同的三位數(shù)共有多少個?

(1)△△□,(2)△□△,(3)□△□,(1),(2

),(3)類中每類都是9×9種,共有9×9+9×9+9×9=3×9×9=243個只有兩個數(shù)字相同的三位數(shù)。

第9頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例8、求正整數(shù)1400的正因數(shù)的個數(shù).因為任何一個正整數(shù)的任何一個正因數(shù)(除1外)都是這個數(shù)的一些質(zhì)因數(shù)的積,因此,我們先把1400分解成質(zhì)因數(shù)的連乘積1400=23527.所以這個數(shù)的任何一個正因數(shù)都是由2,5,7中的若干個相乘而得到(有的可重復(fù))。于是取1400的一個正因數(shù),這件事情是分如下三個步驟完成的:

(1)取23的正因數(shù)是20,21,22,23,共3+1種;

(2)取52的正因數(shù)是50,51,52,共2+1種;

(3)取7的正因數(shù)是70,71,共1+1種.

所以1400的正因數(shù)個數(shù)為(3+1)×(2+1)×(1+1)=24.第10頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例9、從1到300的自然數(shù)中,完全不含有數(shù)字3的有多少個?將0到299的整數(shù)都看成三位數(shù),其中數(shù)字3不出現(xiàn)的,百位數(shù)字可以是0,1或2三種情況。十位數(shù)字與個位數(shù)字均有九種,因此除去0共有3×9×9-1=242(個).第11頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例10、在小于10000的自然數(shù)中,含有數(shù)字1的數(shù)有多少個?不妨將0至9999的自然數(shù)均看作四位數(shù),凡位數(shù)不到四位的自然數(shù)在前面補0,使之成為四位數(shù)。

先求不含數(shù)字1的這樣的四位數(shù)共有幾個,即有0,2,3,4,5,6,7,8,9這九個數(shù)字所組成的四位數(shù)的個數(shù)。由于每一位都可有9種寫法,所以,根據(jù)乘法原理,由這九個數(shù)字組成的四位數(shù)個數(shù)為9×9×9×9=6561。

于是,小于10000且含有數(shù)字1的自然數(shù)共有9999-6561=3438個.第12頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五排列的定義數(shù)學(xué)上,把若干元素,按照任何一種順序排成一列,叫做排列。如果兩個排列滿足下列條件之一,它們就被認為是不同的排列:

1.所含元素不全相同

2.所含元素相同,但順序不同。第13頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五相異元素不重復(fù)的排列從n個不同的元素中,取出r個不重復(fù)的元素,按次序排成一列,當r<n時,稱為從n個中取r個的一種選排列。如:從a,b,c這三個字母中,每次取出2個,有多少種排列方法?第一步:確定左邊的字母,在三個字母中任取一個,有3種方法;第二步:確定右邊的字母,從剩下的2個字母中選取一個,有2種方法;根據(jù)乘法原理,共有3×2=6種不同的排法.abacbabccacb

第14頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五一般地,從n個不同的元素中取出r個元素的選排列數(shù)用表示,則=n!/(n-r)!第15頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例1.全國足球甲級(A組)聯(lián)賽共有14隊參加,每隊都要與其它各隊在主、客場分別比賽一次,共進行多少場比賽?任何二個隊進行一次主場比賽和一場客場比賽,相當于從14個元素中任取2個元素的一個排列,共需進行的比賽場次是

=14!/12!=14*13=182第16頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五當n=r時,叫做n個不同元素的全排列.n個不同元素的全排列數(shù)Pnn

=n!例2.3個人站成一排照相,共有多少種不同的排列方法?=3!=6第17頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例3、求有多少個沒有重復(fù)數(shù)字且能被5整除的四位奇數(shù)。要能被5整除又是奇數(shù),所以個位上數(shù)字只能是5,有1種選法,由于5已用過,又不可能是0,所以千位上數(shù)有P18種選法,已用過2個數(shù),所以百位、十位上的數(shù)有P28種選法。所以符合題意的個數(shù)為:

1×P18×P28=448第18頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例4、用0、1、2、3、4、5六個數(shù)字,可以組成多少個沒有重復(fù)數(shù)字的三位偶數(shù)?1.個位為0,十位為1、2、3、4、5中的一個,百位為剩下的四個數(shù)字中的一個,所以這樣的偶數(shù)共有1×P15×P142.個位為2,百位為1、3、4、5中的一個,十位為剩下的四個數(shù)字中的一個,所以這樣的偶數(shù)共有1×P14×P143.個位為4,百位為1、2、3、5中的一個,十位為剩下的四個數(shù)字中的一個,所以這樣的偶數(shù)共有1×P14×P14所以符合題意的個數(shù)為20+16+16=52第19頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例5、

8位同學(xué)排成相等的兩行,要求某兩位同學(xué)必須排在前排,有多少種排法?這兩個同學(xué)排在前排4個位置的排列數(shù)是P24,其它同學(xué)在余下的6個位置排的排列數(shù)是6!,所以符合題意的個數(shù)為P24×6!=12×720=8640。第20頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例6、某車站有編號為1到6的6個入口處,每個入口處每次只能進一人,問一個小組4人進站的方案有幾種?第一個人有6種方案,第二個人有7種方案,因為他選擇和第一個人相同入口處時,還有前后之分……9*8*7*6=3024

o︱

︱o︱

︱o︱o在兩個入口之間加一個標志︱,共5個無區(qū)別的標志,問題歸結(jié)為9個元素中有5個無區(qū)別的元素,4個不同元素的排列數(shù)。所以4個人進站的方案數(shù)有:9!/5!=9*8*7*6=3024第21頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五相異元素的可重復(fù)排列從n個不同元素中取出r個元素的可重復(fù)的排列種數(shù)為nr.93=729例7.由數(shù)字1,2,3,…,9共能組成多少個三位數(shù)?第22頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五相異元素的循環(huán)排列

n個不同元素不分首尾排成一個圓圈,稱為循環(huán)排列。其排列數(shù)為n!/n=(n-1)!。

如1,2,3三個數(shù)的循環(huán)排列只有123,132二種。第23頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例8.在圓形花壇外側(cè)擺放8盆菊花和4盆蘭花,要求蘭花不能相鄰擺放,一共有多少種擺法?8盆菊花擺成一周的排列方法有n1=7!4盆蘭花插入8個空中的排列總數(shù)有n2=P48=8!/4!擺放總數(shù)為n=n1*n2=8467200第24頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例9.有男女各五個人,其中有3對是夫妻,沿圓桌就座,若每對夫妻都坐在相鄰的位置,問有多少種坐法?設(shè)3對夫妻分別為A和a,B和b,C和c,先讓A,B,C三人和另外4個人沿圓桌就座的方法為6!種.又對上述每種坐法,a坐在A的鄰座的方式有左右兩種,b,c也如此.所以共有6!*2*2*2=5760種.第25頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五不全相異元素的排列如果在n個元素中,有n1個元素彼此相同,有n2個元素彼此相同,…,又有nm個元素彼此相同,若n1+n2+…+nm=n,則這n個元素的全排列叫做不全相異元素的全排列,其排列數(shù)為:n!/(n1!*n2!*…*nm!).若n1+n2+…+nm=r<n,則這n個元素的全排列叫做不全相異元素的選排列,其排列數(shù)為:prn/(n1!*n2!*…*nm!).第26頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例10、將N個紅球和M個黃球排成一行。如:N=2,M=3可得到10種排法。問題:當N=4,M=3時有

種不同排法?7!/(4!*3!)=35NOIP2002

第27頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例11、把兩個紅球、一個藍球和一個白球放到十個編號不同的盒子中去,有多少種方法?排列數(shù)為p410/(2!*1!*1!)=2520第28頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五生成排列的算法下面程序的功能是利用遞歸方法生成從1到n(n<10)的n個數(shù)的全部可能的排列(不一定按升序輸出)。

例如,輸入3,則應(yīng)該輸出(每行輸出5個排列):

123132213231321312

求全排列(06年初賽題)第29頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五vari,n,k:integer;a:array[1..10]ofinteger;count:longint;procedureperm(

k:integer);varj,p,t:integer;begin

if()thenbegin();forp:=1tokdowrite(a[p]:1);write('');if()thenwriteln;exit;end;

forj:=ktondobegint:=a[k];a[k]:=a[j];a[j]:=t;perm(k+1);t:=a[k];()

endend;beginwriteln('Entryn:');read(n);count:=0;fori:=1tondoa[i]:=i;()end.perm(1)K=ninc(count)countmod5=0a[k]:=a[j];a[j]:=t;123

132

213

231

321

312第30頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五算法過程:用數(shù)組:a:array[1..r]ofinteger;表示排列;初始化時,a[i]:=i(i=1,2,…r);設(shè)中間的某一個排列為a[1],a[2],…,a[r],則求出下一個排列的算法為:①從后面向前找,直到找到一個順序為止(設(shè)下標為j-1,則a[j-1]<a[j])②從a[j]~a[r]中,找出一個比a[j-1]大的最小元素a[k]③將a[j-1]與a[k]交換④將a[j],a[j+1]……a[r]由小到大排序。

問題描述:用生成法求出1,2,…,r的全排列(r<=8).{1999年提高組}第31頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五constr=7;varn,i,s,k,j,i1,t:intger;a:array[1..r]ofinteger;procedureprint1;varik:integer;beginforik:=1tordowrite(a[ik]:8);writeln;endbeginfori:=1tordo_____________;print1;{輸出第一個排列}s:=1;fori:=2tordos:=s*i;{總排列數(shù)為r!}s:=s-1;{還需生成s-1個排列}fori:=______

____do

begin

j:=r;while______

_______doj:=j-1;k:=j;fori1:=j+1tordoif_____________thenk:=i1;

t:=a[j-1];a[j-1]:=a[k];a[k]:=t;fori1:=jtor-1dofork:=i1+1tordoif_______________thenbegint:=a[i1];a[i1]:=a[k];a[k]:=t;end;print1;

end;end.a[i]:=i

1tosa[j-1]>a[j](a[i1]>a[j-1])and(a[i1]<a[k])a[i1]>a[k]132541345213425第32頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五【問題描述】

人類終于登上了火星的土地并且見到了神秘的火星人。人類和火星人都無法理解對方的語言,但是我們的科學(xué)家發(fā)明了一種用數(shù)字交流的方法。這種交流方法是這樣的,首先,火星人把一個非常大的數(shù)字告訴人類科學(xué)家,科學(xué)家破解這個數(shù)字的含義后,再把一個很小的數(shù)字加到這個大數(shù)上面,把結(jié)果告訴火星人,作為人類的回答。火星人用一種非常簡單的方式來表示數(shù)字——掰手指。火星人只有一只手,但這只手上有成千上萬的手指,這些手指排成一列,分別編號為1,2,3……。火星人的任意兩根手指都能隨意交換位置,他們就是通過這方法計數(shù)的。一個火星人用一個人類的手演示了如何用手指計數(shù)。如果把五根手指—拇指、食指、中指、無名指和小指分別編號為1,2,3,4和5,當它們按正常順序排列時,形成了5位數(shù)12345,當你交換無名指和小指的位置時,會形成5位數(shù)12354,當你把五個手指的順序完全顛倒時,會形成54321,在所有能夠形成的120個5位數(shù)中,12345最小,它表示1;12354第二小,它表示2;54321最大,它表示120。下表展示了只有3根手指時能夠形成的6個3位數(shù)和它們代表的數(shù)字:三進制數(shù)123132213231312321代表的數(shù)字123456火星人(04年普及組)第33頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五現(xiàn)在你有幸成為了第一個和火星人交流的地球人。一個火星人會讓你看他的手指,科學(xué)家會告訴你要加上去的很小的數(shù)。你的任務(wù)是,把火星人用手指表示的數(shù)與科學(xué)家告訴你的數(shù)相加,并根據(jù)相加的結(jié)果改變火星人手指的排列順序。輸入數(shù)據(jù)保證這個結(jié)果不會超出火星人手指能表示的范圍。【輸入文件】輸入文件martian.in包括三行,第一行有一個正整數(shù)N,表示火星人手指的數(shù)目(1<=N<=10000)。第二行是一個正整數(shù)M,表示要加上去的小整數(shù)(1<=M<=100)。下一行是1到N這N個整數(shù)的一個排列,用空格隔開,表示火星人手指的排列順序。【輸出文件】輸出文件martian.out只有一行,這一行含有N個整數(shù),表示改變后的火星人手指的排列順序。每兩個相鄰的數(shù)中間用一個空格分開,不能有多余的空格。【樣例輸入】5312345【樣例輸出】12453【數(shù)據(jù)規(guī)模】對于30%的數(shù)據(jù),N<=15;對于60%的數(shù)據(jù),N<=50;對于全部的數(shù)據(jù),N<=10000;第34頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五varn,m,i,ss,j,k,temp:integer;min:longint;a:array[1..10000]ofinteger;beginreadln(n);readln(m);fori:=1tondoread(a[i]);whilem>0do{一次循環(huán)產(chǎn)生下一個排列}beginj:=n;while(j>1)and(a[j]<a[j-1])doj:=j-1;{從右到左尋找出a[j]>a[j-1]}min:=a[j];k:=j;fori:=jtondoif(a[i]>a[j-1])and(a[i]<min)thenbegink:=i;min:=a[i];end;{從a[j]到a[n],找出一個比a[j-1]大的最小值}temp:=a[j-1];a[j-1]:=a[k];a[k]:=temp;{交換}第35頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五

fori:=jton-1dobeginss:=i;fork:=i+1tondoifa[ss]>a[k]thenss:=k;ifss<>ithenbegintemp:=a[i];a[i]:=a[ss];a[ss]:=temp;end;end;{在j到n中,從小到大排列}m:=m-1;end;fori:=1tondowrite(a[i],'');end.531234512354

124531243512453第36頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五組合的定義數(shù)學(xué)上,把若干元素,不論次序并成一組,叫做組合。如果兩個組合中,至少有一個元素不同,它們就被認為是不同的組合。abc,abd第37頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五相異元素不重復(fù)的組合設(shè)從n個不同的元素中,取出m個不同元素,不考慮順序并成一組,叫作從n個不同的元素中,取出m個不同元素的一個組合。如:寫出從a,b,c,d四個元素中,任取三個元素的所有組合。abc,abd,acd,bcd從n個不同的元素中,取出m個不同元素的組合數(shù)記為Cmn;則有Cmn=Pmn/m!=n!/m!(n-m)!規(guī)定C0n=1abc,bac,cab,acb,bca,cba第38頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例1、八年級6個班進行排球比賽,每班的排球隊要與其他5個班分別比賽一場,求共要進行多少場比賽?C26=P26/2!=6*5/2*1=15第39頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例2、平面上有n個點且無三點或三點以上共線,任意兩點可以連成一條直線,一共能連成多少條直線?

C2n=n*(n-1)/2第40頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例3、某班第一組有10名同學(xué),第二組有8名同學(xué),現(xiàn)要求每組選出2名學(xué)生代表參加座談會,有多少種選法?C210×C28=1260第41頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例4.一元、二元、五元、十元人民幣各一張,一共可以組成多少種不同的幣值?

C14+C24+C34+C44=4+6+4+1=15第42頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例5、5年級有8個班,六年級有6個班,先分別舉行各年級的籃球賽,采用單循環(huán)制,然后由兩個年級的第一名爭奪冠軍,共需要比賽多少場?

C28+C26+1=8*7/2+6*5/2+1=28+15+1=44第43頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例6:某班第一組有10名同學(xué),其中有4名女同學(xué),現(xiàn)要求選出3名學(xué)生代表,其中至少有一名女同學(xué)去參加座談會,有多少種選法?

代表中有1名女同學(xué)的選法為C14×C26種,

代表中有2名女同學(xué)的選法為C24×C16種,

代表中有3名女同學(xué)的選法為C34種,C14×C26+C24×C16+C34=100第44頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例7、欲登上第10級樓梯,如果規(guī)定每步只能跨上一級或兩級,則不同的走法共有()。

第45頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例8、∠A的一邊AB上有4個點,另一邊AC上有5個點,連同∠A的頂點共10個點,以這些點為頂點,可以構(gòu)成_____個三角形.90第46頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例9、平面上有三條平行直線,每條直線上分別有7,5,6個點,且不同直線上三個點都不在同一條直線上。問用這些點為頂點,能組成多少個不同三角形?(2001年p)C(7,2)*(5+6)+C(5,2)*(7+6)+C(6,2)*(7+5)+7*6*5=21*11+10*13+15*12+210=231+130+180+210=751第47頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例10、平面上有三條平行直線,每條直線上分別有7,5,6個點,且不同直線上三個點都不在同一條直線上。問用這些點為頂點,能組成多少個不同四邊形?(2001年t)C(7,2)*C(5,2)+C(7,2)*C(6,2)+C(5,2)*C(6,2)+C(7,2)*5*6+C(5,2)*7*6+C(6,2)*5*7=21*10+21*15+10*15+21*5*6+10*7*6+15*5*7=2250第48頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五

例11、10名劃船運動員中,3人只會劃左舷,2人只會劃右舷,5人左右舷都會劃,從中選6人,平均分在左、右舷,共有多少種不同的選法?

1.會劃左舷的全劃左舷:2.派一個全能劃左舷:3.派二個全能劃左舷:4.派三個全能劃左舷:675第49頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例12、小陳現(xiàn)有2個任務(wù)A,B要完成,每個任務(wù)分別有若干步驟如下:A=a1->a2->a3,B=b1->b2->b3->b4->b5。在任何時候,小陳只能專心做某個任務(wù)的一個步驟。但是如果愿意,他可以在做完手中任務(wù)的當前步驟后,切換至另一個任務(wù),從上次此任務(wù)第一個未做的步驟繼續(xù)。每個任務(wù)的步驟順序不能打亂,例如……a2->b2->a3->b3……是合法的,而……a2->b3->a3->b2……是不合法的。小陳從B任務(wù)的b1步驟開始做,當恰做完某個任務(wù)的某個步驟后,就停工回家吃飯了。當他回來時,只記得自己已經(jīng)完成了整個任務(wù)A,其他的都忘了。試計算小陳飯前已做的可能的任務(wù)步驟序列共有

種。(2009年p)70第50頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五排列組合+加法原理:B任務(wù)中的b1一定做,而且肯定是第一個做的。除了b1外,第一類:完成A任務(wù)只有1種。第二類:完成A任務(wù)和b2有C(4,1)=4種。第三類:完成A任務(wù)和b2、b3有C(5,2)=10種。第四類:完成A任務(wù)和b2、b3、b4有C(6,3)=20種。第五類:完成A任務(wù)和b2、b3、b4、b5有C(7,4)=35種。加起來1+4+10+20+35=70。b2a1a2a3a1b2

a2a3a1a2b2a3a1a2a3b2

第51頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例13、袋中有已編號的20個球,其中1-10號是紅球,11-20號是白球,每取得一個紅球得2分,取得一個白球得3分,若取得若干個球,共得20分,有多少種不同取法?2x+3y=20,y必是偶數(shù),所以y=0,2,4,6;相應(yīng)地x=10,7,4,1;

C010×C1010+C210×C710+C410×C410

+C610×C110

=51601第52頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例14、從1-300之間任取3個不同的數(shù),使得這3個數(shù)的和恰好被3除盡,有多少種方法?被3除所得的余數(shù)不外乎:0,1,2。所以可把1-300之間的數(shù)分成三組:

A={1,4,7,…,298}B={2,5,8,…,299}C={3,6,9,…,300}

三個數(shù)同屬于集合A,有C3100種,三個數(shù)同屬于集合B,有C3100種,三個數(shù)同屬于集合C,有C3100種,三個數(shù)分屬于集合A,B,C,有1003種。加起來等于

1485100種。第53頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例15、若將一個正整數(shù)化為二進制數(shù),在此二進制數(shù)中,我們將數(shù)字0的個數(shù)多于數(shù)字1的個數(shù)的這類二進制數(shù)稱為A類數(shù)。例如:(24)10=(11000)2

其中1的個數(shù)為2,0的個數(shù)為3,則稱此數(shù)為A類數(shù);請你求出1~112之中(包括1與112),全部A類數(shù)的個數(shù)。(112)10=(1110000)2可根據(jù)二進制數(shù)的前綴來分類。第54頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五111××××:這類數(shù)中A類數(shù)只有一個,即1110000110××××:這類數(shù)中A類數(shù)個數(shù)為:

C44+C34=510×××××:這類數(shù)中A類數(shù)個數(shù)為:

C55+C45+C35

=160××××××:位數(shù)不確定,需對位數(shù)進行討論。第55頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五1位數(shù),即1,不是A類數(shù),2位數(shù),即1×,10和11都不是A類數(shù),3位數(shù),即1××,只有100一個,4位數(shù),即1×××,只有1000一個,5位數(shù),即1××××,A類數(shù)個數(shù)有C44+C34=5,6位數(shù),即1×××××,A類數(shù)個數(shù)有C55+C45=6,1+5+16+(1+1+5+6)=35第56頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五例16、某城市有4條東西街道和6條南北的街道,街道之間的間距相同。若規(guī)定只能向東或向北兩個方向沿圖中路線前進,則從M到N有多少種不同的走法?(2007年p)MN(一)從M到N必須向上走三步,向右走五步,共走八步。(二)每一步是向上還是向右,決定了不同的走法。(三)事實上,當把向上的步驟決定后,剩下的步驟只能向右。從而,任務(wù)可敘述為:從八個步驟中選出哪三步是向上走,就可以確定走法數(shù)。

∴本題答案為56。第57頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五相異元素的可重復(fù)組合設(shè)從n個不同的元素中,取出m個不同元素,若允許這個元素可以重復(fù)使用,也允許m>n,則把這樣的組合稱為重復(fù)組合,其組合數(shù)記為Hmn。

Hmn=Cmn+m-1

如1,2,3,4,四個數(shù)字中取三個,允許重復(fù)的組合有以下20種:

111,122,134,224,333112,123,144,233,334113,124,222,234,344114,133,223,244,444第58頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五組合的生成算法從1,2,3,…,n共n個數(shù)中任取m個數(shù),請輸出所有組合并計算組合數(shù)。varn,m,i,k,s:integer;a,b:array[0..100]ofinteger;beginreadln(n,m);fori:=1tomdobegina[i]:=i;b[i]:=

;end;k:=m;s:=0;repeatif

thenbegins:=s+1;fori:=1tomdowrite(a[i]);write('');end;ifa[k]<b[k]thenbegin

;ifk<mthenfork:=k+1tomdo

;endelse

;untilk=0;writeln;writeln('s=',s);end.n-m+ik=ma[k]:=a[k]+1a[k]:=a[k-1]+1k:=k-1第59頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五Jam的計數(shù)法【問題描述】Jam是個喜歡標新立異的科學(xué)怪人。他不使用阿拉伯數(shù)字計數(shù),而是使用小寫英文字母計數(shù),他覺得這樣做,會使世界更加豐富多彩。在他的計數(shù)法中,每個數(shù)字的位數(shù)都是相同的(使用相同個數(shù)的字母),英文字母按原先的順序,排在前面的字母小于排在它后面的字母。我們把這樣的“數(shù)字”稱為Jam數(shù)字。在Jam數(shù)字中,每個字母互不相同,而且從左到右是嚴格遞增的。每次,Jam還指定使用字母的范圍,例如,從2到10,表示只能使用{b,c,d,e,f,g,h,i,j}這些字母。如果再規(guī)定位數(shù)為5,那么,緊接在Jam數(shù)字“bdfij”之后的數(shù)字應(yīng)該是“bdghi”。(如果我們用U、V依次表示Jam數(shù)字“bdfij”與“bdghi”,則U<V,且不存在Jam數(shù)字P,使U<P<V)。你的任務(wù)是:對于從文件讀入的一個Jam數(shù)字,按順序輸出緊接在后面的5個Jam數(shù)字,如果后面沒有那么多Jam數(shù)字,那么有幾個就輸出幾個。第60頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五

【輸入文件】輸入文件counting.in有2行,第1行為3個正整數(shù),用一個空格隔開:stw(其中s為所使用的最小的字母的序號,t為所使用的最大的字母的序號。w為數(shù)字的位數(shù),這3個數(shù)滿足:1≤s<t≤26,2≤w≤t-s)第2行為具有w個小寫字母的字符串,為一個符合要求的Jam數(shù)字。【輸出文件】輸出文件counting.out最多為5行,為緊接在輸入的Jam數(shù)字后面的5個Jam數(shù)字,如果后面沒有那么多Jam數(shù)字,那么有幾個就輸出幾個。每行只輸出一個Jam數(shù)字,是由w個小寫字母組成的字符串,不要有多余的空格。【輸入樣例】2105bdfij【輸出樣例】bdghibdghjbdgijbdhijbefgh第61頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五vari,j,s,t,w,n:longint;st:string;a:array[0..30]ofinteger;beginreadln(s,t,w);readln(st);{輸入起始字符串}fori:=1towdoa[i]:=ord(st[i])-(ord('a')+s)+2;{將字符串轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字串}a[0]:=0;n:=0;{控制開關(guān)變0和生成個數(shù)清0}while(a[0]=0)and(n<5)dobegini:=w;while(a[i]=t-s+1-w+i)and(i>0)doi:=i-1;inc(a[i]);forj:=i+1towdoa[j]:=a[j-1]+1;{產(chǎn)生下一個組合}ifa[0]<>0thenbeginhalt;endelsebeginfori:=1towdowrite(chr(ord('a')+a[i]+s-2));writeln;n:=n+1;{個數(shù)加1}end;end;end.2105bdfij先轉(zhuǎn)換:98-(97+2)+2=113589{初始組合}i=5時,t-s-w+i+1=10-2-5+5+1=9a[5]最大可取9產(chǎn)生下一個組合:13678輸出:i=1時,chr(97+1+2-2)=bbdghi第62頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五排列組合題型總結(jié)排列組合問題千變?nèi)f化,解法靈活,條件隱晦,思維抽象,難以找到解題的突破口。因而在求解排列組合應(yīng)用題時,除做到:排列組合分清,加乘原理辯明,避免重復(fù)遺漏外,還應(yīng)注意積累排列組合問題得以快速準確求解。第63頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五直接法1.特殊元素法

用1,2,3,4,5,6這6個數(shù)字組成無重復(fù)的四位數(shù),試求滿足下列條件的四位數(shù)各有多少個(1)數(shù)字1不排在個位和千位;(2)數(shù)字1不在個位,數(shù)字6不在千位。分析:(1)個位和千位有5個數(shù)字可供選擇,其余2位有四個可供選擇,由乘法原理:=240

特殊元素,優(yōu)先處理;特殊位置,優(yōu)先考慮。第64頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五2.特殊位置法

(2)當1在千位時余下三位有=60,1不在千位時,千位有種選法,個位有種,余下的有,共有

=192,所以總共有192+60=252第65頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五間接法當直接法求解類別比較大時,應(yīng)采用間接法。如上例中(2)可用間接法

第66頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五有五張卡片,它的正反面分別寫0與1,2與3,4與5,6與7,8與9,將它們?nèi)我馊龔埐⑴欧旁谝黄鸾M成三位數(shù),共可組成多少個不同的三位數(shù)?

分析:此例正面求解需考慮0與1卡片用與不用,且用此卡片又分使用0與使用1,類別較復(fù)雜,因而可使用間接計算:任取三張卡片可以組成不同的三位數(shù)個,其中0在百位的有個,這是不合題意的。故共可組成不同的三位數(shù)=432(個).第67頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五

8位同學(xué)排成一行,要求某兩位同學(xué)互不相鄰,有多少種排法?8位同學(xué)排成一行的總數(shù)是8!把排在一起的的兩個同學(xué)看成一個人的排列總數(shù)是7!因為排在一起的兩個同學(xué)的位置可以互換,所以兩位同學(xué)排在一起的排列數(shù)是2×7!所以符合題意的個數(shù)為8!-2×7!=30240第68頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五正方體8個頂點中取出4個,可組成多少個四面體?所求問題的方法數(shù)=任意選四點的組合數(shù)-共面四點的方法數(shù),∴-12=70-12=58個。第69頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五插空法在一個含有8個節(jié)目的節(jié)目單中,臨時插入兩個歌唱節(jié)目,且保持原節(jié)目順序,有多少種插入方法?原有的8個節(jié)目中含有9個空檔,插入一個節(jié)目后,空檔變?yōu)?0個,故有=90中插入方法。第70頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五

8位同學(xué)排成一行,其中有4位女同學(xué),要求女同學(xué)不相鄰,有多少種排法?四位男同學(xué)排成一行的總數(shù)是4!,在他們首尾兩個位置和他們兩兩之間的位置(共5個)分別插入一個女同學(xué)的排列數(shù)是A45=120,所以符合題意的個數(shù)是4!×120=2880第71頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五馬路上有編號為l,2,3,……,10十個路燈,為節(jié)約用電又看清路面,可以把其中的三只燈關(guān)掉,但不能同時關(guān)掉相鄰的兩只或三只,在兩端的燈也不能關(guān)掉的情況下,求滿足條件的關(guān)燈方法共有多少種?

關(guān)掉的燈不能相鄰,也不能在兩端。又因為燈與燈之間沒有區(qū)別,因而問題為在7盞亮著的燈形成的不包含兩端的6個空中選出3個空放置熄滅的燈。∴共=20種方法。

第72頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五捆綁法當需排元素中有必須相鄰的元素時,宜用捆綁法。

4名男生和3名女生共坐一排,男生必須排在一起的坐法有多少種?分析:先將男生捆綁在一起看成一個大元素與女生全排列有種排法,而男生之間又有種排法,由乘法原理滿足條件的排法有:×=576第73頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五四個不同的小球全部放入三個不同的盒子中,若使每個盒子不空,則不同的放法有

種。一定有兩個球放在同一個盒子中.第74頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五某市植物園要在30天內(nèi)接待20所學(xué)校的學(xué)生參觀,但每天只能安排一所學(xué)校,其中有一所學(xué)校人數(shù)較多,要安排連續(xù)參觀2天,其余只參觀一天,則植物園30天內(nèi)不同的安排方法有().注意連續(xù)參觀2天,即需把30天中的連續(xù)兩天捆綁看成一天作為一個整體來選有,其余的就是19所學(xué)校選28天進行排列。第75頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五書架上有四本不同的書A、B、C、D。其中A和B是紅皮的,C和D是黑皮的。把這四本書擺在書架上,滿足所有黑皮的書都排在一起的擺法有()種。滿足A必須比C靠左,所有紅皮的書要擺放在一起,所有黑皮的書要擺放在一起,共有()種擺法。(2008年p)第76頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五閘板法名額分配或相同物品的分配問題,適宜采用閘板法.

某校準備組建一個由12人組成的籃球隊,這12個人由8個班的學(xué)生組成,每班至少一人,名額分配方案共

種。分析:此例的實質(zhì)是12個名額分配給8個班,每班至少一個名額,可在12個名額中的11個空當中插入7塊閘板,一種插法對應(yīng)一種名額的分配方式,故有種。第77頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五若m,n∈N,m≦n,把n寫成m個自然數(shù)之和,如:m=3,n=5時,5=1+1+3=1+3+1=3+1+1=2+2+1=2+1+2=1+2+2.問共有多少種表示法?5=1+1+(1+1+1)=1+(1+1+1)+1=(1+1+1)+1+1=(1+1)+(1+1)+1=(1+1)+1+(1+1)=1+(1+1)+(1+1)對n=1+1+1+…+1有幾種加括號的方法,也就是在n-1個加號中,保留m-1個加號,將其余的各部分元素分別加起來。

Cm-1n-1第78頁,共85頁,2023年,2月20日,星期五平均分堆6本不同的書平均分成三堆,有多少種不同的方法?

分析:分出三堆書(a1,a2),(a3,a4),(a5,a6),由順序不同可以有=6種,而這6種分法只算一種分堆方式

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