高考數(shù)學排列組合問題解題技巧
排列組合問題一直是高考數(shù)學??純?nèi)容。但此類問題不僅具有內(nèi)容抽象、解法靈活等特點,更因在解題過程極易出現(xiàn)“重復”或“遺漏”等錯誤。導致排列組合問題成為很多考生失分的 “重災區(qū)”。下面是小編為大家整理的關于高考數(shù)學排列組合問題解題技巧,希望對您有所幫助。歡迎大家閱讀參考學習!
高考數(shù)學排列組合問題解題技巧
排列組合有關的題型主要從以下三個方面去考查考生:
1、掌握分類計數(shù)原理和分步計數(shù)原理及其簡單應用;
2、理解排列、組合的意義,掌握排列數(shù)、組合數(shù)的計算公式和組合數(shù)的性質及其簡單應用;
3、掌握二項式定理和二項式系數(shù)的性質,并能用它們計算和論證一些簡單問題。
與排列組合相關的高考題,它的知識背景與生活息息相關,考查的形式主要基于“基礎知識+思想方法+數(shù)學能力”這三種方式結合的模式。排列組合相關知識內(nèi)容并不難,但主要難在解題方法上面。
排列組合典型例題分析一:
有3名男生、4名女生,在下列不同條件下,求不同的排列方法總數(shù).
(1)選其中5人排成一排;
(2)排成前后兩排,前排3人,后排4人;
(3)全體排成一排,甲不站排頭也不站排尾;
(4)全體排成一排,女生必須站在一起;
(5)全體排成一排,男生互不相鄰;
(6)全體排成一排,甲、乙兩人中間恰好有3人;
(7)全體排成一排,甲必須排在乙前面;
(8)全部排成一排,甲不排在左端,乙不排在右端.
解析:(1)從7個人中選5個人來排,是排列.有A75=7×6×5×4×3=2 520(種).
(2)分兩步完成,先選3人排在前排,有A73種方法,余下4人排在后排,有A44種方法,故共有A73·A44=5 040(種).事實上,本小題即為7人排成一排的全排列,無任何限制條件.
(3)(優(yōu)先法)
方法一:甲為特殊元素,先排甲,有5種方法;其余6人有A66種方法,故共有5×A66=3600種;
方法二:排頭與排尾為特殊位置,排頭與排尾從非甲的6個人中選2個排列,有A62種方法,中間5個位置由余下4人和甲進行全排列,有A55種方法,共有A62×A55=3600種。
(4)(捆綁法)將女生看成一個整體,與3名男生在一起進行全排列,有A44種方法,再將4名女生進行全排列,也有A44種方法,故共有A44×A44=576種.
(5)(插空法)男生不相鄰,而女生不作要求,所以應先排女生,有A44種方法,再在女生之間及首尾空出的5個空位中任選3個空位排男生,有A53種方法,
故共有A44×A53=1 440種.
(6)(捆綁法)把甲、乙及中間3人看作一個整體,第一步先排甲乙兩人,有A22種方法;第二步從余下5人中選3人排在甲乙中間,有A53種;第三步把這個整體與余下2人進行全排列,有A33種方法.故共有A22·A53·A33=720種.
(7)(消序法)A77/2=2 520.
(8)(間接法)A77-2A66+A55=3 720.
位置分析法:分甲在排尾與不在排尾兩類.
常見的求解排列組合題的主要方法有以下這么幾種:
插入法:對于某兩個元素或者幾個元素要求不相鄰的問題,可以用插入法。即先排好沒有限制條件的元素,然后將有限制條件的元素按要求插入排好元素的空檔之中即可。
捆綁法:要求某幾個元素必須排在一起的問題,可以用捆綁法來解決問題。即將需要相鄰的元素合并為一個元素,再與其它元素一起作排列,同時要注意合并元素內(nèi)部也可以作排列。
轉化法:對于某些較復雜的、或較抽象的排列組合問題,可以利用轉化思想,將其化歸為簡單的、具體的問題來求解。
剩余法:在組合問題中,有多少取法,就有多少種剩法,他們是一一對應的,因此,當求取法困難時,可轉化為求剩法。
對等法:在有些題目中,它的限制條件的肯定與否定是對等的,各占全體的二分之一。在求解中只要求出全體,就可以得到所求。
排異法:有些問題,正面直接考慮比較復雜,而它的反面往往比較簡捷,可以先求出它的反面,再從整體中排除。
排列組合典型例題分析二:
用數(shù)字1,2,3,4,5,6,7,8,9組成沒有重復數(shù)字,且至多有一個數(shù)字是偶數(shù)的四位數(shù),這樣的四位數(shù)一共有___________個(用數(shù)字作答).
解析 依題意按分類計數(shù)原理操作:
(1)當沒有一個數(shù)字是偶數(shù)時,從1,3,5,7,9這五個數(shù)字中任取四個數(shù),再進行全排列得無重復數(shù)字的四位數(shù)有A54=120個(或C54A44=120個);
(2)當僅有一個數(shù)字是偶數(shù)時,先從2,4,6,8中任取一個數(shù),再從1,3,5,7,9中任取三個數(shù),然后再進行全排列得到無重復數(shù)字的四位數(shù)有C41C53A44=960.故由分類計數(shù)原理得這樣的四位數(shù)共有N=120+960=1080個。
一些考生容易在此塊內(nèi)容丟分,主要是由于排列組合試題知識相互交錯,綜合性強,思路靈活,解答時往往容易將二者的概念混淆,理不清,辨不明是排列問題,還是組合問題,進而造成解題失誤。
考生要想拿到排列組合的分數(shù)解題時應注意不斷積累經(jīng)驗,總結解題規(guī)律,掌握若干技巧,使看似復雜的問題迎刃而解。
排列組合問題作為高考數(shù)學常考內(nèi)容,其考查形式大部分都以選擇題、填題等形式出現(xiàn),在一些省份的高考數(shù)學中會以解答題形式考查考生,試題的難度一般以中檔題為主。
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