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排列组合(逻辑)

专题简介
排列组合在逻辑推理中的应用:利用排列(有序)和组合(无序)来分析可能性。
常见题型:排队问题、分配问题、选人组队问题。
核心区别:排列考虑顺序,组合不考虑顺序。

常用技巧
【特殊元素优先】有限制的元素先安排。
【分类讨论】按某个条件分成几类,各类独立完成再相加。
【排除法】总可能数 − 不符合条件数。
【乘法原理】分步完成,各步方法数相乘。
【加法原理】分类完成,各类方法数相加。

常见易错点
× 排列和组合混淆:『排队』是排列,『组队』是组合。
× 『至少』和『至多』的理解错误。
× 忘记『0 不能在首位』这个限制。
× 分步时,各步之间是否独立(互不影响)要确认。

练习摘录

排列和组合,怎么区分?

排队是排列(顺序重要),组队是组合(顺序不重要)。 记忆:排列 Per-mutation(P有顺序),组合 Co-mbination(C无序,共同一起)。

5 个人排成一排,共几种排法?

提示:第1个位置有几种选择?选完后第2个位置有几种? 第1位:5 种选择;第2位:4 种;第3位:3 种;第4位:2 种;第5位:1 种。 共 5! = $5 \times 4$×$3 \times 2$×1 = 120 种。

5 个人排成一排,甲必须站在两端,共几种排法?

提示:先安排甲(特殊元素优先),再安排其余4人。 甲有 2 种选择(左端或右端)。 其余 4 人全排列:4! = 24。 共 $2 \times 24=48$ 种。

5 个同学选 2 个组成一组,共几种选法?

提示:选甲乙 和 选乙甲,是同一种选法吗? 是同一种!组合不考虑顺序。 共 $C(5,2)$ = 5×$\frac{4}{2}$ = 10 种。 排列的话:$P(5,2)=5 \times 4=20$ 种(甲乙和乙甲算两种)。

用 1, 2, 3, 4 可以组成几个没有重复数字的两位数?

提示:十位可以是 0 吗?这里数字有 0 吗? 十位可以是 $1/2/3/4$(4 种选择),个位可以是剩余 3 个数字中的任一个(3 种)。 共 $4 \times 3=12$ 个两位数。 列举:12,13,14,21,23,24,31,32,34,41,42,43。

奥特曼小队:5 个奥特曼选 1 个队长和 1 个副队长,共几种选法?

提示:队长和副队长是同一个人吗?选完队长后,副队长有几种选择? 队长和副队长不能是同一人。 先选队长:5 种。再选副队长:剩余 4 人中选 1 个 = 4 种。 共 $5 \times 4=20$ 种。 (这是排列问题:$P(5,2)$ = 20)

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