共有24?120?6?5?4?345600种排法.
【例 24】 四年级三班举行六一儿童节联欢活动.整个活动由2个舞蹈、2个演唱和3个小品组成.请问:如
果要求同类型的节目连续演出,那么共有多少种不同的出场顺序?(4级)
【解析】 要求同类型的节目连续演出,则可以应用“捆绑法”.先对舞蹈、演唱、小品三种节目做全排列, 再
分别在各类节目内部排列具体节目的次序.因此出场顺序总数为:
. P33?P22?P22?P33=144(种)
【例 25】 停车站划出一排12个停车位置,今有8辆不同的车需要停放,若要求剩余的4个空车位连在一起,
一共有多少种不同的停车方案? (4级)
【解析】 把4个空车位看成一个整体,与8辆车一块进行排列,这样相当于9个元素的全排列,所以共有
9P9?362880.
【例 26】 a,b,c,d,e五个人排成一排,a与b不相邻,共有多少种不同的排法?(4级) 【解析】 解法一:插空法,先排c,d,e,有P33种排法.
在c,d,e三个人之间有2个空,再加上两端,共有4个空,a,b排在这4个空的位置上,a与b就不相邻,有P42种排法.
根据分步计数乘法原理,不同的排法共有 . P33P42?72(种)
解法二:排除法,把a,b当作一个人和其他三个人在一起排列,再考虑a与b本身的顺序,有P44P22种排法. 总的排法为P55.
总的排法减去a与b相邻的排法即为a与b不相邻的排法,应为P55?P44P22?72(种).
【巩固】 8人围圆桌聚餐,甲、乙两人必须相邻,而乙、丙两人不得相邻,有几种坐法?(6级) 【解析】 n人的环状排列与线状排列的不同之处在于:a1a2a3?an、a2a3?ana1、a3a4?ana1a2、…、ana1?an?1在线状排列里是n个不同的排列,而在环状排列中是相同的排列.所以,n个不同的元素的环状排Pnn?Pnn??11. 列数为n甲、乙两人必须相邻,可把他们看作是1人(当然,他们之间还有顺序),总排列数为P22P66.从中扣除甲、乙相邻且乙、丙也相邻(注意,这和甲、乙、丙三人相邻是不同的.如甲在乙、丙之间合于后者,但不合于前者)的情况P22P55种.所以,符合题意的排法有P22P66?P22P55?1200(种).
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模块三、排列的综合应用
【例 27】 甲、乙、丙、丁、戊、己六个人站队,要求:甲乙两人之间必须有两个人,问一共有多少种站法?
(6级)
【解析】 先考虑给甲乙两人定位,两个人可以站在队伍从左数的一、四个,二、五个或三、六个,甲乙两人
要在内部全排列,剩下四个人再全排列,所以站法总数有:3?P22?P44?144(种).
【巩固】 甲、乙、丙、丁、戊、己六个人站队,要求:甲乙两人之间最多有两个人,问一共有多少种站法?
(6级)
【解析】 类似地利用刚才的方法,考虑给甲乙两人定位,两人之间有两个人、一个人、没有人时分别有3、4、
5种位置选取方法,所以站法总数有:(3+4+5)?P22?P44?576(种).
【例 28】 甲、乙、丙、丁、戊、己六个人站队,要求:甲不能站在队伍左半边,乙不能站在队伍右半边,
丙不能站在队伍两端,问一共有多少种站法?(6级)
【解析】 先对丙定位,有4种站法,无论丙站在哪里,甲和乙一定有一个人有两种站法,一个人有三种站法,
剩下三个人进行全排列,所以站法总数有:4?3?2?P33?144(种).
【例 29】 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛八个人站队,要求:甲不能站在队伍最靠左的三个位置,乙不
能站在队伍最靠右的三个位置,丙不能站在队伍两端,问一共有多少种站法?(6级)
【解析】 按甲在不在队伍最靠右的位置、乙在不在队伍最靠左的位置分四种情况讨论:
如果甲在队伍最靠右的位置、乙在队伍最靠左的位置,那么丙还有6种站法,剩下的五个人进行全
排列,站法总数有:6?P55?720(种)
如果甲在队伍最靠右的位置,而乙不在队伍最靠左的位置,那么乙还有4种站法,丙还有5种站法,剩下的五个人进行全排列,站法总数有: 4?5?P55?2400(种)
如果甲不在队伍最靠右的位置,而乙在队伍最靠左的位置,分析完全类似于上一种,因此同样有2400种站法
如果甲不在队伍最靠右的位置,乙也不在队伍最靠左的位置,那么先对甲、乙整体定位,甲、乙的位置选取一共有4?4?2?14(种)方法.丙还有4种站法,剩下的五个人进行全排列,站法总数有: 14?4?P55?6720(种)
所以总站法种数为720?2400?2400?6720?12240(种)
【例 30】 4名男生,5名女生,全体排成一行,问下列情形各有多少种不同的排法:
⑴ 甲不在中间也不在两端; ⑵ 甲、乙两人必须排在两端; ⑶ 男、女生分别排在一起;
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⑷ 男女相间.(6级)
【解析】 ⑴ 先排甲,9个位置除了中间和两端之外的6个位置都可以,有6种选择,剩下的8个人随
8意排,也就是8个元素全排列的问题,有P8?8?7?6?5?4?3?2?1?40320(种)选择.由乘法原
理,共有6?40320?241920(种)排法.
⑵ 甲、乙先排,有P22?2?1?2(种)排法;剩下的7个人随意排,有
72?5040?10080(种)排法. P7?7?6?5?4?3?2?1?5040(种)排法.由乘法原理,共有
⑶ 分别把男生、女生看成一个整体进行排列,有P22?2?1?2(种)不同排列方法,再分别对男生、女生内部进行排列,分别是4个元素与5个元素的全排列问题,分别有
5P44?4?3?2?1?24(种)和P5?5?4?3?2?1?120(种)排法.
由乘法原理,共有2?24?120?5760(种)排法.
⑷ 先排4名男生,有P44?4?3?2?1?24(种)排法,再把5名女生排到5个空档中,有
524?120?2880(种)排法. P5?5?4?3?2?1?120(种)排法.由乘法原理,一共有
【例 31】 小新、阿呆等七个同学照像,分别求出在下列条件下有多少种站法?
(1)七个人排成一排;
(2)七个人排成一排,小新必须站在中间.
(3)七个人排成一排,小新、阿呆必须有一人站在中间. (4)七个人排成一排,小新、阿呆必须都站在两边. (5)七个人排成一排,小新、阿呆都没有站在边上. (6)七个人战成两排,前排三人,后排四人.
(7)七个人战成两排,前排三人,后排四人. 小新、阿呆不在同一排.(6级)
7【解析】 (1)P(种). 7?50406(2)只需排其余6个人站剩下的6个位置.P(种). 6?7206(3)先确定中间的位置站谁,冉排剩下的6个位置.2×P6=1440(种).
5(4)先排两边,再排剩下的5个位置,其中两边的小新和阿呆还可以互换位置.2?P (种). 5?24025(5)先排两边,从除小新、阿呆之外的5个人中选2人,再排剩下的5个人,P(种). 5?P5?2400(6)七个人排成一排时,7个位置就是各不相同的.现在排成两排,不管前后排各有几个人,7个
7位置还是各不相同的,所以本题实质就是7个元素的全排列.P(种). 7?5040(7)可以分为两类情况:“小新在前,阿呆在后”和“小新在前,阿呆在后”,两种情况是对等的,所
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5以只要求出其中一种的排法数,再乘以2即可.4×3×P5×2=2880(种).排队问题,一般先考虑
特殊情况再去全排列.
【例 32】 已知在由甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行的手工制作比赛中,决出了第一至第五名的名次.甲、
乙两名参赛者去询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都未拿到冠军.”对乙说:“你当然不会是最差的.”从这个回答分析,5人的名次排列共有多少种不同的情况?(6级)
【解析】 这道题乍一看不太像是排列问题,这就需要灵活地对问题进行转化.仔细审题,已知“甲和乙都未拿
到冠军”,而且“乙不是最差的”,也就等价于5人排成一排,甲、乙都不站在排头且乙不站在排尾的排法数,因为乙的限制最多,所以先排乙,有3种排法,再排甲,也有3种排法,剩下的人随意排,
33?3?6?54(种)不同的排法. 有P3?3?2?1?6(种)排法.由乘法原理,一共有
【例 33】 书架上有3本故事书,2本作文选和1本漫画书,全部竖起来排成一排.⑴ 如果同类的书不分开,
一共有多少种排法?⑵ 如果同类的书可以分开,一共有多种排法?(6级)
32【解析】 ⑴ 可以分三步来排:先排故事书,有P3?3?2?1?6(种)排法;再排作文选,有P2?2?1?2(种)排
法;最后排漫画书有1种排法,而排故事书、作文选、漫画书的先后顺序也可以相互交换,排列的先
36?2?1?6?72种排法. 后顺序有P3?3?2?1?6(种).故由乘法原理,一共有
6⑵ 可以看成3?2?1?6(本)书随意排,一共有P6?6?5?4?3?2?1?720(种)排法.
若同类书不分开,共有72种排法;若同类书可以分开,共有720种排法.
【例 34】 一共有赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的灯各一盏,按照下列条件把灯串成一串,有多少
种不同的串法?
⑴ 把7盏灯都串起来,其中紫灯不排在第一位,也不排在第七位. ⑵ 串起其中4盏灯,紫灯不排在第一位,也不排在第四位.(4级)
【解析】 ⑴ 可以先考虑紫灯的位置,除去第一位和第七位外,有5种选择;然后把剩下的6盏灯随意排,
6 是一个全排列问题,有P6?6?5?4?3?2?1?720(种)排法.
由乘法原理,一共有5?720?3600(种). ⑵ 先安排第一盏和第四盏灯.第一盏灯不是紫灯,有6种选择;第四盏灯有5种选择;剩下的5盏灯
26?5?20?600(种). 中随意选出2盏排列,有P5?5?4?20(种)选择.由乘法原理,有
【例 35】 某市的电视台有八个节目准备分两天播出,每天播出四个,其中某动画片和某新闻播报必须在第
一天播出,一场体育比赛必须在第二天播出,那么一共有多少种不同的播放节目方案?(4级)
【解析】 某动画片和某新闻播报在第一天播放,对于动画片而言,可以选择当天四个节目时段的任何一个时
段,一共有4种选择,对于新闻播报可以选择动画片之外的三个时段中的任何一个时段,一共有3种选择,体育比赛可以在第二天的四个节目时段中任选一个,一共有4种选择.剩下的5个节目随意
5安排顺序,有P5?5?4?3?2?1?120(种)选择.
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由乘法原理,一共有4?3?4?120?5760(种)不同的播放节目方案.
【例 36】 从6名运动员中选出4人参加4?100接力赛.试求满足下列条件的参赛方案各有多少种:
⑴ 甲不能跑第一棒和第四棒;
⑵ 甲不能跑第一棒,乙不能跑第四棒.(6级)
【解析】 ⑴ 先确定第一棒和第四棒.第一棒是甲以外的任何一个人,有5种选择,第四棒有4种选择,剩下
的4个人中随意选择2个人跑第二棒和第三棒,有P42?4?3?12种选择.由乘法原理,一共有5?4?12?240(种)参赛方案.
4⑵ 先不考虑甲、乙的特殊要求,从6名运动员中随意选择4人参赛,有P考6?6?5?4?3?360种选择.
3虑若甲跑第一棒,其余5人随意选择3人参赛,对应P考虑若乙跑5?5?4?3?60种不同的选择,
第四棒,也对应60种不同的选择,但是,从360种中减去两个60种的时候,重复减了一次甲跑第一棒,且乙跑第四棒的情况.这种情况下,对应于第一棒,第四棒已确定只需从剩下的4人选择2人参赛的P42?4?3?12(种)方案,应加上.
综上所述,一共有360?60?2?12?252(种)不同的参赛方案.
【例 37】 一台晚会上有6个演唱节目和4个舞蹈节目.求:(6级)
⑴ 当4个舞蹈节目要排在一起时,有多少不同的安排节目的顺序?
⑵ 当要求每2个舞蹈节目之间至少安排1个演唱节目时,一共有多少不同的安排节目的顺序?
【解析】 ⑴ 先将4个舞蹈节目看成1个节目,与6个演唱节目一起排,则是7个元素全排列的问题,有
7 P种)方法.第二步再排0404个舞蹈节目,也就是4个舞蹈节 7?7!?7?6?5?4?3?2?1?(5 目全排列的问题,有P44?4!?4?3?2?1?24(种)方法.
根据乘法原理,一共有5040?24?120960(种)方法. ⑵ 首先将6个演唱节目排成一列(如下图中的“□”),是6个元素全排列的问题,一共有
6P6?6!?6?5?4?3?2?1?720(种)方法.
×□×□×□×□×□×□×
第二步,再将4个舞蹈节目排在一头一尾或2个演唱节目之间(即上图中“×”的位置),这相当于从
47个“×”中选4个来排,一共有P7?7?6?5?4?840(种)方法.
根据乘法原理,一共有720?840?604800(种)方法.
【巩固】 由4个不同的独唱节目和3个不同的合唱节目组成一台晚会,要求任意两个合唱节目不相邻,开始
和最后一个节目必须是合唱,则这台晚会节目的编排方法共有多少种?(6级) 【解析】 先排独唱节目,四个节目随意排,是4个元素全排列的问题,有P44?4?3?2?1?24种排法;其次在
独唱节目的首尾排合唱节目,有三个节目,两个位置,也就是从三个节目选两个进行排列的问题,
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