典型例题一
3332973例1 计算:(1)C100; (2)C3. ?C4???C10?C100?A101??分析:本题如果直接计算组合数,运算比较繁.本题应努力在式子中创造条件使用组合
973数的性质,第(1)题中,C100,经此变形后,可继续使用组合数性质.第(2)题有?C10034434两个考虑途径,一方面可以抓住项的变形Cn求和;另一方面,变形C3,?Cn?C4?1?Cn,434434接着C4,C5?,反复使用公式. ?C4?C5?C5?C6解:(1)原式?C?2100?C33100??A3101?C3101?A31013A1013 ?3?A101A3 ?1?A3?1. 63444444(2)原式?C3 ?C5?C4?C6?C5???C11?C104 ?C11?330.
4333另一方法是:原式?C4 ?C4?C5???C10433433 ?C5 ?C5???C10?C6?C6???C10434 ???C10?C10?C11?330.
说明:利用第(2)小题的手段,我们可以得到组合数的一个常用的结论:
mmmmm?1Cm?Cm?1?Cm?2???Cn?Cn?1.
mm?1m?1m?1m?1m?1m?1m?1左边?Cm?Cm?Cn?2?Cm?1?Cm?3?Cm?2???Cn?1?Cn?1?右边.
典型例题二
例2 从7名男生5名女生中,选出5人,分别求符合下列条件的选法种数有多少种? (1)A、B必须当选;(2)A、B都不当选;(3)A、B不全当选;(4)至少有2名女生当选;(5)选出5名同学,让他们分别担任体育委员、文娱委员等5种不同工作,但体育委员由男生担任,文娱委员由女生担任.
分析:本题是组合应用题中典型的选代表问题,通过一些明确的条件对结果进行限制.问题(1)A、B必须当选,它们就不必再考虑,只要再选出余下的代表.问题(2)A、B必须不当选,实际上就是去掉这几个元素不予考虑.问题(3)A、B不全当选可以从正反两方面考虑.从正面考虑可以按A、B全不选和A、B选一个分类,从反面考虑可用间接法,去掉A、B全选的情况.问题(4)可以按女生选2人、3人?进行分类,当然也可以
从反面考虑用间接法.问题(5)可以先处理特殊位置的体育班委与文娱班委.
33B选出外,解:(1)除A、从其它10个人中再选3人,共有的选法种数为C10,C10?120(种).
5(2)去掉A、B,从其它10人中任选5人,共有的选法种数为:C10. ?252(种)5(3)按A、B的选取情况进行分类:A、B全不选的方法数为C10,A、B选1人51414的方法数为C2. ?C2C10?672(种)C10,共有选法C10本小题的另一解法:从12人中选5人的选法中去掉A、B全选的情况,所有选法只有
53. C12?C10?672(种)
方法一:按女同学的选取情况分类:
选2名女同学、3名男同学;选3名女同学2名男同学;选4名女同学1名男同学;选5名女同学.所有选法数为:
2332415. C5C7?C5C7?C5C7?C5?596(种)
方法二:从反面考虑,用间接方法,去掉女同学不选或选1人的情况,所有方法总数为:
5514. C12?C7?C5C7?596(种)
(5)选出一个男生担任体育班委,再选出1名女生担任文娱班委,剩下的10人中任取
1133人担任其它3个班委.用分步计数原理可得到所有方法总数为:(种). C7?C5?A10?25200说明:对于本题第(4)小题,“至少有2名女生当选”,我们可能还有另外一种考虑,
23先从5名女生中选出2人,然后在剩下的10人中任选3人,得到的方法数为C5C10?1200(种),与上述答案比较,结果明显增多了,为什么会出现以上情况?上述步骤得到的选取结果虽然符合了有2名女生的要求,但在计数时出现了重复,比如先选两女生为a、b,剩下的10人中如果又选出了女生c,与先选两名女生为a、c后又选出了女生b,出现了同样的结果,因为选取问题仅考虑选出了哪些元素,至于先选后选并不考虑.这里需要我们引起注意的是以后遇到“至少”类型的问题,一般采用分类法或间接法解决,在选取问题中尽可能避免出现重复计数,我们还可以进一步从下一个例子加深理解.
典型例题三
例3 空间10个点,其中有5点在同一个平面内,其余无三点共线,四点共面,问以这些点为顶点,共可构成多少个四面体?
分析:本题如果从正面考虑可以按5个共面的点的选用情况进行分类.如果从反面考虑用间接法,只要去掉从5个共面的点中任取四个点的情况,因为共面的四个点不能构成四面体的四个顶点.
解:方法一:可以按共面的点取0个、1个、2个、3个进行分类,得到所有的取法总数为:C5C5?C5C5?C5C5?C5C5?205个.
04132231
方法二:从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,
44得到所有构成四面体的方法数为:C10. ?C5?205(个)
说明:以几何为背景的此类应用题中,间接方法用得比较多,在考虑去掉不符合要求的选法时,既不能多去,也不能少去,此外有时还需去掉一些重复计数的情况.比如:四面体的顶点和各条棱的中点共10个点,任取其中的4个点,其中不共面的取法有多少种?我们
4可以从10个点中任取4点.共有C10种取法,然后去掉下面几种情况,4个点取在四面体的4同一个面上,有4C6种取法;四个中点连成平行四边形的情形,有3种取法,还有3点在
四面体的一条棱上,另一点是其它点,不考虑已计算的四点在四面体同一面上的情况,共有
446种取法.用间接法可得不同的取法共有:C10. ?4C6?3?6?141(种)
典型例题四
例4 在1,3,5,7,9中任取3个数字,在0,2,4,6,8中任取两个数字,可组成多少个不同的五位偶数.
分析:因为零不能作首位数,所以是特殊元素,因此可以根据选零不选零为分类标准。 解:第一类:五位数中不含数字零。
32 第一步:选出5个数字,共有C5C4种选法.
第二步:排成偶数—先排末位数,有P2种排法,再排其它四位数字,有P4种排法.
3214 ∴ N1?C5?C4?P2?P4(个)
14 第二类:五位数中含有数字零.
31 第一步:选出5个数字,共有C5种选法。 ?C4 第二步:排顺序又可分为两小类; (1)末位排零,有P1?P4种排列方法;
(2)末位不排零.这时本位数有C1种选法,而因为零不能排在首位,所以首位有
114P31种排法,其余3个数字则有P33种排法.
∴ N2?C5?C4(P1?P4?P3P3)
∴ 符合条件的偶数个数为
3214311413N?N1?N2?C5C4P2P4?C5C4(P1P4?P3P3)
311413 ?4560(个)
说明:本题也可以用间接法(即排除法)来解.请自行完成.
典型例题五
例5 有12名划船运动员,其中3人只会划左舷,4人只会划右舷,其余5人既会划左舷也会划右舷。现在要从这12名运动员中选出6人平均分在左、右舷划船参加比赛,有多少种不同的选法?
分析:设集合A={只会划左舷的3个人},B={只会划右舷的4个人},C={既会划左舷又会划右舷的5个人}
先分类,以集合A为基准,划左舷的3个人中,有以下几类情况:①A中有3人;②A中有2人;C中有1人;③A中有1人,C中有2人;④C中有3人。
3第①类,划左舷的人已选定,划右舷的人可以在B?C中选3人,即有C9种选法。因332是分步问题,所以有C3种选法。第②类,划左舷的人在A中选2人,有C3种选法,在?C913C中选1人,有C5种选法,划右舷的在B?C中剩下的8个人中选3人,有C8种选法。因213123是分步问题,所以有C3种选法。类似地,第③类,有C3种选法。第④类?C5?C8?C5?C7033有C3种选法。 ?C5?C633213123033因为是分类,所以一共有C3种选法。 ?C9?C3?C5?C8?C3?C5?C7?C3?C5?C633213123033解:C3 ?C9?C3?C5?C8?C3?C5?C7?C3?C5?C6 ?1?9?8?78?7?67?6?56?5?4?3?5??3?10??1?10?
1?2?31?2?31?2?31?2?3?84?840?1050?200?2174种
答:一共有2174种不同选法. 说明:这种比较复杂的在若干个集合中选取元素的问题,只要能运用分类思想正确对所求选法分类,又能正确地根据题目要求合理地考察步骤,就可以顺利地求得解.在分类时,要注意做到既不重复也不遗漏.
这里是以集合A为基准进行分类,也可以集合B或集合C为基准进行分类,其结果是相同的,但一般都选择元素个数较少的集合作为基准来分类,这样可以减少分类,方便运算.
典型例题六
例6 甲、乙两队各出7名队员,按事先排好的顺序出场参加围棋擂台赛,双方由1号队员出赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,?,直到一方队员全被淘汰为止,另一方获胜,形成一种比赛过程,试求所有可能出现的比赛过程的种类. 分析与解:若甲队取胜,比赛结果可能是7:0,7:1,7:2,7:3,7:4,7:5,7:6.
7:0只有一个过程;
17:1 共8场,乙队在前7场中胜一场,有C7种不同的过程;

