排列组合最重要的思想:进入角色,你要干嘛,你会在哪里?
排列组合
两个重要的性质:加乘原理;
通俗的讲:
加法原理:每一件事(每一类),都能圆满地完成
乘法原理:每一步都是完成一件事的“充分不必要”
具体方法有:
捆绑法,插空法,除序法,排除法,穷举法,挡板法;
挡板法(举例):
举例1:
X+Y+Z=100(X,Y,Z都属于正整数),问有多少种组合的解;
其实问题就等价于 有100个球,有三个桶,然后将这个100个球分到每个桶里去,保证桶不是空的。
思路:
现在用一行0表示有100个球:
000…000000…..000
现在有两块挡板 | |,去插到这个序列,可以看到可以插的位置有101个,我们知道每个数都是正整数(每个桶都不为空),那么最左或最右不能插,不能和在一起,那么就是意味着减去两端的位置,然后剩下的位置随意拿出两个来就行了;那么答案就是:C(2,99)(注:这个就是组合数表示);
举例2:
X+Y+Z=100 (X,Y,Z属于自然数) ,就有多少个组合的解
方法一:
还是先转化到桶和球的问题上;等价于 有100个球,有三个桶,然后将这个100个球分到每个桶里去,桶可以是空的;
先借3个球,先放到每个桶里面,那么现在问题变成了:有103个球,有三个桶,然后将这个103个球分到每个桶里去,保证桶不是空的。
答案就是C(2,102);
方法二:
按照例1的方法来,那么就是板放哪里就是哪里,隔板参与活动,隔板有多少种不同的位置;
答案是C(2,102);
各种例题:
例1:
题意:现有:3个1分币,6个一角币,4个10元,共组成多少种非0硬币
思路:
这个非0币肯定是用 10元币,角币,分币构成;
那么分别的可能就是: 5 * 7 * 4 但是还有一种不可能都是0的情况
所以要减1;
例2:
集合A={A1,A2,A3,A4};集合B={B1,B2,B3,B4};
现让A集合去和B集合组合,要求B1的组合不能是A1,B4的组合不能是A4;
转化就是:甲乙丙丁四个人跑步,甲不跑第一棒,乙不跑第四棒的跑法;
第一种做法:
分类(有点技巧),我让A1去和B4组合,A(3,3);我让A1不和B4组合,现在就是A1,A4都不能和B4组合,所以从另外二个人里面去选一个和B4组合,然后A1还不能和B1组合,再从两个人里面挑一个和B1组合,然后其余两个随意站,即依次是C(1,2)*C(1,2)*A(2,2);
第二种做法:
我们直接就是让A和B随意去组合,那么就是A(4,4);很明显多了,当A1在B1时多了A(3,3),当A4在B4时多了A(3,3),现在时A(4,4)-2*A(3,3),很明显是减多了,要加回来A(2,2);
所以答案就是:A(4,4)-2A(3,3)+A(2,2);
例3:
集合A={A1,A2,A3,A4};集合B={B1,B2,B3,B4};
解法1,容斥原理:多了减,减了加;
A(4,4)-C(1,4)*A(3,3)+C(2,4)*A(2,2)-C(3,4)*A(1,1)+C(4,4);
解法2,A1先挑;
3*3*1*1;
再举一类排队问题;
排队问题:
例:
8个人照相,按如下要求,
1,甲乙丙必须相邻,丁戊不能相邻;
甲乙丙捆一块算一个,A(4,4)*A(2,5)*A(3,3);
2,甲乙中间,丙丁不两端;
0 0 0 0 0 0 0 0
A(2,2)*A(2,4)*A(4,4);
3,甲不在左端,甲不在乙的右侧
0 0 0 0 0 0 0 0
总数减多余,除序,
A(8,8)/A(2,2)-A(7,7)