【數(shù)學】組合計數(shù)高級技巧 筆記分享

1.加法原理

完成一件事,有k類方法,各類分別有n1、n2……nk種方法

一共有n1+n2+……+nk種方法


2.乘法原理

完成一件事,要k步,各步驟分別有m1、m2……mk種方法

一共有m1?m2?……?mk種方法


3.排列

從m個不同對象中依次選取n個,排成一列,一共有A(n,m)種

A(n,m)=m(m-1)……(m-n+1)=m!/(m-n)!


4.組合

從m個不同對象中選取n個(無序),組成一個集合,一共有C(n,m)種

C(n,m)=m(m-1)…(m-n+1)/n!=m!/(m-n)!n!


例題1

用0、1、2、3、4能組成多少個不同的五位偶數(shù)?

A(4,4)+3?A(3,3)+3?A(3,3)=60

答案:60種


例題2

用2個1、3個2、1個3組成多少個6位數(shù)?

C(2,6)?C(3,4)?C(1,1)=60

答案:60種


常用方法

(1)枚舉法

(2)利用排列數(shù)與組合數(shù)計算,包括分情況討論、運用容斥原理,考慮重復情況等

(3)將問題轉(zhuǎn)化為一般性情況,再利用遞推的思路解決

(4)構(gòu)造另一個組合模型,再利用對應的思路解決


5.遞推法

例題3

10條直線能把平面分成多少各區(qū)域?(思路:將問題一般化處理)

n= 1? ? 2? ? 3? ? 4

m=2? ? 4? ? 7? ? 11

a(n)=a(n-1)+n

a(5)=16? ? a(6)=22

a(7)=29? ? a(8)=37

a(9)=46? ? a(10)=56

答案:56個


6.對應法(構(gòu)造幾何模型)

例如:插板法、標注法(最短路線)

例題4

不定方程x1+x2+x3+x4+x5+x6=10有幾組正整數(shù)解?(運用插板法)

取10個球,分成6組

OO | OO | O | OOO | O | O

x1? ? x2? x3? ? x4? ? x5 x6

??即問題轉(zhuǎn)化為在9個空中插入5個隔板

C(5,9)=126


結(jié)論1

x1+x2+……+xn=m的正整數(shù)解有C(n-1,m-1)組

結(jié)論2

x1+x2+……+xn=m的非負整數(shù)解有多少組?

→(x1+1)+(x2+1)+……+(xn+1)=m+n

即問題轉(zhuǎn)化為y1+y2+……+yn=m+n的正整數(shù)解

即C(n-1,m+n-1)


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