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数量关系 7.高频考点常用解题方法-排列组合问题
排列组合之基础概念
什么是排列组合?
排列组合实际上是组合学的最基础概念;
其中心问题是:研究给定要求的排列和组合可能出现的情况总数;
即,排列组合归根到底是在计数;
计什么数?计满足各种附加条件的有限个对象的总数。
举个例子:
班级有50个同学中;
条件1:任选5个人按顺序排成一列,问有多少种情况?条件2:任选5个人参加某个活动,问有多少种情况?
两个条件的区别是什么?
条件1有一定的顺序,要排列;
条件2没有顺序,只需要选出来即可,是一种组合。
那这两个条件的情况书分别要怎么算呢?
排列数:
组合数:
怎么计算呢?
从概念出发来分析:
不难看出,组合和排列的联系和区别是:
组合只选,排列要选出来再排,或者边排边选;
故所有的排列都可以看作先组合,再做全排列;
所有的组合,补充一个排序的阶段,就可以转化为排列问题。
所以容易推出:
总结整理一下:
排列:与顺序有关,每个人做不同的事;
组合:与顺序无关,每个人做一样的事。
在区分排列和组合的基础上,当存在一系列的排列组合时,应该如何计算呢?
通常来说,计算可以被分为分类计算和分步计算,我们分别来看;
分类计算,顾名思义,分成几种类别,每一类为一种选择;
通俗的来说,就是完成一件事情,可以根据某个条件分为几种情况,每种情况都可以独立完成该事情,则将多种情况的结果相加,所得和即为完成事情的种类数;
故亦被叫做加法原理。
分步计算,顾名思义,分为几个步骤,每一步都为一个必要环节;
通俗的来说,就是完成一件事情,需要分为多个步骤依次完成,每个步骤为独立,但只有完成每一步才能完成该事情,则将每一步的结果相乘,所得积即为完成事情的种类数;
故亦被叫做乘法原理。
总结以上,即有面对排列组合的题目的解题思路为:
先看是否有顺序,来确定用A还是C;
再看分类还是分步,分类即将各种情况相加,分步即将各种情况相乘。
最终得到符合情况的总数。
我们来看例题,代入各种情况来试着排列组合分类分步。
例1:某单位组织职工参加周末培训,其中英语培训和财务培训均在周六,公文写作培训和法律培训均在周日。同一天举办的两场培训每人只能报名参加一场,但不在同一天的培训可以都参加。
则职工小刘有多少种不同的报名方式?
A.4 B.8 C.9 D.16
解析:根据题意,给定条件,问小刘不同的报名方式;
根据“同一天只能报一场,不同天的可以都参加”可知小刘可以报名参加的培训场次为1次或2次;
即:
只选周六1场或只选周日1场;
或周六周日各选一场;
分情况看:
只报名1场:可选为2+2=4种;
报名2场:即周六2选1,周日2选1,即2x2=4;
只报名1场或报名2场都可以独立的完成此次培训任务,则利用加法原理;
小刘报名方式共4+4=8种。
例2:甲、乙、丙三所学校的学生被安排在周一至周五参观某革命纪念馆。纪念馆每天最多只能安排一所学校,其中甲学校连续参观两天,其余学校均只参观一天,那么共有多少种安排方法?()。
A.12 B.24 C.36 D.60
解析:
根据题干条件“甲学校连续参观两天”,先分析甲的情况:
连续两天的可能性为:周一周二、周二周三、周三周四、周四周五,即4种可能;
则其余两个学校为从剩余3天种选择2天,情况数为:
则安排方法共:4x6=24种;
答案选B。
例3:某商场开展“助农销售”活动,凡购买某种农产品满 300 元者可获得一个礼盒,其中装有 6 种干货中的随机 3 种各 1 小袋,以及 1 袋小米或红豆。问内容不完全相同的礼盒共有多少种可能?
A.50 B.45 C.40 D.30
解析:
看设问,问内容不完全相同的可能,看内容有哪些组合:
(6种中随机选3种)x(小米、红豆2选1);
即可能性为:
例4:某农科院准备挑选2男2女4名科技人员分别去市郊的甲乙丙丁4个乡参加科技支农工作,在报名的人员中有3男4女符合要求,在4名女性中有1位是农科院的副院长,考虑到工作的具体需要,这名副院长不去甲乡,且去丁乡的是女性。符合条件的选法有________种。
A. 198 B. 216 C. 378 D. 432
解析:
题干给定了选择和安排的要求,可以正向求得符合条件的情况数,也可以逆向求解,即求出总数再减去不符合的情况;
两种求法我们分别来看:
●正向求解:
分3种情况:
副院长被选中且去了丁乡、
副院长被选中没去丁乡、
副院长没被选中;
1.副院长被选中且去了丁乡:
在其余3名女性中再选1名,3名男性中选2名,3人全排列,则有:
2.副院长被选中没去丁乡:
在其余3名女性中选1名去丁乡,3名男性中选2名,2名中选1名去甲乡,副院长和另一名男士全排列,则有:
3.副院长没被选中,则有:
在3名男性中选2名,3名女性中选2名,2名中选1名去丁乡,其余3人全排列,则有:
故总情况数为54+36+108=198种;答案选A。
●逆向求解:
先求出3男4女中选择2男2女,其中1女去丁乡的总情况数:
即有:
其中包含了副院长去甲乡的情况,所以可知符合题意的情况数应小于216,看选项,只能选A。
再多说一句:
如果正面求出副院长去甲乡的情况数怎么求呢?
首先副院长被选中且去了甲乡,则其余3名女性中选1名,且去了丁乡;
再从3名男性中选2名,2位全排列即可,即有:
通过例4,提醒小伙伴们,遇到正面思考较复杂的情况,可以采用逆向思维,用全部情况减去不符合题意的情况,会来的简单快捷一些。
以上就是排列组合中的基础概念公式和解法;
要从基础概念出发多理解,多思考,分清排列组合,理清分类分步,简单计算求得答案。
排列组合之相邻与不相邻
首先明确什么样的问题是在考查相邻或不相邻?
题型特征:
出现“...与...连在一起/不能分开”、“...与...必须分开/不能连在一起”即为考查相邻、不相邻问题;
面对此类问题,如何求解呢?
●先来看相邻问题:
假设要求n个元素中有2个元素必须连在一起,不能分开,那我们该2个元素视为一个整体;
接下来就将这个整体与余下n-2个元素一起排列,即参与排列的元素个数变成了n-1个;
再考虑2个元素内部是否有顺序;
这种方法叫做“捆绑法”。
总结一下:
相邻问题中,将必须相邻的元素做捆绑,与其他元素一起排列,再考虑被捆绑元素内部顺序。
●再来看不相邻问题:
假设要求n个元素中有2个元素必须分开,不能连在一起;
这下犯难了,连在一起好办,捆起来好了,不连在一起咋办?
不急,我们来分析:
不连在一起意味着二者中间隔着别人,可能隔着1个,也可能隔着2个,也可能隔着3个....
这么多种可能性,着实不确定怎么隔;
那我们先不考虑这2位,先看没有要求的那n-2个;
如果我们将这n-2个先排好,那这n-2个元素会创造出n-1个空隙,那我们选2个空隙给那2位安插进去,是不是一定就被隔开了?
这种方法叫“插空法”。
举个简单的例子:
现在有7个小球,5个一样的黑球,2个一样的白球,要求排列的时候2个白色球不能挨在一起;
怎么办?
不挨就不挨,先看黑球;
由于5个黑球是一样的,所以就只有一种情况,排着就行,如图:
则5个黑球创造出了1-6,共6个空隙,2个白球任选6个空隙中的2个空隙安置,必然不会连在一起,即6选2,即可完成要求的排列。
排列情况数为:
总结一下:
不相邻问题中,先将不相邻的元素剔除,对剩余元素进行排列,再将被剔除的元素召回,将其插入空隙或两端。
相邻的捆绑,不相邻的插空,理解了么?
一起来看例题。
例1:两对夫妇各带一个小孩乘坐有6 个座位的游览车,游览车每排只有1 个座位。为安全起见,车的首尾两座一定要坐两位爸爸;两个小孩一定要排在一起。那么,这 6 人的排座方法有( )。
A.12 种 B.24 种 C.36 种 D.48 种
解析:
例2:为加强机关文化建设,某市直机关在系统内举办演讲比赛,3 个部门分别派出3、2、4 名选手参加比赛,要求每个部门的参赛选手比赛顺序必须相连,问不同参赛顺序的种数在以下哪个范围之内?
A.小于1000 B.1000-5000 C.5001-20000 D.大于 20000
解析:
根据题干条件,需要将每个部分的参赛选手捆绑,捆绑后即出现3个整体,为3个整体排序;
同时考虑各整体内部的顺序,即有:
例3:单位工会组织拔河比赛,每支参赛队都由3名男职工和3名女职工组成。假设比赛时要求3名男职工的站位不能全部连在一起,则每支队伍有几种不同的站位方式?
A.432 B.504 C.576 D.720
解析:
根据题干条件“3名男职工不能全连在一起”,读起来有点拗口;
从正向分析,需要分为2名男员工站在一起,和3名都不站在一起2种情况;
逆向切入,实际上就是全部情况减去3名男职工站在一起的情况数;
哪种好算呢?
正面较复杂的时候,一定是逆向更好算;
先求全部情况数:
即没有任何要求,对3男3女全排列,为:
再算3名男职工站在一起的情况;
即将3个男职工捆绑在一起,视为一个整体,将该整体与3名女职工全排列,且考虑3名男职工内部的排列顺序,即有:
则总数-逆向即为:720-144=576,答案选C。
例4:某地组织9 名政协委员负责调研农民工子弟小学教学情况。调研结束合影前有 3 名委员因紧急工作已经离开,学校决定安排 3 名小学生代表与委员一起坐在前排。现要求每位小学生的两边都坐着政协委员,一共有多少种不同的方式:
A.7200 B.29600 C.43200 D.362880
解析:
根据题干条件“小学生两边都坐政协委员”,即意味着小学生不相邻,且小学生不能在两端(否则在两端的话,一边没有政协委员);
故先对6名政协委员全排列,为:
6名政协委员创造出7个空位,但要去除两端的2个空格;
即在5个空位中选出3个,对3个小学生全排列,为:
故排列总数为:720x60=43200,答案选C。
以上就是排列组合中的相邻问题和不相邻问题;
依然要多理解,多思考,读懂题意,分清捆绑和插空,简单计算求得答案。
排列组合之相同元素分配、平均分组
●先来看相同元素分配:
题型特征:从名称出发,不难看出是对“相同的元素”进行分配,或者元素是否完全相同,分配它的人及被分配的人并不关心;
例如:
将5个苹果分给3个小朋友:
此处的苹果就是苹果,没有大小红绿酸甜之分,定位为“相同元素”;
将10个优秀指标分配到3个部门:
此处的指标就是指标,没有先后等级性别之分,定位为“相同元素”;
.....
识别出题型是第一步,接下来就看看如何解决此类问题;
依然从例子出发:
假设要将5个苹果分给2个小朋友,每人至少1个,有多少种分法?
我们来分析:
每个人分几个?只要大于1个都行,那1+4,2+3,,...,4+1都可以,这怎么算呢?
我们把5个苹果摆摆好,如下:
5个苹果创造出了4个空隙(不是6个哦,两端不能算,因为题干要求啦:每人至少分到1个);
那我们可以从4个空隙中选1个空隙,画上一条线或插上一块板子;
这样就分成了两部分,一边是你的,一边是我的,即有:
那又假设要将8个苹果分给3个小朋友,每人至少一个,怎么分呢?
简单了不是,8个苹果摆摆好,创造出7个空隙,7个空隙中选2个位置,插上板子,就分出了3部分,则有:
那再假设要将10个苹果分给3个小朋友,每人至少2个,怎么分?
来咯,10个苹果摆摆好,创造出9个空隙,9个空隙选?咦,不对啊,怎么每个人至少2个啊,咋整?
要不这么着,我们从10个苹果中先给每个人分1个,苹果不是一样的么,就不需要考虑所谓的选择和顺序了,拿了就是拿了;
拿走了几个?3个;
还剩下几个?7个;
现在再分,每个人至少分1个,那加上之前的1个,是不是就每个人至少有2个了?
对了吧,好的,那继续:
7个苹果摆摆好,创造出6个空隙,6个空隙选2个,插上板子,就分出了3部分,则有:
那又假设要将n个苹果分给m个小朋友,每人至少一个,怎么分呢?
熟练了吧?n个苹果摆摆好,创造出n-1个空隙,n-1个空隙中选出m-1个位置,插上板子,就分出了n个部分,则有:
这种方法叫“插板法”。
总结一下:
将n个元素分给m个人,每人至少一个,则从n-1个空隙中选m-1个即可;
将n个元素分给m个人,每人至少分a+1个,则先从n个中每人分a个,还剩n-am个,则从n-am-1个空隙中选m-1个即可。
●再来看平均分组问题:
题型特征:从名称出发,依然容易看出“将n个元素平均分成m组”;
重要的是怎么求解呢?
举个简单的例子:
现在有赵钱孙李4名同学,要将4名同学平均分成两个组,有多少种分法呢?
那我们来选咯,先从4个人中选2个,再从2个人中选2个,即:
但是问题来了~
原本呢,我选完2个人,那剩下的2个人已经自动成为一组了,比如我选了赵钱为一组,那孙李就自动是另一组了;
但!我从4个人中选2个的时候,又包含了一次选出孙李,使赵钱成为一组的情况,也就是我把赵钱为一组、孙李为一组的情况算了2次;
其余组合亦是如此,是不是?
如果还没有理解,那我们来列举一下:
看出来了么?
我们分为了两组,题干并没有要求贴上组1和组2的标签,所以4、5、6分别与1、2、3重复;
也就是说我们上面分出来的2组中,人为的对这2组强加了一个排序,但实际上并不需要排序,所以对于上面求出的情况数,还需要再处理一下,即除掉对该2组排序的情况;
那对2组排序,情况数为多少?
那再假设,将8个元素平均分为4组,怎么分?
这次清楚了,应该是8个选2个,然后6个选2个,然后4个选2个,然后再除掉对4个组进行的排序,即有:
那再假设下,如果要求将12个元素分为2,2,2,3,3的5组,怎么分?
这还算平均么?也算呐,同样为2个元素的有3组,这3组是一个平均,同样有3个元素的有2组,这2组是一个平均;
那我们从12个中选2个,再从10个中选2个,然后8个选2个,这是3组咯,除掉对3组进行的排序;
再继续,从6个中选3个,从3个中选3个,然后再除掉对这2组的排序,即有:
总结一下:
将n个元素平均分为m组,则每次取每组的个数,再除掉对组数的全排列(即组数的阶乘)。
理解了么?
一起来看例题。
例1:某领导要把20项任务分给三个下属,每个下属至少分得三项任务,则共有多少种不同的分配方式:
A. 28 B. 36 C .54 D. 78
解析:
根据题意,属于“相同元素分配问题”,每个下属至少分3项,则先给每人分2项,即分出去3x2=6项,还余14项,每人至少分一项;
即将题干问题转化为:
14项任务分给3个人,每个人至少一项:
即从13个空隙中选2个插板,有:
例2:某单位共有10个进修的名额分到下属科室,每个科室至少一个名额,若有 36 种不同分配方案,问该单位最多有多少个科室?
A.7 B.8 C.9 D.10
解析:
根据题意,10个名额分到科室,每个科室至少一个名额,即“相同元素分配问题”,
假设有m+1个科室,则问题为:
10个名额,分给m+1个科室,每个科室至少一个名额,即有:
例3:将10名运动员平均分成两组进行对抗赛,问有多少种不同的分法?
A.120 B.126 C.240 D.252
解析:
根据题意,考查平均分组问题,将10名分为两组,则有:
例4:某公司销售部拟派3名销售主管和6名销售人员前往3座城市进行市场调研,每座城市派销售主管1名,销售人员2名。
那么,不同的人员派遣方案有:
A.540 种 B.1080 种 C.1620 种 D.3240 种
解析:
根据题意,将3名销售主管平均分为3组,6名销售人员平均分为3组,即有:
以上就是排列组合中的相同元素分配问题和平均分组问题;
继续强调:
一定要理解,要思考,要读懂题意;
更要分清空隙个数和组数,然后简单计算即可求得答案。
排列组合之定序与错位排序
●先来看定序问题:
题型特征:从名称出发,不难看出是给定的元素中存在“顺序一定或者一样的无顺序元素”;有点抽象?
举个简单的例子:
例如:
对a、b、c进行排序,不考虑b和c之间的顺序,则一共有多少种排法?
“对a、b、c进行排序”很容易理解,不就是3个元素全排列么?
那“不考虑b和c之间的顺序”指什么?
不就是说b可以在c之前,也可以在c之后,两个元素之间的顺序无所谓;
到这里有同学疑惑了,那这和b与c相邻有什么区别?难道这和相邻问题是一样的?
非也非也!
我们将本题的情形列举一下:
先列出a、b、c的全排列,共6种,如下:
又因“不考虑b和c的顺序”,即b在c之前的情形和b在c之后的情形在题干看来是一样的,不需要分开;
那么,由于在对a、b、c全排列时,b和c也参与了全排列,那我们就需要将b和c之间的全排列除掉!
即情况数应为:
再比如,对a、b、c、d进行排序,要求c要在排在b前面,则一共有多少种排法?
此时跟上面的例子有什么区别呢?
题干条件不同:
“不考虑b和c的顺序”“要求c排在b前面”,看起来说法不同,但实际上结果是一样的,都是除掉了b和c之间的全排列,只留下或只考虑一种情况;
即依然是要除掉2个元素的全排列,那此时的情况数应为:
那再假设,要求对a、b、c、d、e进行排序,不考虑b、c、d之间的顺序,则一共有多少种排法?
首先依然是对a、b、c、d、e全排列,然后要除掉谁呢?
除掉b、c、d三者之间的顺序,只保留1种情况,即要除掉b、c、d之间的全排列,则情况数应为:
再假设要对n个元素排序,不考虑其中m个元素的顺序或其中m个元素顺序一定,则情况数为n个元素的全排列除掉m个元素的全排列;
❗这种方法叫“缩倍法”,即对全排列的倍数进行缩小;
注意:务必区分定序问题与相邻或不相邻问题哟!
总结一下:
定序问题中:
顺序一定=没有顺序=不考虑顺序;
先全部参与全排列,再除掉定序元素的全排列。
●再来看错位排序问题:
什么是错位排序呢?
指排列好的n个元素,经过一次再排序后,每个元素都不在原来的位置上,即为这n个元素的错排;
举个简单的例子,a、b、c、d有自己固定的位置,再一次排序变成了b、a、d、c,即为错位排列。
错位排序是由著名数学家欧拉提出的,最典型的错位排序问题是装错信封问题,即:
一个人写了n封不同的信及相应的n个不同的信封,他把这n封信都装错了信封,问都装错信封的装法由多少种?
这怎么算哦?
如果是a、b两个元素错个位,还好弄,情况数也就是个1;
再如果是a、b、c三个元素错个位,也还算好弄,大不了列举一下:
列举完得出情况数也就是个2;
那再如果是a、b、c、d四个元素错位呢?也列举?
过于复杂繁琐啦~
那怎么办呢?
我们明确在数量关系中考查错位排序时,并不会考的太复杂太深,我们只需要记住几个结论,就可以对付数量中的错位排序题,什么结论呢?
当对1个元素错位排序时,情况数为0;
当对2个元素错位排序时,情况数为1;
当对3个元素错位排序时,情况数为2;
当对4个元素错位排序时,情况数为9;
当对5个元素错位排序时,情况数为44;
当对6个元素错位排序时,情况数为265;
到这里就足够足够了!
在此基础上,我们一起来看例题了。
例1:一张节目表上原有3 个节目,如果保持这 3 个节目的相对顺序不变,再添进去2个新节目,有多少种安排方法:
A.20 B.12 C.6 D.4
解析:
根据题意,属于“定序问题”,共5个节目,其中3个节目定序;
则先对5个节目进行全排列,再除掉3个定序的全排列,即有:
例2:扶贫干部某日需要走访村内6个贫困户甲、乙、丙、丁、戊和己。已知甲和乙的走访次序要相邻,丙要在丁之前走访,戊要在丙之前走访,己只能在第一个或最后一个走访。
问走访顺序有多少种不同的安排方式?
A.24 B.16 C.48 D.32
解析:
根据题意,走访顺序要求甲乙相邻、丙在丁前、戊在丙前,己在首或尾;
即甲乙相邻,戊、丙、丁三户顺序一定,己首或尾;
则先将甲乙捆绑,视为一个整体,与戊、丙、丁进行全排列,再除掉戊、丙、丁的全排列;
同时考虑甲乙之间的顺序,即有:
例3:将相邻的4个车位中停放了4辆不同的车,现将所有车开出后再重新停入这4个车位,要求所有车都不得停在原来的车位中,则一共有多少种不同的停放方式?
A.9 B.12 C.14 D.16
解析:
根据题意,考查4个元素的错位排序,调取记忆中的数据,答案选A。
例4:某单位从下属的5 个科室各抽调了一名工作人员,交流到其他科室,如每 个科室只能接收一个人的话,有多少种不同的人员安排方式?
A.120 B.78 C.44 D.24
解析:
根据题意,考查5个元素的错位排序,调取记忆中的数据,答案选C。
以上就是排列组合中的定序问题和错位排序问题;
又来强调咯:
一定要理解,要思考,要读懂题意,分清相邻、不相邻和定序,记住相应的结论,简单计算即可求得答案。
排列组合之环形和可重复
●先来看环形排列:
题型特征:又要从名称出发了,看出来了么?
排成了环,首尾相连了!
那连就连了,对排列有什么影响么?
我们来分析:
n个元素排列,有多少种情况?
我们都很熟悉了,不就是n!么?
那现在条件变了,n个元素要首尾相连的排,咋整?
举个简单的例子:
假如我们对3个元素a、b、c进行排列,全排列的情形有3!种,即6种,列举一下即为:
abc、bca、cab、acb、cba、bac;
没问题吧?
那现在如果要求这三位围成一个圆来排列,会出现什么情况?
我们把上面6种排列都给它首尾相连起来,则有:
有没有发现当围成一个圆时,会有3种直线排列围出一样的环形排列:
就像排头到了排尾,排尾到了排头一样,围起来的时候没有了排头排尾之分,也没有了谁先谁后之分,3个元素只剩下了2种环形排列;
同理,4个元素也是一样,5个元素亦然...
得出结论:
n个元素做环形排列时,要在全排列的基础上除掉n个元素你先我后的n种情况,即有:
●再来看可重复排列:
首先要明确什么叫可重复排列?
可重复排列不同于其他所有的排列组合,其他排列组合种每个元素只出现一次,但是在可重复排列中,会有可以重复出现的元素;
举个简单的例子:
甲乙玩猜号码游戏,甲给乙出的题目是猜出纸条上的数字3xxx的后3位,请问乙最多要猜多少次可以猜出答案(每次答案不重复)?
这怎么猜呢?
可以确定的是xxx都是数字,可选择的范围是0-9,即每一位上都有10中选择;
也就是每个x都可以选0-9中的数字,即:0-9中的每个数字都可以被重复选择3次;
这就是可重复排列;
怎么选呢?
很简单呐,每个x都有10种选择,那3个x就有:
10x10x10=1000种组合...
不重复的猜,倒霉的乙也许要猜到第1000才能猜对哟!
那如果甲给的是3xxxx,乙要猜多少次呢?
每个x依然是有10种选择,0-9种每个数字可以被重复选择4次,此处@所有人,提醒咯:
谁当底数?谁当指数?
务必要搞清楚,搞反了可就错大发了!
可重复排列,谁可以重复,那谁的数量是底数!
可以重复多少次?次数则为指数!
就以上的例子来说:
0-9的数字可以被重复,数字的数量为10,则10为底数;
可以被重复选多少次?
3个x,则可以被重复选3次,3为指数;
4个x,则可以被重复选4次,4为指数。
此处感谢乙,让我们来总结一下:
到这里,可算是把我们特殊情形介绍完咯,来看例题吧!
例1:6个小朋友围成一圈做游戏,小华和小明需要挨在一起,问有多少种安排方法?()
A.360 B.240 C.120 D.48
解析:
根据题意,属于“环形排列且相邻问题”;
先用捆绑法将小华和小明捆在一起,与其他4个小朋友进行环形全排列,即对5“个”小朋友进行环形全排列,同时再考虑小华和小明内部的顺序,即有:
例2:某小学组织6个年级的学生外出参观包括A科技馆在内的6个科技馆,每个年级任选一个科技馆参观,则有且只有两个年级选择A科技馆的方案有:
A.1800 种 B.18750 种 C.3800 种 D.9375 种
解析:
根据题意,出现“任选”,即有科技馆可以被重复选择;
又“有且只有两个年级选A”,则从6个年级中选出2个去参观A,
其余4个年级任选5个科技馆中的一个,即有:
例3:有4个不同的信箱,有5封不同的信件欲投其中,则不同的投法有:
A.5 种 B.1024 种 C.40 种 D.625种
解析:
根据题意,5封信被投入4个信箱,即:
有4个信箱可以被选择,每个信箱可以被选择5次;
以上就是排列组合中的环形排列和可重复排列问题;
到这里,我们的排列组合就全部介绍完了;
喜大普奔呐~~~
回过头来梳理一下:
排列组合我们介绍了基础概念和公式、相邻与不相邻问题、相同元素分配和平均分组问题、定序问题和错位排序问题、环形排列和可重复排列问题;
复杂么?
说实话,有一点;
但是,这是一个过程,只要梳理清楚了这个过程,这就不算问题;
该理解的理解,该记住的记住,该刷题的刷题;
老话说的一定没问题:你走过的每一步,都!算!数!
数量关系 8.高频考点常用解题方法-概率问题
概率
概率是什么?
概率即某种情况发生的可能性,一般以0~1之间的实数来表示;
越靠近1,则该情况发生的可能性越大;
越靠近0,则该情况发生的可能性越小。
其公式为:
从公式出发提示我们:
遇到正向情况较复杂的,可以逆向来计算;
从公式出发也不难看出:
为什么我们前面说排列组合是概率的基础,概率的公式中分子分母都在求情况数,都是在一定条件下的排列组合;
既然如此,那概率中一定会涉及到排列还是组合,分步还是分类;
即务必要分清:
是否有顺序,是独立的完成还是其中的一步!
当然,除排列组合外,还有一种情况数无穷多或这无法计数,则可以通过区域面积或者长度来计算概率,即涉及到了几何图形的概率,虽然考查较少,但我们也要了解一下;
例如:
为了完成毕业课题,小王需要完成一块田的种植,该田的形状和面积给定,其中有部分是营养土,有部分是普通土壤,有部分是...土,假设种子都被均匀的洒在田中且发芽率一致,则种子被洒在营养土中概率为?
这里就不涉及情况数了,怎么计算?
算营养土面积占总面积的比例,求出的即为设问的概率。
理解了吧?
我们一起来看例题。
例1:某场羽毛球单打比赛采取三局两胜制。假设甲选手在每局都有80%的概率赢乙选手,那么这场单打比赛甲有多大的概率战胜乙选手?
A.0.768 B.0.800 C.0.896 D.0.92420
解析:
根据“三局两胜制”可知,甲赢得乙有几种情况,需要分情况讨论,且每种情况都可以独立的赢得乙;
即为分类,求出每种情况的概率之后,相加得总概率:
情况1:
甲第一局和第二局胜,则直接胜出,概率为:80%x80%;
情况2:
甲第一局胜,第二局败,第三局胜,则概率为:80%x20%x80%;
情况3:
甲第一局败,第二局和第三局胜,则概率为:80%x20%x80%;
相加即为:
80%x80%+80%x20%x80%+80%x20%x80%
=0.8x0.8+0.8x0.8x0.2x2
=0.64+0.64x0.4
=0.64x1.4
末尾为6,答案选C。
例2:某宵节时某单位工会组织猜灯谜活动,需要在标号1、2、3、4 四个灯笼上 贴上四道不同难度的谜语,1号灯笼对应难度最低的灯谜,2、3、4 号灯笼对应灯谜的难度依次递增。工作人员安排了一位志愿者帮忙贴灯谜,但由于匆忙忘记告诉志愿者灯谜的难度,那么灯谜位置全部贴错的概率是:
解析:
根据“全部贴错”可知,考查错位排序问题;
则思路为:
分母为总的情况数,分子为错位排序情况数;
对4个元素错位排列,调取记忆中的数据,情况数为9;
总情况数为:4个元素的全排列,即4!
例3:某单位工会组织桥牌比赛,共有8 人报名,随机组成 4 队,每队 2人。那么,小王和小李恰好被分在同一队的概率是( )。
解析:
根据“每队2人”,可知考查平均分组问题;
思路为:
分母为平均分组的总情况数,分子为除小王和小李外的其余6人的平均分组情况数;
根据平均分组结论,即有:
例4:有5对夫妇参加一场婚宴,他们被安排在一张10个座位的圆桌就餐,但是婚礼操办者并不知道他们彼此之间的关系,只是随机安排座位。问5对夫妇恰好都被安排在一起相邻而坐的概率是多少:
A.在 1‰到 5‰之间 B.在 5‰到 1%之间 C.超过 1% D.不超过 1‰
解析:
根据题意可知,考查环形排列和相邻问题;
因“5对夫妇相邻而座”可知,需要将5对夫妇各自捆绑,变为5个组参与环形排列,且考虑内部顺序,即有:
思路为:
分母为10人环形排列总情况数,分子为带内部顺序的5组的环形排列;
根据环形排列结论:
例5:小波通过往圆圈里投掷米粒(米粒本身长度不计,视为一个点)的方式决定自己的周末活动经过试验,他将米粒投进圆圈内的成功率达到100%,但投掷在圆内的位置随机如果米粒到圆心的距离大于圆半径的一半,那么他周末去看电影;若米粒到圆心的距离小于半径的 1/4,他会去打篮球;否则,他将在家看书据此可知小波周末不在家看书的概率为( )。
解析:
根据题意,出现圆圈、圆的半径等,考虑该概率与几何图形有关,辅助画图:
以上就是排列组合基础上的概率问题;
通过例题的展示,相信大家也看出来了,排列组合有多重要,概率其实仅仅是求出两种情况数后附加的一个步骤;
数量关系9.高频考点常用解题方法-容斥问题
什么是容斥问题呢?
容斥问题同排列组合和概率一样,都是数量关系中常考查的有关计数的问题;
容和斥,容即容纳、包容,斥即排斥、排除;
即容斥问题中一定会存在包含和排除的关系;
如此抽象呢?
其实说白了,也就是集合问题,而集合与集合之间又很容易存在交叉,那么在计数的时候,如果直接两个集合数相加,很容易出现重复被加的元素,那么重复的部分就需要被排除掉;这就是容斥问题。
容斥问题常考查的题型如下:
两集合问题、三集合问题和多集合问题;
其中多集合问题常考查最值,我们将其放在最值的篇幅里介绍;
本篇我们先来看两集合问题和三集合问题;
●首先来看两集合问题:
从例子入手来分析;
例:某乡有32户果农,其中有26户种了柚子树,有24户种了橘子树,还有5户既没有种柚子树也没有种橘子树,那么该乡同时种植柚子树和橘子树的果农有( )
A.23户 B.22户 C.21户 D.24户
本题中,给定了一个总数、两个不同的集合柚子A、橘子B,我们用文氏图表示如下:
由题意可知,数值与图示的对应关系应为:
方框为32、红色部分为26,绿色部分为24,都不满足为5;
其中红色部分和绿色部分有重叠,重叠部分即为设问所求“同时种植柚子树和橘子树的果农”
从图示不难发现,当我们计算A+B时,红色和绿色的重叠部分被加了两次,重复的需要排除掉,所以需要减去重复部分,即表示为:
那么例题就迎刃而解了:
代入数据:
32-5=26+24-都种的;
求得都种的为:50-27=23,答案选A。
●再来看三集合问题;
依然从例子入手:
例:某小学开展特色课外兴趣班,有篮球、绘画、舞蹈3种课程,其中报名篮球的有13位,报名绘画的有21位,报名舞蹈的有18位,既报名舞蹈又报名绘画的有8位,既报名篮球又报名绘画的有5位,既报名篮球又报名舞蹈的有6位,三种课程都报名的有2位;
问:报名兴趣班的一共有多少同学?
有了两集合的思路,对于三集合我们直接来看文氏图:
其中篮球为A,绘画为B,舞蹈为C;
那么根据题意,数值与图示的对应关系应为:
绿色为13,红色为21,蓝色为18;
绿色与红色重叠的部分为5,红色与蓝色重叠的部分为8,蓝色与绿色重叠的部分为6;
三色都重叠的部分为2;都不满足为0,求方框;
在两集合中我们知道要除掉重叠的部分,在三集合中亦然;
怎么除呢?
从颜色出发,我们把目标定为:无论什么颜色,有色部分只能留下一种颜色;
即两色重叠的部分去掉一色,三色重叠的部分去掉两色;
到这里,我们来验证下颜色:
红绿去掉一色、红蓝去掉一色、蓝绿去掉一色,但是!这个过程中,三色重叠的部分被去掉了三次,去掉3次意味着没有颜色了,但我们要求保留一色,所以在以上公式的基础上,我们需要再加回一次三色,即:
那么例题求解如下:
代入数据即有:
总数-都不满足的(为0)=13+21+18-5-8-6+2=35,即总人数为35。
此为三集合标准型,那什么是不标准型呢?
●三集合非标准型;
给定的数据不同,如图所示:
标准型给定的是两两和三者之间的数据,而非标准型给定的是如图所示的:1、2、3、4的数据;
用文字描述即为:只满足两者的数据,即从满足两者的数值中除去了满足三者的数值;
那这个时候如果用公式应该如何表示呢?
我们依然从颜色出发,将目标定为:
无论什么颜色,有色部分只能保留一种颜色;
如果此时计算A+B+C,则应该怎么去掉重复呢?
从图示出发即有:
以上就是两集合和三集合容斥问题;
理解清楚题意,可以辅助画图理清集合之间的关系,在此基础上来看例题;
例1:学校有300 个学生选择参加地理兴趣小组、生物兴趣小组或者两个小组同时 参加,如果 80%学生参加地理兴趣小组,50%学生参加生物兴趣小组。
问同时参加地理和生物兴趣小组的学生人数是多少:
A.240 B.150 C.90 D.60
解析:
题干出现2个小组人数问题,考查两集合容斥;
两集合人数分别为:
地理300x80%=240人,生物300x50%=150人;
根据公式可知:
总数-都不满足=240+150-都参加
其中都不满足为0,即有:
都参加=240+150-300=90,答案选C。
例2:工厂组织职工参加周末公益活动,有80%的职工报名参加,报名参加周六活动的人数与报名参加周日活动的人数比为 2:1,两天的活动都报名参加的为只报名参加周日活动的人数的50%,问未报名参加活动的人数是只报名参加周六活动的人数的?( )
A.20% B.30% C.40% D.50%
解析:
题干出现周六周日两个集合,考查两集合容斥;
条件出现各类比例关系:
周六=2周日,周六且周日=50%只周日;
假设周六且周日的人数为x,通过画文氏图辅助理清集合关系:
重叠部分为x,则只周日=2x,周日=3x,周六=6x,只周六=6x-x=5x
则周末参加活动的总人数为:6x+3x-x=8x;
总人数为8x/80%=10x,即未报名活动的人数为2x;
则设问所求为:
未报名/只周六=2x/5x=40%,答案选C。
例3:为丰富职工业余文化生活,某单位组织了合唱、象棋、羽毛球三项活动。在该单位的所有职工中,参加合唱活动的有189 人,参加象棋活动的有 152人,参加羽毛球活动的有 135 人,参加两种活动的有 130 人,参加三种活动的有69 人,不参加任何一种活动的有 44 人。
该单位的职工人数为( )人。
A.233 B.252 C.321 D.520
解析:
题干出现合唱、象棋和羽毛球三集合,考查三集合容斥;
再看条件,判断是标准型还是非标准型;
根据“参加两种活动的人”可知,考查非标准型;
根据非标准型公式,代入数值即有:
总数-都不满足=总数-44
=189+152+135-130-2x69
即总数=189+152+135-130-2x69+44
可以计算的结果,也可以看尾数:
9+2+5,尾数为6;
6-0-8+4,尾数为2,答案选B。
例4:对某单位的100 名员工进行调查,结果发现他们喜欢看球赛、电影和戏剧。其中 58 人喜欢看球赛,38 人喜欢看戏剧,52 人喜欢看电影,既喜欢看球赛又喜欢看戏剧的有18 人,既喜欢看电影又喜欢看戏剧的有 16 人,三种都喜欢看的有 12 人,则只喜欢看电影的有( )
A. 22 人 B. 28 人 C. 30 人 D. 36 人
解析:
题干出现球赛、电影和戏剧三集合,考查三集合容斥;
再看条件,根据3个“既...又..”可知为考查标准型;
根据标准型公式,代入数值即有:
总数-都不满足
=58+38+52-18-16-球赛且电影+12=100
求得:
球赛且电影=26人;
那设问的“只喜欢看电影的人”怎么求呢?
如果一时想不到,别忘了画图来辅助理清:
只喜欢电影的人应为绿色不重叠部分,即:
只电影
=电影-电影且戏剧-电影且球赛+三种都喜欢
=52-16-26+12,尾数为2,答案选A。
以上就是容斥问题中的两集合和三集合问题;
数量关系10. 高频考点常用解题方法-最值问题
什么类型的题目是最值问题呢?
出现“最多、最少/至少、最大、最小...”即为最值问题;
在数量关系中最值关系的考查,常出现的有如下3种描述:
“至少....才能保证...”
“最多的人/最少的城市/排第..名的.....至少/最多......”
“全部/都/共同...至少...”
3种描述分别对应3种题型,每种题型对应最佳的解题方法,我们分2篇来一一介绍。
本篇先看前两种:
●先来看“至少+保证”
怎么理解呢?
举个例子:
甲有一个苹果和一车共666个梨,乙对甲说,我想要一个苹果;但甲觉得梨更好,一直给乙梨,直到给了乙666个梨之后,不情不愿的把唯一的苹果给了乙;
乙简直无语至极,甚至快被气死了,但好在拿到了苹果,虽然是第667次才拿到.....
此时,我们用“至少+保证”来描述一下:
即至少经过667次,才能保证乙一定会拿到苹果。
这一类最值的解法叫做“最不利构造”:
即要什么不给什么,穷尽所有不要的之后,再给那个要的,就是答案;
整理总结一下即为:
“至少+保证”类题型,找到最不利的情况数,那么再经过一次,就可以完成“保证”,即答案为:最不利+1。
●再来看两最、排名+最多/最少问题,即:
“最多+至少、最少+最多、排第...+最多/最少”
这又怎么理解?
依然举个例子:
甲的一车现在有666个梨,要分给ABCDE5个人,每个人得到的数量互不相同,那么如果最终A得到的梨的数量排在第四,那么A最多能得到多少个梨?
这这...搞半天5个人的数量都是未知馁?
我们尝试来分析一下:
总和是一个定值,想让A尽可能的多,那么就需要其余四个人尽可能少且各不相同;
那假设A的数量为x,排名第四;
那第三名尽可能少的话,那就比A多一个好了,即为x+1;
第二名呢?要比第三名多一个,即为x+2;
第一名呢?比第二名多一个,即为x+3;
第五名呢?要最少,那给1个好了。
这样一来,5个人按照顺序排成了一个数列,且满足5个人之和为666,
即有:
(x+3)+(x+2)+(x+1)+x+1=4x+7=666
求得x=164.75
也就是说,x最多为164.75个,取整取多少?
最多为164.75,那只能取164了!
那如果问最少呢?那就需要取165了。
整理总结一下:
“和定且两最或排名+最”问题,采用数列构造的方式求解;
解法步骤为:
先根据题意为所有的元素排序;
再求谁设谁为x;
然后根据题意,构造出其他元素的值;
最后列方程求和,解出x的值。
注意咯!
此时如果x为整数,那么直接选择;
如果x为小数呢?问最多和最少的取值是不同的:
问最多,舍小数;
问最少,小数进位,即无论小数为几,皆取小数为1加上去。
好!趁热打铁来看例题~
例1:某高校举办一次读书会共有37位同学报名参加,其中中文、历史、哲学专业各有10 位同学报名参加此次读书会,另外还有4位化学专业学生和3位物理专业学生也报名参加此次读书会,那么一次至少选出多少位学生,能保证选出的学生中至少有5位学生是同一专业的。
A.17 B.20 C.19 D.39
解析:
题干设问“至少...+保证”,可知需要构造最不利;
分析要满足“至少5为学生是同一专业的”,怎么办?
要什么不给什么!
要5个?不给,最多给你4个!
看专业:
中文、历史、哲学各10位同学、化学4位、物理3位;
怎么给?
4位化学的都给!3位物理的都给!
中文、历史、哲学的各给4位!
最后再不情不愿的随机给1位,这一位的专业一定是中文、历史、哲学中的某个;
至此,最不利+1就构造好了;
答案应为:(4+3+4+4+4)+1=20,答案选B。
例2:某演唱会主办方为观众准备了白红橙黄绿蓝紫7种颜色的荧光棒各若干只,每名观众可在入口处任意选取 2 只,若每种颜色的荧光棒都足够多,那么至少()名观众中,一定有两人选取的荧光棒颜色完全相同。
A.14 B.22 C.28 D.29
解析:
题干设问“至少...一定”,即“至少+保证”类题型,需要构造最不利;
要满足“有两人选取的荧光棒颜色完全相同”,怎么办?
要什么不给什么!
每个来的人选的就恰好和前面的不同;
那荧光棒的不同组合会有多少种?
来看题干,7种颜色的荧光棒足够多,每人任选2只;
有2种情况:
例3:某街道服务中心的80名职工通过相互投票选出6名年度优秀职工,每人都只投一票,最终 A、B、C、D、E、F 这 6 人当选。已知A票数最多,共获得20张选票;B、 C 两人的票数相同,并列第2;D、E 两人票数也相同,并列第3;F 获得10张选票,排在第4。
那么B、C 获得的选票最多为()张。
A.11 B.12 C.13 D.14
解析:
根据题意,考查“排名+最”问题,可知需构造数列;
看题干:6人为有顺序的序列,
排序为:
设问要求“B、C”最多,那就需要让D、E尽可能少;
那只要让D、E稍微比F强一点就行,得票11张;
即有:20+2x+22+10=52+2x=80
解得:x=14,答案选D。
例4:某通信信道可以传输的信号由1、2、3、4 四个数字组成,每组信号包含4个数字(可重复),且前两个数字必须为奇数。某次传输过程中共传输了250组信号,其中传输次数最多的信号传输了x次。
问 x 的最小值为:
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:
根据题意,考查“两最”问题,可知需构造数列;
看题干,信号的传输次数之间没有明确的排序,即所有的信号都可以传输同样多次;
那一共有多少组不同的信号呢?
看条件:
每组4个数字可重复,且前两位是奇数;
那第一位和第二位均有1、3两种可能;第三位和第四位均有1、2、3、4四种可能;
情况数为:2x2x4x4=64种;
则若每组信号均传输最多,并列第一,传输次数为x次,即有:
64x=250,解得x=3.9...,问最小,取小数为1,加上去,得:x=4。
答案选C。
例5:某新能源汽车企业计划在A、B、C、D 四个城市建设72个充电站,其中在B市建设的充电站数量占总数的 1/3,在C市建设的充电站数量比A市多6个,在D市建设的充电站数量少于其他任一城市。
问至少要在C 市建设多少个充电站?
A.20 B.18 C.22 D.21
解析:
根据题意,考查“排名+最”问题,可知需构造数列;
A、B、C、D为有顺序的序列,其中B市充电站数量为:72/3=24个;
如何排序呢?
其他三个城市中,可以确定的是C市最多,但设问又想让它尽量少,那么我们就让他小于24,则四者的排序为:
要求“C最少”,则其他要尽量多,那就让D仅次于A,为x-7,即有:
x+x-6+x-7=48;
解得x=20.3333.....,问最少,小数部分取1加上去,即x=21,
答案选D。
以上就是最值问题种的最不利和数列构造;
牢牢记住题型特征,稳稳对应解题方法,简单迅速求得结果!
继续看最值问题中的最后一种常考题型,也就是我们在容斥问题中提到过的多集合题:
最值
题干特征:“全部/都/共同...至少...”
这样看,有点抽象,我们看个例题:
例:某社团共有46 人,其中 35 人爱好戏剧,30 人爱好体育,38 人爱好写作,40 人爱好收藏,这个社团至少有多少人以上四项活动都喜欢:
A、5 B、6 C、7 D、8
直观一看,很熟悉呐,这就是集合呗;
是的,集合我们一定不陌生了,但是我们前面介绍的是两集合和三集合的求值问题,这里出现了4个集合,而且设问也与前面不同,问“至少...都喜欢...”?
“至少”这是最值的描述,问最少,属于多集合的最值问题,如何求解呢?
上一篇我们接触的两种最值问题,求解的时候都是根据题干条件构造了一种情形,沿着这个思路来看,多集合中我们也需要构造个什么情形,怎么构造呢?
我们尝试来分析一下:
通过文氏图可知:
A、B、C、D分别为喜欢四项活动的,其中:
两色重叠部分为喜欢两项的;
三色重叠部分为喜欢三项的;
四色重叠部分为喜欢四色的;
如果按照集合的思路,我们需要知道二重和三重部分的数据、都不满足的数据,才能一步一步推出来四色,但是太复杂了这,万一再出个5个集合、6个集合呢?
关键再回看题干,题干也没给这个数据呐,想复杂着推也推不了,咋整?
我们说正面情形较复杂时,可以逆向切入:
四项都喜欢人数=总人数-不都喜欢的人数
四项都喜欢的人最少?那就需要不都喜欢的人最多。
那不都喜欢的人数哪里来呢?
这时回看题干,我们不难发现:
46人中:
①有35人爱好戏剧,那么就有46-35=11人不喜欢戏剧;
②有30人爱好体育,那么就有46-30=16人不喜欢体育;
③有38人爱好写作,那么就有46-38=8人不喜欢写作;
④有40人爱好收藏,那么就有46-40=6人不喜欢收藏。
...
那不都喜欢和①②③④这4个不喜欢之间有什么关系呢?
不都喜欢可能是:
不喜欢其中1个,不喜欢其中2个,不喜欢其中3个,甚至一个都不喜欢;
此时我们用文氏图来表示,即有:
方框为总数,4个集合分别为不喜欢其中之一的,可知:
两色重叠部分即为不喜欢其中之二的;
三色重叠部分即为不喜欢其中之三的;
四色重叠部分即为不喜欢4者的;
都不满足的即为都喜欢的;
那我们求不都喜欢的人数时,即求:
如果想要不都喜欢最大,那就是重叠部分最少,这时就需要将4个集合分开,让他们不再有任何重叠,即变为下图的形式:
那么此时便构造出了“不都喜欢的人是最多的”情形;
则有“都喜欢的最少”=总数-“不都喜欢的最多”
再回到上面的例子,就可以迎刃而解了:
戏剧、体育、写作和收藏中,不都喜欢的人最多为:
11+16+8+6=41,
则可求得:
都喜欢的至少为:46-41=5人。
整理总结一下即为:
题干给定条件为:
多个集合,问“至少...都”的情形,则逆向思考,找出每个集合的反面,求和,再用总量做差,求得答案。
此种方法即为:多集合反向构造。
除此之外,多集合的考查,也会出现在“至少...都”的基础上加限制条件的问法;
例如:共有100个人参加某公司的招聘考试,考试的内容共有5道题,1~5题分别有80人、92人、86人、78人和74人答对。答对3道和3道以上的人员能通过考试,请问至少有多少人能通过这次考试?( )
A.30 B.55 C.70 D.74
依然是给定了多个集合,问“至少...能”,但是却加上了一个限制条件“答对3道和3道以上的人可以通过”
那这个时候怎么构造呢?
我们一起来分析:
能通过考试的人需满足:答对3或4或5道;
现在题干中已知了被答对的题目的总数,假设通过的人数为x,则有未通过的人数未100-x,且未通过的人答对题目为0或1或2:
我们有等量关系:
通过的人答对的题+未通过的人答对的题=答对的题总量
即有:
如果想让x尽量小,那就需要其他的三个数尽量大;
那通过的人答对的题最多为5,那就第一个框填5;
未通过的人答对的题最多为2,那就第一个框填2;
即得:
5x+2(100-x)=总数=80+92+86+78+74;
200+3x=410
3x=210
求得x=70,答案选C。
这是正面求解的,那可不可以反面求解呢?
当然可以;
先求得被答错的题量,从第一题到第五题,答错的人分别为:
20、8、14、22、26;
被答错的题目总量为20+8+14+22+26=90题;
现在问通过的人最少的情况,需要构造出未通过的人最多;
根据题意,通过的人答错的题为0或1或2 ,未通过的人答错的题为3或4或5;
依然有等量关系:
通过的人答错的题+未通过的人答错的题=答错的题总量
即有:
如果想要未通过的人最多,那其他三个数就要尽量小;
则有:
0x+3(100-x)=90
100-x=30
解得x=70,答案选C。
我们会发现本题中反向构造更简单些,所以推荐反向哈~
整理一下反向,即有:
问“通过的人最少”,则构造“未通过的人最多”的情形;
记住:构造最多,找其最少!
根据限制条件:
未通过的是答错的题多了,至少答错了3道;
求出“被答错”的总量,总量/至少量=至多人!
总人数-逆向至多人=正向至少人!
理解了么?
文字不够直观对吧?代入数据:
被答错的总量为90,未通过考试的人至少答错3题,则90/3=30为最多情形下未通过考试的人!
100-30=70,即为最少情形下通过考试的人。
整理总结一下即为:
题干给定条件为:
多个集合,问限制条件下的“至少...都”,反向构造最多情形,构造最多找其最少;
那如果问限制条件下的“最多...”,直接找其最少!
简单计算求得结果。
以上两类多集合最值题型,问最少反向构造最多,问最多直接求;
可以直接记结论,更推荐在理解清楚过程的基础上强化记忆,印象会更深刻。
接下来就看例题了。
例1:阅览室有100本杂志,小赵借阅过其中75本,小王借阅过70本,小刘借阅过60本,则三人共同借阅过的杂志最少有( )本。
A.5 B.10 C.15 D.30
解析:
根据题意,给定3个集合,问“共同...最少”,可知考查多集合反向构造问题;
找每个集合的反向:
小赵借阅过75本,那没被小赵借阅过的为:
100-75=25本;
小王借阅过70本,那没被小赵借阅过的为:
100-70=30本;
小刘借阅过60本,那没被小赵借阅过的为:
100-60=40本;
找到每个集合的反向之后,对其求和,即有:
没被共同借阅过的书最多有:
25+30+40=95本;
再用总量做差:
则共同被借阅多的最少为100-95=5本;
答案选A。
例2:某软件公司对旗下甲、乙、丙、丁四款手机软件进行使用情况调查,在接受调查的1000 人中,有 68%的人使用过甲软件,有 87%的人使用过乙软件,有 75%的人使用过丙软件,有 82%的人使用过丁软件。那么,在这 1000 人中,使用过全部四款手机软件的至少有( )人。
A.120 B.250 C.380 D.430
解析:
根据题意,给定4个集合,问“全部...至少”,可知考查多集合反向构造问题;
找每个集合的反向:
使用过甲软件的人有68%,那么没使用过甲软件的为:
(1-68%)x1000=320人;
使用过乙软件的人有87%,那么没使用过甲软件的为:
(1-87%)x1000=130人;
使用过丙软件的人有75%,那么没使用过甲软件的为:
(1-75%)x1000=250人;
使用过丁软件的人有82%,那么没使用过甲软件的为:
(1-82%)x1000=180人。
求和即得没全部使用过的人最多为:
320+130+250+180=880人,
再用总量做差:
则全部使用过的人最少为:1000-880=120人,
答案选A。
例3:有书法大赛的观众对5幅作品进行不记名投票。每张选票都可以选择5幅作品中的任意一幅或多幅,但只有在选择不超过2幅作品时才为有效票。5幅作品的得票数(不考虑是否有效)分别为总票数的69%、63%、44%、58%和56%。
问本次投票的有效率最高可能为多少?( )
A.65% B.70% C.75% D.80%
解析:
根据题意,给定5个集合,求限制条件下的最值问题;
问“投票有效率最高”,即有效票张数最多,直接找其最少;
“有效票”有什么是最少?
根据限制条件:
“选择不超过2幅作品为有效”,也就是:
选择最多2幅作品,那对应的最少就是,最少3个未被选;
假设观众共100名,则未被勾选数共
500-(69+63+44+58+56)
=500-290=210;
未被勾选数总量为210,总量/最少=最多;
即有效最多=210/3-70,有效率即为70/100=70%,
答案选B。
以上就是最值问题、容斥问题中的多集合反向构造题型;
通过例题的展示,相信大家也看出来了,如果没有前面分析理解的过程,是没有办法快很准的找到方向的。
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