排列问题往往与集合,立体几何相联系,且解法多样化,具有较强的综合能力.
例1、(全国)用1,2,3,4,5这五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
A.24个 B.30个 C.40个 D.60个
解析一:(分类计算)
将符合条件的偶数分为两类,一类是2作个位数,共有个;另一类是4作个位数,也有个,因此符合条件的偶数共有个.
解析二:(分步计算)
先排个位数字,有种排法,再排十位和百位数字,有种排法,根据分步计数原理,三位偶数应有.
解析三:(按概率算)
用1—5这5个数字可以组成没有重复数字的三位数共有 个,其中偶数占其中的,因此三位偶数共有个.
解析四:(利用选择项判断)
用1—5这5个数字可以组成没有重复数字的三位数共有 个.其中偶数少于奇数,因此偶数的个数应少于30个,四个选择项所提供的答案中,只有A符合条件.
∴应选A
例2、集合A、B的并集A∪B={a,b,c},当A≠B时(A、B)与(B、A)视为不同的对,则这样的(A、B)对的个数有多少.
解析:
若A={A,B,C},则满足题意的B有23个,即A的任意一个子集均可以为B,故此时的配对的个数是8.
若A={a,b},则满足题意的B必含有c,这时B可以认为由{a,b}子集再加上元素c构成,此时的配对个数为22=4;同理若A={b,c}或A={a,c}时,则相应的配对个数也分别为4个;故当A中有2个元素时,配对个数为3×4=12个.
若A中有一个元素时,如A={a}时,则b∈B、c∈B,故B只有2种可能(a∈B或a),从而可知,配对个数为3×2=6.
若A=Ф(空集),则B={a,b,c}
综上所述,全部配对个数为8+12+6+1=27.
例3、由四个不同的数字1,4,5,x(x≠0)组成没有重复数字的所有四位数的各位数字之和为288,求x的值.
解析:
因为1,4,5,x四个数字不同,排成的四位数中1在千位数字上、百位数字上、十位数字上、个位数字上分别有个,所以,所有的1的和共为4×=24.
同理,排成的四位数中4在千位数字上、百位数字上、十位数字上、个位数字上分别有个,所有的4的和共为4×4×=96.
所有的5的和共为5×4×=120.
所有的x的和共为x×4×=24x.
即24x+120+96+24=288,
解得:x=2.
例4、将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两个端点颜色不同,如果只有5种颜色可以使用,求不同的染色方案.
解析:
设四棱锥为S—ABCD,设先对S染色,有5种不同染色方法;再对A染色有4种不同染色方法;若A、C同色,则对B、D染色分别有3种不同方法;否则对C、B、D染色共有3!种不同染色方法;共5×4×12=240种不同染色色方法.
例5、已知i,m,n是正整数,且1<i≤ m<n,证明
解析:
考虑
因为1< i≤ m < n,所以.
所以,
即:成立.
所以原命题成立.