排列组合及概率


数量关系核心题型:排列组合及概率(抓基础,弃难题)

排列组合及概率的核心是先判断“有序/无序”“分类/分步”,用基础公式计算情况数,再通过“概率=符合条件情况数/总情况数”求解概率。解题关键是“分清类型+熟记基础公式”,优先攻克基础题型,复杂模型可选择性放弃。

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一、核心基础概念(必懂,避免混淆)

1. 分类与分步(解题前提)

  • 分类(加法原理):完成一件事有多种不同路径,每种路径都能独立完成,总情况数=各路径情况数之和(标志词:“或”)。
    • 示例:从A到B有2条公路、3条铁路,总路线数=2+3=5。
  • 分步(乘法原理):完成一件事需要多个步骤,缺一不可,总情况数=各步骤情况数之积(标志词:“且”“先…再…”)。
    • 示例:从A到B再到C,A到B有2条路,B到C有3条路,总路线数=2×3=6。

2. 排列与组合(核心区别:有序/无序)

  • 排列(A):从n个元素中选k个,顺序不同算不同情况(如“选甲乙”和“选乙甲”是两种情况)。
    • 公式: $$ A_{n}^{k} = n×(n-1)×(n-2)×…×(n-k+1) $$

      (从n开始,连续乘k个整数)。

    • 示例:从5人中选3人排前排,情况数= $$ A_{5}^{3}=5×4×3=60 $$

  • 组合(C):从n个元素中选k个,顺序不同算同一种情况(如“选甲乙”和“选乙甲”是一种情况)。
    • 公式: $$ C_{n}^{k} = \frac{A_{n}^{k}}{k!} = \frac{n×(n-1)×…×(n-k+1)}{k×(k-1)×…×1} $$

      (排列数除以k的阶乘)。

    • 示例:从5人中选3人参加会议,情况数= $$ C_{5}^{3}= \frac{5×4×3}{3×2×1}=10 $$

  • 关键判断:改变元素顺序,结果是否不同→不同则用A,相同则用C。

二、排列组合基础题型(按考频排序,优先掌握)

1. 基础选排问题(最易,直接套公式)

  • 特征:直接问“从n个中选k个排列/组合”,无额外限制。

  • 解题方法:判断有序(A)/无序(C),代入公式计算。

  • 示例:从10个候选人中选3人组成委员会(无序)→

    $$ C_{10}^{3}=120 $$

    ;选3人分别任主席、副主席、秘书(有序)→ $$ A_{10}^{3}=720 $$

2. 捆绑法(相邻问题)

  • 特征:要求某些元素“必须相邻”(如“3人排一排,甲乙必须站一起”)。

  • 解题步骤:

    1. 把相邻元素“捆绑”成一个整体,视为1个元素;
    2. 计算整体与其他元素的排列数;
    3. 计算捆绑内部元素的排列数;
    4. 总情况数=整体排列数×内部排列数。
  • 示例:3男2女排一排,女生必须相邻→ 捆绑女生为1个整体,共4个元素排列(

    $$ A_{4}^{4} $$

    ),女生内部排列( $$ A_{2}^{2} $$

    ),总情况数= $$ A_{4}{4}×A_{2}{2}=24×2=48 $$

3. 插空法(不相邻问题)

  • 特征:要求某些元素“不能相邻”(如“3人排一排,甲乙不能站一起”)。

  • 解题步骤:

    1. 先排无限制的元素,形成“空隙”;
    2. 从空隙中选位置放不相邻的元素;
    3. 总情况数=无限制元素排列数×不相邻元素选排数。
  • 示例:3男2女排一排,女生不相邻→ 先排3男(

    $$ A_{3}^{3} $$

    ),形成4个空隙(含两端),选2个空隙放女生( $$ A_{4}^{2} $$

    ),总情况数= $$ A_{3}{3}×A_{4}{2}=6×12=72 $$

4. 排除法(限制条件复杂时)

  • 特征:正面计算情况数繁琐(如“至少有1个”“不包含某个元素”)。

  • 解题思路:总情况数 - 不符合条件的情况数。

  • 示例:从5男3女中选3人,至少有1名女生→ 总情况数(

    $$ C_{8}^{3} $$

    ) - 全是男生的情况数( $$ C_{5}^{3} $$

    )=56-10=46。

5.错位重排

6.隔板法

三、概率问题核心题型(基础款易拿分)

1. 古典概率(考频最高,核心公式)

  • 核心公式:概率 $$ P = \frac{符合条件的情况数}{所有可能的总情况数} $$

  • 解题步骤:

    1. 用排列组合计算“总情况数”;
    2. 计算“符合条件的情况数”;
    3. 两者相除得概率(结果为0-1的小数或分数)。
  • 示例:掷2枚骰子,和为6的概率→ 总情况数=6×6=36;符合条件的情况(1+5、2+4、3+3、4+2、5+1)共5种;概率=5/36。

2. 分步概率(多步完成,乘法原理)

  • 特征:事件需分多步完成,每步概率独立。
  • 核心公式:总概率=各步概率之积。
  • 示例:从含3个红球、2个白球的袋子中,不放回连抽2个红球→ 第一步抽红球概率=3/5,第二步抽红球概率=2/4;总概率=3/5×2/4=3/10。

3. 分类概率(多路径完成,加法原理)

  • 特征:事件有多种路径完成,每种路径概率独立。

  • 核心公式:总概率=各路径概率之和。

  • 示例:从含3红2白的袋子中,抽2个球,至少1个红球的概率→ 路径1(1红1白):

    $$ C_{3}{1}C_{2}{1}/C_{5}^{2}=6/10 $$

    ;路径2(2红): $$ C_{3}{2}/C_{5}{2}=3/10 $$

    ;总概率=6/10+3/10=9/10。

四、常见易错点提醒

  1. 排列组合混淆:“有序/无序”判断错误(如“组队”是组合,“排序”是排列)。
  2. 捆绑/插空步骤遗漏:捆绑后忘算内部排列,插空时漏算空隙数(如n个元素排一排,空隙数=n+1)。
  3. 概率分母错误:总情况数计算遗漏(如“不放回抽取”总情况数是组合,“放回抽取”是乘法)。
  4. 分步/分类混淆:“且”用乘法,“或”用加法,避免逻辑错误(如“既A又B”用乘法,“A或B”用加法)。

五、学习重点与取舍原则

学习重点

  • 掌握“分类/分步”“排列/组合”的判断方法,熟记基础公式。
  • 攻克“捆绑法、插空法、排除法”3类基础技巧,覆盖70%基础题。
  • 概率题优先练“古典概率、分步概率”,无需深入复杂模型(如几何概率、条件概率)。

取舍原则

  • 基础题(直接套公式、简单捆绑/插空、古典概率)必须拿下,耗时≤1.5分钟。
  • 复杂题(如多限制排列、重复排列、复杂条件概率)若1分钟内无思路,直接跳过,避免浪费时间。

例题

现有红、黄、绿三种颜色的旗帜各一面,若从中选取一面、两面或三面从左到右按一定顺序排列表示不同的信号,则可以表示不同的信号共有()。

从 5 名男性和 4 名女性志愿者队伍中抽调 6 名志愿者去田径比赛、篮球比赛和冰球比赛做服务引导工作。田径比赛要求 2 名男性志愿者,篮球比赛要求男、女志愿者各 1 名,冰球比赛要求 2 名女性志愿者。问有多少种不同的抽调方式?

从 4 位外科医生和 4 位内科医生中选 4 人去甲医院进行学习交流,要求外科医生和内科医生均至少要选 1 人,则共有()种不同的选法。(没有人既是外科医生又是内科医生)

某公司开展"迎新春,三分球"投篮比赛, 3 个部门分别派出 2 、 4 、 4 个选手共计 10 人参加。规则要求同一个部门的选手顺序相连,全部投完再安排另一个部门的人员开始投篮,则这 10 人不同的投篮顺序种数的范围是()。

某村组织"村晚"活动,晚会节目包括开场舞、小品、相声、歌伴舞、民乐弹唱、大合唱共六个,若节目出场顺序有如下要求:小品和相声不能连续出场,开场舞第一个出演,大合唱最后一个出演,则此次晚会节目出场顺序共有()种安排方式。

4 个抽屉里各有 1 本不同的笔记本,现在将所有笔记本取出,重新放入,要求每个抽屉里放 1 本且不能放回原来的抽屉,则分配方式有()种。

一个小镇共有 4 名理发师,理发师无法给自己理发所以必须找别的理发师理发这 4 名理发师可以有多少种不同的相互理发组合形式?

( 2018 河北)四位同学的手机完全相同,他们将四部手机混放在一起再取回,只有一人拿到自己的手机,而其他三人均没有拿到自己的手机。这样的拿法共有多少种?

张阿姨将一个蛋糕平均分成 7 块,分给 4 个小朋友,要求每个小朋友至少分得 1 块小蛋糕,一共有()种分配方法。

某单位将 11 本《党员学习手册》分发给甲、乙、丙共 3 个党支部。已知甲支部至少分得 3 本,乙支部至少分得 2 本,丙支部至少分得 4 本,问一共有多少种不同的分配方式?

某单位派甲、乙等 11 名职工到基层开展执勤工作,一段时间后随机挑选 3 人检查工作情况,问甲、乙二人中至多有一人被抽查的概率是多少?


文章作者: 摸鱼
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