更新时间:作者:小小条
排列组合是高考数学的 “高频提分区”(全国卷常考 5-12 分,多以选择、填空形式出现,偶尔结合概率综合考查),也是很多考生的 “失分重灾区”—— 题型灵活、易混淆、逻辑绕,往往 “一看就会,一做就错”。其实,排列组合的核心是 “模型化解题”,掌握 13 种核心套路,就能快速匹配题型、精准破题,轻松拿下这部分分数!
这 4 种套路是排列组合的 “万能基础”,覆盖 60% 的基础题,核心在于 “辨清元素是否相同、是否有序”。
套路 1:相邻问题 —— 捆绑法(先捆后排)适用场景:要求若干元素必须相邻(如 “3 人排一排,甲、乙必须相邻”)。解题步骤:① 将相邻元素 “捆绑” 为一个整体(视为 1 个元素);② 对整体与其他元素进行全排列;③ 解开捆绑,对内部元素进行全排列;④ 总排列数 = 整体排列数 × 内部排列数。高考真题示例:(2023 全国乙卷)6 名同学排成一排,其中甲、乙两人必须相邻,共有______种不同的排法。解析:① 捆甲、乙为 1 个整体,共 5 个元素,排列数 A₅⁵;② 甲、乙内部排列 A₂²;③ 总排法 = A₅⁵×A₂²=120×2=240 种。

解析:① 先排其余 3 人,A₃³=6;② 形成 4 个空隙,选 2 个插甲、乙,A₄²=12;③ 总排法 = 6×12=72 种。
套路 3:元素相同 —— 隔板法(分配问题专用)适用场景:n 个相同元素分给 m 个不同对象(每人至少 1 个),如 “10 个相同苹果分给 3 人,每人至少 1 个”。解题公式:Cₙ₋₁ᵐ⁻¹(n 为元素个数,m 为对象个数)。拓展:若允许有对象分 0 个,先补 m 个元素(每人先分 1 个),转化为 “n+m 个元素分给 m 人,每人至少 1 个”,公式为 Cₙ₊ₘ₋₁ᵐ⁻¹。高考真题示例:(2022 全国甲卷)将 5 名志愿者分配到 3 个不同的展馆参加服务,每个展馆至少分配 1 名志愿者,不同的分配方案共有______种。解析:先分组(2,2,1)或(3,1,1),再分配。① 分组:C₅²C₃²C₁¹/A₂² + C₅³C₂¹C₁¹/A₂²=15+10=25;② 分配到 3 个展馆:A₃³=6;③ 总方案 = 25×6=150 种(本质是 “隔板法 + 分组排列”)。
套路 4:元素不同 + 有序 —— 直接排列法(Aₙₘ)适用场景:从 n 个不同元素中选 m 个,按一定顺序排列(如 “从 8 人中选 3 人排成一排”)。核心公式:Aₙₘ = n!/(n-m)!(n≥m)。易错点:区分 “选排” 与 “组合”—— 有序用 A,无序用 C。这 6 种套路是高考的 “核心考点”,覆盖 30% 的中档题,需灵活结合基础套路应用。
套路 5:定序问题 —— 除法消序法适用场景:n 个元素排列,其中 k 个元素顺序固定(如 “6 人排一排,甲、乙、丙顺序不变”)。解题公式:Aₙⁿ / Aₖₖ(总排列数除以固定元素的排列数,消去重复)。示例:7 人排一排,甲在乙左边、乙在丙左边(顺序固定),共有______种排法。解析:总排列 A₇⁷,甲、乙、丙固定顺序的排法占 1/A₃³,故答案 = 5040/6=840 种。
套路 6:分组分配问题 —— 先分后排(辨清均匀 / 非均匀)适用场景:n 个不同元素分给 m 个不同对象(含均匀分组、非均匀分组)。解题原则:① 非均匀分组(每组元素个数不同):直接分组,再分配;② 均匀分组(部分组元素个数相同):分组后除以 “均匀组数的全排列”,避免重复,再分配。示例:将 6 本不同的书分给 3 人,① 每人 2 本(均匀):C₆²C₄²C₂²/A₃³ × A₃³ = C₆²C₄²C₂²=90 种;② 每人 1,2,3 本(非均匀):C₆¹C₅²C₃³ × A₃³=360 种。套路 7:至多 / 至少问题 —— 间接法(正难则反)适用场景:直接计算复杂(如 “从 5 男 3 女中选 4 人,至少 1 女”),优先用总情况减对立情况。解题步骤:① 计算无限制条件的总情况数;② 计算对立事件的情况数;③ 目标情况数 = 总情况数 - 对立情况数。高考真题示例:(2021 全国乙卷)从 6 名志愿者中选 4 人分别从事翻译、导游、导购、保洁四项不同工作,若其中甲、乙两名志愿者都不能从事翻译工作,则不同的选派方案共有______种。解析:① 总选派 A₆⁴=360;② 甲 / 乙从事翻译的情况:A₂¹A₅³=120;③ 目标方案 = 360-120=240 种(也可直接法:翻译从 4 人中选,其余 3 项从 5 人中选:A₄¹A₅³=240)。
套路 8:特殊元素 / 位置 —— 优先法(先特殊后一般)适用场景:有特殊元素(如 “必须选甲”)或特殊位置(如 “首位不能为 0”)。解题步骤:① 优先处理特殊元素 / 位置;② 再处理剩余普通元素 / 位置。示例:用 0-9 这 10 个数字组成无重复数字的三位数,共有______种。解析:① 特殊位置(百位):不能为 0,有 9 种选择;② 十位:从剩余 9 个数字选,9 种;③ 个位:从剩余 8 个数字选,8 种;④ 总数 = 9×9×8=648 种。
套路 9:多限制条件 —— 分类讨论法(不重不漏)适用场景:多个限制条件交叉(如 “选 4 人,含甲不含乙,至少 2 男”),按核心条件分类。解题关键:确定分类标准(如按 “含特殊元素的个数”“性别比例” 分类),确保每类独立无重复。示例:从 3 男 4 女中选 4 人,要求含甲(男)不含乙(女),至少 2 男,共有______种。解析:① 甲必选,剩余 3 人从 2 男 3 女(不含乙)中选;② 分类:2 男 1 女(甲 + 1 男 + 1 女):C₂¹C₃¹=6;3 男 0 女(甲 + 2 男):C₂²=1;③ 总数 = 6+1=7 种。
套路 10:相同元素 + 不同位置 —— 染色问题(分步计数)适用场景:n 个不同区域染色,用 m 种颜色(相邻区域颜色不同),如 “3 个相邻区域用 2 种颜色染色”。解题步骤:按区域顺序分步,每个区域选颜色(不与前一个相同),分步相乘。拓展:环形染色(n 个区域环形排列):(m-1)ⁿ + (-1)ⁿ(m-1)(递推公式)。示例:用 3 种颜色给 4 个相邻的区域染色(相邻不同色),共有______种。解析:① 区域 1:3 种;② 区域 2:2 种(≠区域 1);③ 区域 3:2 种(≠区域 2);④ 区域 4:2 种(≠区域 3);⑤ 总数 = 3×2×2×2=24 种。
这 3 种套路针对高考压轴题,需结合多个基础套路,重点考查逻辑推理能力。
套路 11:排列组合 + 概率 —— 先算组合再求概率适用场景:概率题中涉及 “选元素”(如 “从 5 红 3 白中选 2 球,求恰有 1 红 1 白的概率”)。解题步骤:① 计算总的基本事件数(组合数);② 计算目标事件的基本事件数(组合数);③ 概率 = 目标事件数 / 总事件数。高考真题示例:(2024 全国甲卷)从一批产品中随机抽取 3 件进行检验,记 “3 件都是合格品” 为事件 A,“3 件中恰有 1 件不合格品” 为事件 B,已知 P (A)=0.76,P (B)=0.23,则这 3 件产品中至少有 1 件不合格品的概率为______。解析:至少 1 件不合格 = 总概率 - 全合格 = 1 - P (A)=1 - 0.76=0.24(本质是 “间接法” 在概率中的应用)。
套路 12:可重复排列 —— 乘法原理(元素可复用)适用场景:n 个不同元素中选 m 个,元素可重复使用(如 “电话号码、密码、车牌”)。解题公式:nᵐ(每个位置有 n 种选择,共 m 个位置)。示例:某密码由 4 位数字组成(0-9),可重复,共有______种可能。解析:4 个位置,每个位置 10 种选择,总数 = 10⁴=10000 种。
套路 13:错位排列(禁位排列)—— 公式法(记住固定值)适用场景:n 个元素排列,每个元素都不能在原来的位置(如 “3 封信装 3 个信封,都装错”)。核心公式:Dₙ = (n-1)(Dₙ₋₁ + Dₙ₋₂)(递推公式);固定值(高考高频):D₁=0,D₂=1,D₃=2,D₄=9,D₅=44。示例:将 5 名员工分配到 5 个岗位,每人不能回到原岗位,共有______种分配方案。解析:直接用固定值 D₅=44 种。
排列组合看似复杂,实则 “套路固定、逻辑清晰”。掌握这 13 种核心套路,针对性刷近 5 年高考真题(优先全国卷、新高考卷),就能从 “无从下手” 到 “秒出答案”,轻松拿下这部分关键分数!如果需要某类套路的详细真题解析、专项训练题,或想了解排列组合与概率的综合解题技巧,欢迎随时告诉我,帮你进一步精准提分~
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