本节定位:排列组合是数量关系的核心题型之一,也是概率问题的基础。学好排列组合的关键在于:分清分类与分步,以及辨析有序与无序。本节讲解基础概念和常用方法,进阶内容(插板法、错位排列等)请见下一节。
一、考点概述
1. 什么是排列组合?
排列组合是研究“从若干元素中按规则选取”的计数问题:
- 排列:从 n 个元素中取出 m 个进行有序排列(顺序不同算不同)
- 组合:从 n 个元素中取出 m 个,无序选取(顺序不同算一样)
排列组合与概率密不可分,概率的计算往往建立在排列组合的基础之上。
2. 考查频率
| 考试类型 | 年均题量 | 难度定位 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 国考 | 1-2题 | 中等到较难 | 常与概率结合考查 |
| 省考联考 | 1-2题 | 中等 | 捆绑法、插空法最常考 |
| 事业单位 | 1题左右 | 中等 | 基础计数为主 |
3. 为什么要学排列组合?
- 必考题型:每次考试几乎都会出现,无法回避
- 概率基础:不学排列组合,概率题也做不了
- 模型固定:常用方法就那么几个,掌握后拿分稳定
- 逻辑清晰:只要思路对,答案就一定对,不像其他题型容易算错
二、常见设问方式
- 【基础计数】 “共有多少种不同的选法/排法/分配方法?”
- 【相邻问题】 “要求某些人必须相邻/挨在一起...” → 捆绑法
- 【不相邻问题】 “要求某些人不能相邻/不能连续...” → 插空法
- 【逆向问题】 “至少有一个.../不全是...” → 正难则反
- 【特殊位置】 “某人不能在第一位/最后一位...” → 特殊优先
三、解题思路总览
核心原则:三看一优先
- 看有序/无序:有序用排列A,无序用组合C
- 看分类/分步:分类用加法(多选一),分步用乘法(一步一步来)
- 看正难/反易:正面复杂就用逆向思维
- 特殊优先:有限制条件的元素/位置先处理
常用方法速查
- 捆绑法:解决“必须相邻” → 捆成一个整体再排列,最后内部排列
- 插空法:解决“不能相邻” → 先排其他元素,再插入空隙
- 逆向思维:解决“至少/至多” → 总数 - 不满足数
- 特殊优先:有限制的先处理,再处理其他
四、两大核心原理
1. 加法原理(分类计数)
口诀:分类用加法,多选一。
完成一件事有 $n$ 类办法,第 1 类有 $m_1$ 种方法,第 2 类有 $m_2$ 种方法……则完成这件事共有 $N = m_1 + m_2 + \dots + m_n$ 种方法。
特征:每类方法都能独立完成整件事。
2. 乘法原理(分步计数)
口诀:分步用乘法,一步一步来。
完成一件事分 $n$ 个步骤,第 1 步有 $m_1$ 种方法,第 2 步有 $m_2$ 种方法……则完成这件事共有 $N = m_1 \times m_2 \times \dots \times m_n$ 种方法。
特征:每步只能完成一部分,缺一不可,连续做完才算完成。
【例1】
题目:从甲地到乙地每天有直达班车4班,从甲地到丙地每天有直达班车5班,从丙地到乙地每天有直达班车3班,则从甲地到乙地共有多少种不同的乘车法?
A. 12种   B. 19种   C. 32种   D. 60种
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【解题思路】
分类讨论:直达或中转,两种方式都能独立完成 → 分类用加法
- 直达:4种
- 中转(甲→丙→乙):分步计算,5×3=15种
总数 = 4 + 15 = 19种
【答案】B
五、排列与组合
核心区别:有序 vs 无序
| 维度 | 排列 A | 组合 C |
|---|---|---|
| 核心区别 | 有序(顺序不同算不同) | 无序(顺序不同算一样) |
| 关键词 | 排队、分配不同任务、选班长学委 | 选人组队、发东西、选代表 |
| 公式 | $A_n^m = n(n-1)(n-2)...$(乘m个数) | $C_n^m = \frac{A_n^m}{m!}$ |
| 例子 | $A_7^4 = 7\times6\times5\times4 = 840$ | $C_7^3 = \frac{7\times6\times5}{3\times2\times1} = 35$ |
组合速算技巧(必背)
- $C_n^m = C_n^{n-m}$ (选出带走 = 选出留下),如 $C_{10}^8 = C_{10}^2 = 45$
- $C_n^1 = n$,$C_n^n = 1$,$C_n^0 = 1$
- 常用值:$C_5^2=10$,$C_6^2=15$,$C_6^3=20$,$C_7^3=35$,$C_8^2=28$,$C_9^2=36$
【例2】
题目:某部门从8名员工中选派4人参加培训,其中2人参加计算机培训,1人参加英语培训,1人参加财务培训,问不同的选法有多少种?
A. 256种   B. 840种   C. 1680种   D. 5040种
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【解题思路】
分步计算:
- 8人中选2人参加计算机(无序):$C_8^2 = 28$
- 则6人中选1人参加英语:$C_6^1 = 6$
- 则5人中选1人参加财务:$C_5^1 = 5$
总数 = $28 \times 6 \times 5 = 840$种
【答案】B
六、典型题型拆分
题型一:捆绑法(解决“必须相邻”)
识别特征:某些元素必须相邻/挨在一起/必须连续
解题步骤
- 捆绑:将要求相邻的元素捆成一个“大元素”
- 整体排列:将大元素与其他元素一起排列
- 内部排列:别忘了捆绑内部的排列!
【例3】
题目:四对情侣排成一队买演唱会门票,已知每对情侣必须排在一起,问共有多少种不同的排队顺序?
A. 24   B. 96   C. 384   D. 40320
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【解题思路】
- 捆绑:把4对情侣分别捆成 4 个“大元素”
- 整体排列:4个大元素排列 = $A_4^4 = 24$
- 内部排列:每对情侣内部排列 = $A_2^2 = 2$,共4对 = $2^4 = 16$
总数 = $24 \times 16 = 384$种
【答案】C
【例4】
题目:为加强机关文化建设,某市直属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内?
A. 小于1000   B. 1000~5000   C. 5001~20000   D. 大于20000
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【解题思路】
- 捆绑:把3个部门分别捆成 3 个“大元素”
- 整体排列:3个大元素排列 = $A_3^3 = 6$
- 内部排列:$A_3^3 \times A_2^2 \times A_4^4 = 6 \times 2 \times 24 = 288$
总数 = $6 \times 288 = 1728$种,在1000~5000范围内
【答案】B
题型二:插空法(解决“必须不相邻”)
识别特征:某些元素不能相邻/不能连续/必须分开
解题步骤
- 先排其他:先排列没有限制的元素
- 找空:确定可插入的空隙数(一般n个元素有n+1个空)
- 插入:将不相邻元素插入空隙
【例5】
题目:将三盆同样的红花和四盆同样的黄花摆放成一排,要求三盆红花互不相邻,共有多少种不同的方法?
A. 8   B. 10   C. 15   D. 20
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【解题思路】
- 先排黄花:4盆同样的黄花排一排 → 只有1种
- 找空:4盆黄花形成5个空(_黄_黄_黄_黄_)
- 插红花:3盆同样的红花插入5个空中的3个(无序)→ $C_5^3 = 10$
总数 = $1 \times 10 = 10$种
【注意】因为红花和黄花都是“同样的”,所以没有内部排列!
【答案】B
【例6】
题目: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
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【解题思路】
注:本题虽然是“不相邻”类问题,但要求是“不能全部连在一起”(允许两个连在一起),所以用逆向思维更简单。
用逆向思维:总数 - 3名男全部连在一起的情况
- 总数:6人全排列 = $A_6^6 = 720$
- 3男连在一起:捆绑法,$A_4^4 \times A_3^3 = 24 \times 6 = 144$
所求 = $720 - 144 = 576$种
【答案】C
题型三:逆向思维(正难则反)
识别特征:至少有一个、不全是、不都是
核心公式
满足条件数 = 总数 - 不满足条件数
例如:“至少有一个女生” → 总数 - “全是男生”
【例7】
题目:罐中有12颗围棋子,其中8颗白子,4颗黑子。从中任取3颗棋子,则至少有一颗黑子的情况有多少种?
A. 98种   B. 164种   C. 132种   D. 102种
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【解题思路】
逆向思维:至少有1颗黑子 = 总数 - 全是白子
- 总数:$C_{12}^3 = \frac{12\times11\times10}{3\times2\times1} = 220$
- 全是白子:$C_8^3 = \frac{8\times7\times6}{3\times2\times1} = 56$
所求 = $220 - 56 = 164$种
【答案】B
题型四:特殊优先
识别特征:某人/某位置有特殊限制(如“某人不能在第一位”)
【例8】
题目:某自驾游车队由6辆车组成,车队的行车顺序有如下要求:甲车不能排在第一位,乙车必须排在最后一位,丙车必须排在前两位,且任一车辆均不得超车或并行。该车队的行车顺序共有多少种可能?
A. 36种   B. 42种   C. 48种   D. 54种
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【解题思路】
特殊优先,分类讨论:
- 乙车确定在第6位(1种)
- 丙车必须在前两位,甲不能在第一位:
- 丙在第1位:甲可在第2、3、4、5位,则4种×3个剩余位置的全排列 = $4 \times A_3^3 = 4 \times 6 = 24$
- 丙在第2位:甲可在第3、4、5位,则3种×剩余的全排列 = $3 \times A_3^3 = 3 \times 6 = 18$
总数 = $24 + 18 = 42$种
【答案】B
七、高频易错点与命题陷阱
| 易错点 | 典型错误 | 正确理解 |
|---|---|---|
| 1. 有序/无序混淆 | “选2人参加培训”用了排列A | 两人都参加同一个培训,无序,应用组合C |
| 2. 分类/分步混淆 | 把“直达或中转”的方法数乘在一起 | 直达和中转是两类不同方法,应该加法 |
| 3. 捆绑后忘记内部排列 | “甲乙必须相邻”只捆绑不松绑 | 捆绑后必须考虑内部排列,乘以$A_2^2=2$ |
| 4. 插空时遗漏两端 | 4个人形成的空算成了3个 | n个元素形成n+1个空(包括两端) |
| 5. 同样元素又排列了 | “同样的红花”又乘了$A_3^3$ | 元素完全相同时,调换顺序还是一样,不需要排列 |
| 6. 逆向思维用错场景 | “恰好有一个”直接用逆向 | 只有1种情况时直接算更快,逆向适合正面复杂的情况 |
八、小结与刷题建议
核心结论速记
- 分类用加法:每类方法都能独立完成任务(多选一)
- 分步用乘法:每步都必须完成才能继续(一步一步来)
- 有序用排列A:顺序不同算不同(排队、分配不同任务)
- 无序用组合C:顺序不同算一样(选人、发东西)
- 相邻用捆绑:先捆在一起 → 整体排列 → 内部排列
- 不相邻用插空:先排其他 → 找空 → 插入
- 正难则反:“至少”“不全是” → 总数 - 反面
刷题建议
| 阶段 | 建议 |
|---|---|
| 基础阶段 | 先严格区分“有序/无序”“分类/分步”,每道题都要清晰说出为什么用A或C |
| 提高阶段 | 重点练习捆绑法、插空法,这是考试最常考的方法 |
| 考场策略 | 排列组合只要思路对答案就对,计算量不大,建议优先做 |
排列组合是逻辑性最强的题型——只要思路对,答案一定对。考场上关键是先判断“有序/无序”“分类/分步”,再看是否有相邻/不相邻/至少等特殊条件,对应选择方法。进阶内容(插板法、错位排列、环形排列等)请见下一节。