你现在是一位资深的高中数学教师。请帮我系统地收集并整理一份【排列组合中的排数字问题】专项题库。 请按...
Erstellt am: 10. April 2026
Beantwortet mit GPT-5.4 Pro von Chat01
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你现在是一位资深的高中数学教师。请帮我系统地收集并整理一份【排列组合中的排数字问题】专项题库。
请按以下常见题型进行分类整理(每个题型提供 2-3 道经典例题):
含“0”的排数字问题(首位不能为0的限制)
奇偶数与整除限制问题(如:排成偶数、能被3或5整除等)
大小限制与字典序问题(如:大于某个特定数字,或求某个数排在第几个)
特定位置/元素限制问题(如:某数字必须在某位置,或某两个数字必须相邻/不相邻)
输出格式要求:
【题目难度】:标明(基础/中档/拔高)
【题目描述】:题干需严谨清晰
【解题思路】:简述这道题使用的核心方法(如:捆绑法、插空法、间接法、优先排特殊位置法等)
【详细解答】:给出完整的计算过程和最终答案
下面给你一份可直接用于课堂讲解或专题训练的【排列组合中的排数字问题】专项题库,共 4 类、12 道题,按难度递进整理。
默认说明:除题目特别说明外,均默认“数字不重复使用”;“按从小到大排列”按自然数大小顺序理解。
先给一个总的方法导航:
看到“0”,先处理首位。
看到“偶数、5的倍数”,先处理末位。
看到“大于某个数”,先按高位分情况。
看到“相邻/不相邻”,优先想到捆绑法、插空法。
看到“字典序第几位”,优先用“按块计数法”。
【题目难度】:基础
【题目描述】:
用数字 0,1,2,3,4 这 5 个数字各用一次,能组成多少个不同的五位整数?
【解题思路】:
首位不能为 0,所以先排首位,再排其余各位。这是“优先排特殊位置法”。
【详细解答】:
五位整数的首位只能从 1,2,3,4 中选,共有 4 种选法。
首位确定后,剩下 4 个数字可任意排列,共有
4! = 24 种。
所以不同五位整数的个数为
4 × 4! = 4 × 24 = 96。
最终答案:96 个。
【题目难度】:中档
【题目描述】:
从数字 0,1,2,3,4,5 中任选 4 个不同数字,组成没有重复数字的四位整数,共有多少个?
【解题思路】:
仍然先处理首位;也可用“总数减去首位为 0 的情况”的间接法。
【详细解答】:
四位整数的首位不能为 0,所以首位可以从 1,2,3,4,5 中选,共 5 种。
首位确定后,后面 3 位要从剩下的 5 个数字中按顺序选出 3 个,共有
5 × 4 × 3 = 60 种。
所以总数为
5 × 60 = 300。
也可以这样想:
若不考虑首位不能为 0,则 6 个数字中按顺序选 4 个,共有
6 × 5 × 4 × 3 = 360 种;
其中首位是 0 的情况有
5 × 4 × 3 = 60 种。
所以有效个数为
360 - 60 = 300。
最终答案:300 个。
【题目难度】:拔高
【题目描述】:
用数字 0,0,1,2,3 全部排成五位整数,能组成多少个不同的五位整数?
【解题思路】:
先求含重复元素的全排列总数,再减去首位为 0 的无效情况。核心方法是“重复元素排列 + 间接法”。
【详细解答】:
若不考虑首位不能为 0,则数字 0,0,1,2,3 的不同排列总数为
5! / 2! = 120 / 2 = 60。
其中,首位为 0 的排法无效。
固定首位为 0 后,剩下的 4 个数字是 0,1,2,3,它们互不相同,因此排列数为
4! = 24。
所以符合条件的五位整数共有
60 - 24 = 36(个)。
最终答案:36 个。
【题目难度】:基础
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成没有重复数字的三位偶数,有多少个?
【解题思路】:
偶数先看个位,先定末位。这是“优先排末位法”。
【详细解答】:
三位偶数的个位必须是偶数,因此个位只能是 2 或 4,共 2 种选法。
个位确定后,百位可以从剩下的 4 个数字中任选 1 个,共 4 种。
十位再从剩下的 3 个数字中任选 1 个,共 3 种。
所以符合条件的三位偶数共有
2 × 4 × 3 = 24(个)。
最终答案:24 个。
【题目难度】:中档
【题目描述】:
用数字 0,1,2,3,4,5 组成没有重复数字的四位整数,其中能被 5 整除的有多少个?
【解题思路】:
能被 5 整除,末位只能是 0 或 5,因此按末位分类讨论。
【详细解答】:
一个整数能被 5 整除,当且仅当个位是 0 或 5。
情况 1:个位是 0
此时首位只能从 1,2,3,4,5 中选,共 5 种。
中间两位从剩下 4 个数字中按顺序选 2 个,共
4 × 3 = 12 种。
所以这一类共有
5 × 12 = 60(个)。
情况 2:个位是 5
此时首位不能是 0,也不能是 5,所以首位只能从 1,2,3,4 中选,共 4 种。
中间两位从剩下 4 个数字中按顺序选 2 个,共
4 × 3 = 12 种。
所以这一类共有
4 × 12 = 48(个)。
综上,符合条件的四位整数共有
60 + 48 = 108(个)。
最终答案:108 个。
【题目难度】:拔高
【题目描述】:
从数字 0,1,2,3,4,5 中任选 3 个不同数字组成三位整数,其中能被 6 整除的有多少个?
【解题思路】:
能被 6 整除,需要同时满足“能被 2 整除”和“能被 3 整除”。
所以先分个位是哪个偶数,再利用“各位数字和能被 3 整除”的条件筛选。
【详细解答】:
一个三位整数能被 6 整除,当且仅当:
情况 1:个位是 0
则前两位要从 1,2,3,4,5 中选,并且这两位数字之和应能被 3 整除。
符合条件的无序数对有:
共 4 对。
每一对都可以在百位和十位上交换顺序,所以每对有 2 种排法。
故这一类共有
4 × 2 = 8(个)。
情况 2:个位是 2
则前两位要从 0,1,3,4,5 中选,并且前两位数字之和与 2 相加后能被 3 整除。
也就是前两位数字之和除以 3 余 1。
符合条件的无序数对有:
其中:
所以这一类共有
1 + 1 + 2 + 2 = 6(个)。
情况 3:个位是 4
则前两位要从 0,1,2,3,5 中选,并且前两位数字之和除以 3 余 2。
符合条件的无序数对有:
对应排法数分别为:
所以这一类共有
1 + 1 + 2 + 2 = 6(个)。
综上,所求个数为
8 + 6 + 6 = 20。
最终答案:20 个。
【题目难度】:基础
【题目描述】:
从数字 0,1,2,3,4 中任选 4 个不同数字组成四位整数,其中大于 2300 的有多少个?
【解题思路】:
比较大小时,优先比较高位,所以按千位、百位分类讨论。
【详细解答】:
四位整数大于 2300,先看千位。
情况 1:千位是 3 或 4
只要千位是 3 或 4,这个四位数一定大于 2300。
千位有 2 种选法。
确定千位后,后面 3 位从剩下 4 个数字中按顺序选出 3 个,共有
4 × 3 × 2 = 24 种。
所以这一类共有
2 × 24 = 48(个)。
情况 2:千位是 2
此时要大于 2300,就必须百位是 3 或 4。
若百位是 3,则后两位从剩下 3 个数字中按顺序选 2 个,有
3 × 2 = 6 种;
若百位是 4,同理也有 6 种。
所以这一类共有
6 + 6 = 12(个)。
综上,所求个数为
48 + 12 = 60。
最终答案:60 个。
【题目难度】:中档
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成的所有五位整数按从小到大的顺序排列,求数 34125 排在第几位。
【解题思路】:
这是典型的“字典序按块计数”问题。
先数出在它前面有多少个数,再加 1。
【详细解答】:
我们按位比较。
第一位比 3 小的数
第一位可以是 1 或 2,共 2 种。
每一种第一位固定后,后面 4 位可任意排列,共有
4! = 24 种。
所以这部分共有
2 × 24 = 48(个)。
第一位固定为 3,第二位比 4 小的数
此时可用数字为 1,2,4,5。
第二位比 4 小,只能是 1 或 2,共 2 种。
每种情况下,后面 3 位可任意排列,共有
3! = 6 种。
所以这部分共有
2 × 6 = 12(个)。
前两位固定为 34,第三位比 1 小的数
没有,因为剩余数字中没有比 1 更小的。
前三位固定为 341,第四位比 2 小的数
也没有。
所以排在 34125 前面的数共有
48 + 12 = 60(个)。
因此,34125 的排名为
60 + 1 = 61。
最终答案:第 61 位。
【题目难度】:拔高
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成的所有五位整数按从小到大的顺序排列,求第 68 个数。
【解题思路】:
仍然用“按块计数法”,但这是反向定位:
先确定首位,再确定第二位、第三位,逐步缩小范围。
【详细解答】:
用 1,2,3,4,5 组成的五位整数共有
5! = 120 个。
固定第一位后,每一块有
4! = 24 个数。
因为
2 × 24 = 48,
3 × 24 = 72,
所以第 68 个数落在“第一位是 3”的这一块中。
于是第一位是 3。
在这一块中,它是第
68 - 48 = 20 个数。
现在固定第一位为 3,剩余数字按从小到大是 1,2,4,5。
固定第二位后,每一小块有
3! = 6 个数。
因为
3 × 6 = 18,
4 × 6 = 24,
所以第 20 个数落在第 4 小块,即第二位是 5。
于是前两位是 35。
在“35”这一块中,它是第
20 - 18 = 2 个数。
此时剩余数字是 1,2,4。
固定第三位后,每一块有
2! = 2 个数。
第 2 个数落在第一块,所以第三位是 1。
于是前三位是 351。
在“351”这一块中,它仍是第 2 个数。
此时剩余数字是 2,4。
固定第四位后,每一块有
1! = 1 个数。
第 2 个数落在第二块,所以第四位是 4,第五位自然是 2。
所以第 68 个数是
35142。
最终答案:35142。
【题目难度】:基础
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成五位整数,要求数字 3 必须排在百位上,问有多少个不同的五位整数?
【解题思路】:
先把受限制的位置固定,再排其他数字。这是“优先排特殊位置法”。
【详细解答】:
五位整数的百位固定放 3。
其余 4 个数字 1,2,4,5 排在剩下的 4 个位置上,共有
4! = 24 种排法。
所以满足条件的五位整数共有
24 个。
最终答案:24 个。
【题目难度】:中档
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成五位整数,要求数字 1 和 2 必须相邻,问有多少个不同的五位整数?
【解题思路】:
把相邻的两个数字看成一个整体,用“捆绑法”。
【详细解答】:
把数字 1 和 2 视为一个整体。
但要注意,这个整体内部有两种顺序:12 或 21。
于是我们相当于排列下面 4 个对象:
“12(或 21)”、3、4、5。
这 4 个对象的排法共有
4! = 24 种。
又因为整体内部还有 2 种顺序,所以总数为
2 × 4! = 2 × 24 = 48。
最终答案:48 个。
【题目难度】:拔高
【题目描述】:
用数字 1,2,3,4,5 组成五位整数,要求数字 1 在数字 2 的左边,且 1 与 2 不相邻,问有多少个不同的五位整数?
【解题思路】:
先排其余数字,再用“插空法”安排 1 和 2。由于要求“1 在 2 左边”,选定空位后放法唯一。
【详细解答】:
先排列 3,4,5,共有
3! = 6 种排法。
例如排成 3,4,5 时,可以形成 4 个空位:
_ 3 _ 4 _ 5 _
要使 1 和 2 不相邻,就必须把 1 和 2 放入两个不同的空位。
从 4 个空位中选 2 个,共有
C(4,2) = 6 种选法。
又因为要求“1 在 2 的左边”,所以一旦选定两个空位,左边的空位只能放 1,右边的空位只能放 2,放法只有 1 种。
因此总数为
3! × C(4,2) = 6 × 6 = 36。
最终答案:36 个。
首位限制问题
先排首位,或用“总数 - 首位不合法”的间接法。
偶数、5 的倍数问题
先定个位,再排其余位置。
被 3、9 整除问题
重点看“各位数字和”的特征,常与分类讨论结合。
大小比较问题
先按高位分情况;高位一旦确定,后面往往直接排列。
字典序问题
本质是“按块计数”:
固定首位是一大块,固定前两位是更小的一块。
相邻 / 不相邻问题
相邻用捆绑法;
不相邻常用插空法;
复杂限制也可以用总数减去不满足条件的个数。
这 12 道题已经覆盖了“排数字问题”的高频模型,拿来做一轮专题训练是比较完整的。下一步最适合做的是每类再配 2 道变式题,把“分类标准”练熟。