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...
Created on: April 10, 2026
Answered using GPT-5.4 Pro by 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
下面给你整理一份适合高中阶段系统训练的【排列组合中的排数字问题】专项题库。
我按你指定的 4 类常见题型分类,每类给出 3 道经典题,难度从“基础—中档—拔高”递进,并严格按照你要求的格式来写。
为方便统一,先说明两点:
【题目难度】 基础
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的五位数,共可以组成多少个?
【解题思路】
首位不能为 0,故应优先安排首位,这是典型的优先排特殊位置法。
【详细解答】
五位数的首位只能从 中选,所以首位有 4 种选法。
其余 4 个位置再把剩下的 4 个数字全排列即可,有
种。
因此共有
个五位数。
【最终答案】 个。
【题目难度】 中档
【题目描述】
用数字 组成不同的五位数,共可以组成多少个?
【解题思路】
先求这 5 个数字的所有不同排列数,再减去首位为 0 的情况,属于间接法 + 首位限制处理。
【详细解答】
先不考虑首位是否为 0。
由于有两个 0 相同,所以这 5 个数字的不同排列数为
接着减去“首位为 0”的情况。
若首位固定为 0,则剩下的 4 个数字是 ,它们互不相同,不同排列数为
所以符合题意的五位数有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 拔高
【题目描述】
用数字 可重复使用组成五位数,且这个五位数至少含有一个 0,这样的五位数共有多少个?
【解题思路】
“至少有一个 0”适合用间接法(补集思想):
先求所有五位数,再减去“一个 0 都没有”的五位数。
【详细解答】
先求由 组成的所有五位数个数。
种。
故所有五位数共有
个。
再求不含 0 的五位数。
这时 5 个位置都只能从 中选,且允许重复,所以共有
个。
因此至少含有一个 0 的五位数有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 基础
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的三位偶数,共有多少个?
【解题思路】
偶数的个位必须是偶数,所以应先安排个位,这是典型的优先排末位法。
【详细解答】
要组成三位偶数,个位只能选偶数 或 ,共有 2 种选法。
个位确定后:
所以共有
个三位偶数。
【最终答案】 个。
【题目难度】 中档
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的四位数,其中能被 3 整除的四位数有多少个?
【解题思路】
能被 3 整除看的是各位数字和是否能被 3 整除。
因此先选 4 个数字,使它们的和能被 3 整除,再对所选数字排列。
【详细解答】
把这 6 个数字按除以 3 的余数分类:
设所选 4 个数字中,分别从这三类中取 个,则
且所选数字和能被 3 整除,需要满足
同时每类最多只能取 2 个,因为每类只有 2 个数字。
经过分类可得满足条件的取法只有两种:
即从余 0 类取 2 个,从余 1 类取 1 个,从余 2 类取 1 个。
所以选数字的方法有
种。
即余 1 类和余 2 类都各取 2 个。
这种选法只有
种。
所以一共选出符合条件的 4 个数字的方式有
种。
每选出一组 4 个不同数字,都可以排成
个四位数。
故符合条件的四位数共有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 拔高
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的五位数,其中既是偶数又能被 3 整除的五位数共有多少个?
【解题思路】
“既是偶数又能被 3 整除”等价于“能被 6 整除”。
先利用“被 3 整除”看数字和,再结合“偶数”看个位,属于分类讨论法。
【详细解答】
从 中选 5 个数字组成五位数,等价于“去掉 1 个数字”。
原 6 个数字和为
若去掉数字 ,则所用 5 个数字的和为
要使这个五位数能被 3 整除,必须有
即
所以只能去掉 或 。
此时所用数字为 ,它们的和为 15,能被 3 整除。
要构成偶数,个位只能是 或 ,有 2 种。
个位确定后,其余 4 个数字全排列:
所以本情况共有
个。
此时所用数字为 ,它们的和为 12,能被 3 整除。
要构成偶数,个位可以是 。
前 4 位就是 的全排列,共
个。
前四位由 排成,但首位不能为 0。
所以共有
个。
同理,也有
个。
因此本情况共有
个。
综上,符合条件的五位数共有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 基础
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的四位数,其中大于 的四位数有多少个?
【解题思路】
比较大小时,从高位开始逐位判断,属于按最高位分类讨论。
【详细解答】
要使四位数大于 ,先看千位。
这时无论后面怎么排,所得四位数一定大于 。
所以本情况共有
个。
这时必须继续比较百位。
剩余数字是 。
所以百位可选 或 ,有 2 种。
百位确定后,十位和个位从剩余 3 个数字中选 2 个排列:
所以本情况共有
个。
综上,所求个数为
【最终答案】 个。
【题目难度】 中档
【题目描述】
将用数字 组成的所有没有重复数字的五位数按从小到大排列,求 排在第几个?
【解题思路】
这是典型的字典序排名问题。
方法是:从左到右,统计在当前位比它小的数字开头时,后面还能形成多少个数。
【详细解答】
求 前面有多少个数。
比 3 小的可选数字有 ,共 2 个。
每种开头后面 4 位都可任意排列,有
个。
所以这部分共有
个。
剩余数字是 。
比 5 小的有 ,共 3 个。
每种情况下,后 3 位可任意排列,有
个。
所以这部分共有
个。
累计共有
个。
剩余数字是 。
比 2 小的只有 1 个数字:。
后 2 位可任意排列,有
个。
累计共有
个。
剩余数字是 。
比 4 小的只有 。
后 1 位只有
种。
累计共有
个。
因此 前面共有 69 个数,所以它排在
位。
【最终答案】 第 个。
【题目难度】 拔高
【题目描述】
将用数字 组成的所有没有重复数字的五位数按从小到大排列,求第 个数是多少?
【解题思路】
这是逆向字典序问题。
按“每一位固定后会形成多少个数”的块状结构,逐位确定。
【详细解答】
所有五位数共有
个。
每一个首位固定后,后面 4 位可以形成
个数。
按首位分块:
第 45 个数落在“首位是 2”这一块中。
所以第 1 位是 2。
在这一块中,它是第
个。
剩余数字为 。
首位确定为 2 后,每一个第二位固定,后面 3 位可以形成
个数。
按第二位分块:
第 21 个落在“第二位是 5”这一块中。
所以第 2 位是 5。
在这一块中,它是第
个。
剩余数字为 。
每一个第三位固定后,后面 2 位可以形成
个数。
分块:
第 3 个落在“第三位是 3”这一块。
所以第 3 位是 3。
在这一块中,它是第
个。
剩余数字为 。
每一个第四位固定后,后面 1 位只有
个数。
第 1 个说明第四位取较小的数字,即 1,最后一位自然是 4。
所以第 45 个数是
【最终答案】 。
【题目难度】 基础
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的五位数,要求数字 3 必须在百位上,这样的五位数共有多少个?
【解题思路】
先固定受限制的位置,再排其他数字,属于优先排特殊位置法。
【详细解答】
五位数中百位固定为 3。
其余 4 个位置由 四个数字全排列:
所以满足条件的五位数共有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 中档
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的六位数,要求数字 1 和 2 必须相邻,这样的六位数共有多少个?
【解题思路】
“必须相邻”是典型的捆绑法:把相邻元素视为一个整体。
【详细解答】
把数字 1 和 2 看成一个整体,有两种内部顺序:
即“整体”有 2 种形式。
然后把这个整体与另外 4 个数字 一起排,共有 5 个对象。
这 5 个对象的排列数为
再乘上整体内部的 2 种顺序,所以共有
个。
【最终答案】 个。
【题目难度】 拔高
【题目描述】
用数字 组成没有重复数字的六位数,要求:
问这样的六位数共有多少个?
【解题思路】
先处理“3 在 4 左边”的顺序限制,再处理“1 和 2 不相邻”。
适合使用先排受顺序限制元素 + 插空法。
【详细解答】
先把 排成一行。
这 4 个数字全排列共有
种。
但题目要求 3 必须在 4 的左边。
对于任意一种 的排列,交换 3 和 4 的位置后,会得到另一种排列;这两种排列中恰有一种满足“3 在 4 左边”。
所以满足“3 在 4 左边”的排法有
种。
设排好的 4 个数字为:
一共形成 5 个空位。
为了使 1 和 2 不相邻,它们必须插入不同的空位中。
先从 5 个空位中选 2 个:
再把 1、2 安排到这两个空位中,有
种方法。
所以第二步共有
种方法。
因此满足题意的六位数共有
个。
【最终答案】 个。
做“排数字问题”时,通常优先判断它属于哪一种模型:
先看首位能不能取 0,通常先安排首位,或者用“总数减去首位为 0 的情况”。
从最高位开始逐位比较。
遇到“排在第几个”或“第几个数是多少”,本质上就是字典序计数。
如果你愿意,我下一步可以继续给你整理一份
《排列组合中的排数字问题——题型方法清单 + 易错点总结 + 10道提升训练》。