**提示词:** “你是一个资深的高中数学老师。请帮我收集 8 道经典的**排列问题**。 **核心...

Created on: April 10, 2026

Answered using GPT-5.4 Pro by Chat01

Question

提示词:
“你是一个资深的高中数学老师。请帮我收集 8 道经典的排列问题
核心且唯一考察知识点:定序问题(即题目要求某几个元素的‘相对顺序’保持固定,例如:甲必须在乙的左边,或几个人必须按身高排列)。

难度与数量分配

  1. 基础题(2 道):纯定序问题。只有一组定序要求,没有其他干扰条件。
  2. 中档题(6 道):复合问题。在定序的基础上,叠加一个常规条件(如:某人不能站两端,或另外两人必须相邻,或有两组元素同时要求定序)。

输出格式要求

  • 标注【基础】或【中等】及题目描述。
  • 一题两解:对每道题,请提供‘定序问题’最经典的两种解法思路及算式:
    • 解法一(除法/消序法):全排列除以定序元素内部的全排列(即 Ann/AmmA_n^n / A_m^m)。
    • 解法二(选位法/空位法):先用组合数 CnmC_n^m 给定序元素选出位置,再排列剩余元素。”

Answer

下面给你整理 8 道经典的“定序型排列题”。默认都是“排成一排”,且对象都互不相同

先给一个统一模板,便于学生总结:

  • 解法一(除法 / 消序法):先把“普通条件”处理好,再把定序元素内部原本会出现的全排列数除掉。
  • 解法二(选位 / 空位法):先给“定序元素”选位置,因为相对顺序已经固定,所以只选位,不再排列;再排列其余元素。

1.【基础】5 人排队,甲必须在乙左边

题目:
甲、乙、丙、丁、戊 5 人排成一排,要求 甲必须在乙的左边。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

5 人全排列共有:

A55=5!A_5^5=5!

其中甲、乙内部原本有 2!2! 种先后次序,而满足题意的只有其中 1 种,所以:

A55A22=5!2!=1202=60\frac{A_5^5}{A_2^2}=\frac{5!}{2!}=\frac{120}{2}=60

解法二(选位 / 空位法)

先从 5 个位置中选出 2 个位置给甲、乙。
由于要求“甲在乙左边”,所以这 2 个位置一旦选定,甲乙的放法只有 1 种。

再将其余 3 人排列:

C52A33=106=60C_5^2\cdot A_3^3=10\cdot 6=60

答案:

6060

2.【基础】6 本书中,语、数、英保持固定相对顺序

题目:
语、数、英、物、化、史 6 本不同的书排在书架上一层,要求 语在数左边,数在英左边。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

6 本书全排列:

A66=6!A_6^6=6!

其中“语、数、英”内部原本有 3!3! 种顺序,而符合题意的只有 1 种,所以:

A66A33=6!3!=7206=120\frac{A_6^6}{A_3^3}=\frac{6!}{3!}=\frac{720}{6}=120

解法二(选位 / 空位法)

先从 6 个位置中选出 3 个位置给语、数、英:

C63C_6^3

因为三者顺序固定为“语—数—英”,所以选完位置后放法只有 1 种。
其余 3 本书再排列:

C63A33=206=120C_6^3\cdot A_3^3=20\cdot 6=120

答案:

120120

3.【中等】甲在乙左边,且丙丁必须相邻

题目:
甲、乙、丙、丁、戊、己 6 人排成一排,要求 甲在乙左边,且 丙、丁必须相邻。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

先把“丙丁相邻”处理成一个整体,记作 (丙丁)(丙丁)
这样共有 5 个对象:甲、乙、(丙丁)(丙丁)、戊、己。

这 5 个对象全排列:

A55A_5^5

而丙丁内部还可交换:

2!2!

再对“甲乙的先后”消序,除以:

A22=2!A_2^2=2!

所以:

A552!÷A22=5!2!÷2!=120A_5^5\cdot 2!\div A_2^2=5!\cdot 2!\div 2!=120

解法二(选位 / 空位法)

先把丙丁看作一个整体,共有 5 个“对象位置”。

从这 5 个位置中选 2 个给甲、乙,且甲在乙左边,所以只需选位:

C52C_5^2

剩下 3 个对象 (丙丁)(丙丁)、戊、己 排列:

A33A_3^3

再乘上丙丁内部交换:

2!2!

所以:

C52A332!=1062=120C_5^2\cdot A_3^3\cdot 2!=10\cdot 6\cdot 2=120

答案:

120120

4.【中等】甲在乙左边,且丙不能站两端

题目:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚 7 人排成一排,要求 甲在乙左边,且 丙不能站在最左端或最右端。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

先满足“丙不能站两端”:丙有 5 个位置可选。
选定丙的位置后,其余 6 人全排列:

A66A_6^6

再对甲乙的先后消序,除以 2!2!

5A66÷A22=56!÷2=5720÷2=18005\cdot A_6^6\div A_2^2=5\cdot 6!\div 2=5\cdot 720\div 2=1800

解法二(选位 / 空位法)

先给丙选位置,有 5 种。
在剩余 6 个位置中,选 2 个给甲、乙,且要求甲在乙左边,所以:

C62C_6^2

其余 4 人排列:

A44A_4^4

因此:

5C62A44=51524=18005\cdot C_6^2\cdot A_4^4=5\cdot 15\cdot 24=1800

答案:

18001800

5.【中等】语、数、英定序,且物、化必须相邻

题目:
语、数、英、物、化、史、地 7 本不同的书排成一排,要求 语在数左边,数在英左边,且 物、化必须相邻。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

先把“物、化相邻”看作一个整体。
于是共有 6 个对象:语、数、英、(物化)(物化)、史、地。

这 6 个对象全排列:

A66A_6^6

物、化内部还可交换:

2!2!

语、数、英原本内部有 3!3! 种次序,但只允许 1 种,所以除以:

A33=3!A_3^3=3!

得:

A662!÷A33=6!2!÷3!=7202÷6=240A_6^6\cdot 2!\div A_3^3=6!\cdot 2!\div 3!=720\cdot 2\div 6=240

解法二(选位 / 空位法)

先把“物化”看作一个整体,共 6 个对象位置。

从中选 3 个位置给语、数、英,且顺序固定,所以只需选位:

C63C_6^3

剩余 3 个对象 (物化)(物化)、史、地 排列:

A33A_3^3

再乘上物化内部交换:

2!2!

因此:

C63A332!=2062=240C_6^3\cdot A_3^3\cdot 2!=20\cdot 6\cdot 2=240

答案:

240240

6.【中等】两组元素同时定序:甲在乙左边,丙在丁左边

题目:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛 8 人排成一排,要求 甲在乙左边,且 丙在丁左边。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

8 人全排列:

A88=8!A_8^8=8!

甲乙内部原有 2!2! 种顺序;丙丁内部也有 2!2! 种顺序。
都固定后,应除以:

2!2!2!\cdot 2!

所以:

A88÷A22÷A22=8!2!2!=403204=10080A_8^8\div A_2^2\div A_2^2=\frac{8!}{2!\cdot 2!}=\frac{40320}{4}=10080

解法二(选位 / 空位法)

先从 8 个位置中选 2 个给甲、乙:

C82C_8^2

甲在乙左边,所以只选位。
再从剩余 6 个位置中选 2 个给丙、丁:

C62C_6^2

丙在丁左边,也只选位。
其余 4 人排列:

A44A_4^4

所以:

C82C62A44=281524=10080C_8^2\cdot C_6^2\cdot A_4^4=28\cdot 15\cdot 24=10080

答案:

1008010080

7.【中等】甲、乙、丙定序,且丁不能站两端

题目:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛 8 人排成一排,要求 甲在乙左边,乙在丙左边,且 丁不能站在两端。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

先处理“丁不能站两端”,丁有 6 个位置可选。
选定丁后,其余 7 人全排列:

A77A_7^7

再对甲、乙、丙内部顺序消序,除以:

A33=3!A_3^3=3!

故:

6A77÷A33=67!÷3!=65040÷6=50406\cdot A_7^7\div A_3^3=6\cdot 7!\div 3!=6\cdot 5040\div 6=5040

解法二(选位 / 空位法)

先给丁选位置,有 6 种。
在剩余 7 个位置中选 3 个给甲、乙、丙,且顺序固定,所以:

C73C_7^3

剩余 4 人排列:

A44A_4^4

因此:

6C73A44=63524=50406\cdot C_7^3\cdot A_4^4=6\cdot 35\cdot 24=5040

答案:

50405040

8.【中等】两组同时定序:甲乙丙固定顺序,且丁在戊左边

题目:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛 8 人排成一排,要求 甲在乙左边,乙在丙左边,且 丁在戊左边。求不同排法数。

解法一(除法 / 消序法)

8 人全排列:

A88=8!A_8^8=8!

其中甲乙丙内部原有 3!3! 种顺序,丁戊内部原有 2!2! 种顺序。
都固定后应除以:

3!2!3!\cdot 2!

所以:

A88÷A33÷A22=8!3!2!=4032012=3360A_8^8\div A_3^3\div A_2^2=\frac{8!}{3!\cdot 2!}=\frac{40320}{12}=3360

解法二(选位 / 空位法)

先从 8 个位置中选 3 个给甲、乙、丙:

C83C_8^3

由于三者顺序固定,所以只需选位。
再从剩余 5 个位置中选 2 个给丁、戊:

C52C_5^2

且丁在戊左边,也只需选位。
最后其余 3 人排列:

A33A_3^3

故:

C83C52A33=56106=3360C_8^3\cdot C_5^2\cdot A_3^3=56\cdot 10\cdot 6=3360

答案:

33603360

如果你要,我下一步可以把这 8 道题再整理成一份适合课堂讲义的标准版:题目区、解答区、方法总结区分开展示。

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