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...

बनाया गया: 10 अप्रैल 2026

का उपयोग करके उत्तर दिया गया GPT-5.4 Pro द्वारा Chat01

प्रश्न

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

उत्तर

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:

  1. 除特别说明外,默认“组成的数字不重复”。
  2. 默认排成的是十进制整数,首位不能为 0。

一、含“0”的排数字问题(首位不能为 0 的限制)

题 1

【题目难度】 基础

【题目描述】
用数字 0,1,2,3,40,1,2,3,4 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 1,2,3,41,2,3,4 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

4!=244!=24

种。

因此共有

4×24=964\times 24=96

个五位数。

【最终答案】 9696 个。


题 2

【题目难度】 中档

【题目描述】
用数字 0,0,1,2,30,0,1,2,3 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

5!2!=60\frac{5!}{2!}=60

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 0,1,2,30,1,2,3,它们互不相同,不同排列数为

4!=244!=24

所以符合题意的五位数有

6024=3660-24=36

个。

【最终答案】 3636 个。


题 3

【题目难度】 拔高

【题目描述】
用数字 0,1,2,3,4,50,1,2,3,4,5 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 0,1,2,3,4,50,1,2,3,4,5 组成的所有五位数个数。

  • 首位不能为 0,所以首位有 55 种选择(只能选 1,2,3,4,51,2,3,4,5)。
  • 后 4 位每位都可从 6 个数字中任取,因为允许重复,所以共有
646^4

种。

故所有五位数共有

5×64=5×1296=64805\times 6^4=5\times 1296=6480

个。

再求不含 0 的五位数。
这时 5 个位置都只能从 1,2,3,4,51,2,3,4,5 中选,且允许重复,所以共有

55=31255^5=3125

个。

因此至少含有一个 0 的五位数有

64803125=33556480-3125=3355

个。

【最终答案】 33553355 个。


二、奇偶数与整除限制问题

题 4

【题目难度】 基础

【题目描述】
用数字 1,2,3,4,51,2,3,4,5 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 2244,共有 2 种选法。

个位确定后:

  • 百位可从剩余 4 个数字中选 1 个,有 4 种;
  • 十位再从剩余 3 个数字中选 1 个,有 3 种。

所以共有

2×4×3=242\times 4\times 3=24

个三位偶数。

【最终答案】 2424 个。


题 5

【题目难度】 中档

【题目描述】
用数字 1,2,3,4,5,61,2,3,4,5,6 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:

  • 余 0:{3,6}\{3,6\}
  • 余 1:{1,4}\{1,4\}
  • 余 2:{2,5}\{2,5\}

设所选 4 个数字中,分别从这三类中取 a,b,ca,b,c 个,则

a+b+c=4a+b+c=4

且所选数字和能被 3 整除,需要满足

b+2c0(mod3)b+2c\equiv 0\pmod 3

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:

第一类:(a,b,c)=(2,1,1)(a,b,c)=(2,1,1)

即从余 0 类取 2 个,从余 1 类取 1 个,从余 2 类取 1 个。

  • 余 0 类只能全取:1 种
  • 余 1 类取 1 个:2 种
  • 余 2 类取 1 个:2 种

所以选数字的方法有

1×2×2=41\times 2\times 2=4

种。

第二类:(a,b,c)=(0,2,2)(a,b,c)=(0,2,2)

即余 1 类和余 2 类都各取 2 个。

这种选法只有

11

种。

所以一共选出符合条件的 4 个数字的方式有

4+1=54+1=5

种。

每选出一组 4 个不同数字,都可以排成

4!=244!=24

个四位数。

故符合条件的四位数共有

5×24=1205\times 24=120

个。

【最终答案】 120120 个。


题 6

【题目难度】 拔高

【题目描述】
用数字 0,1,2,3,4,50,1,2,3,4,5 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】
0,1,2,3,4,50,1,2,3,4,5 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

0+1+2+3+4+5=150+1+2+3+4+5=15

若去掉数字 xx,则所用 5 个数字的和为

15x15-x

要使这个五位数能被 3 整除,必须有

15x0(mod3)15-x\equiv 0\pmod 3

x0(mod3)x\equiv 0\pmod 3

所以只能去掉 0033


情况 1:去掉 0

此时所用数字为 1,2,3,4,51,2,3,4,5,它们的和为 15,能被 3 整除。

要构成偶数,个位只能是 2244,有 2 种。
个位确定后,其余 4 个数字全排列:

4!=244!=24

所以本情况共有

2×24=482\times 24=48

个。


情况 2:去掉 3

此时所用数字为 0,1,2,4,50,1,2,4,5,它们的和为 12,能被 3 整除。

要构成偶数,个位可以是 0,2,40,2,4

① 个位是 0

前 4 位就是 1,2,4,51,2,4,5 的全排列,共

4!=244!=24

个。

② 个位是 2

前四位由 0,1,4,50,1,4,5 排成,但首位不能为 0。

  • 首位可从 1,4,51,4,5 中选:3 种
  • 其余 3 位全排列:3!=63!=6

所以共有

3×6=183\times 6=18

个。

③ 个位是 4

同理,也有

1818

个。

因此本情况共有

24+18+18=6024+18+18=60

个。


综上,符合条件的五位数共有

48+60=10848+60=108

个。

【最终答案】 108108 个。


三、大小限制与字典序问题

题 7

【题目难度】 基础

【题目描述】
用数字 0,1,2,3,40,1,2,3,4 组成没有重复数字的四位数,其中大于 23002300 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 23002300,先看千位。

情况 1:千位是 3 或 4

这时无论后面怎么排,所得四位数一定大于 23002300

  • 千位有 2 种选法;
  • 剩下 3 位从余下 4 个数字中排 3 个:
4×3×2=244\times 3\times 2=24

所以本情况共有

2×24=482\times 24=48

个。

情况 2:千位是 2

这时必须继续比较百位。

剩余数字是 0,1,3,40,1,3,4

  • 若百位是 4,则一定大于 23002300
  • 若百位是 3,则也大于 23002300
  • 若百位是 0 或 1,则所得数小于 23002300,不合题意。

所以百位可选 3344,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:

3×2=63\times 2=6

所以本情况共有

2×6=122\times 6=12

个。

综上,所求个数为

48+12=6048+12=60

【最终答案】 6060 个。


题 8

【题目难度】 中档

【题目描述】
将用数字 1,2,3,4,51,2,3,4,5 组成的所有没有重复数字的五位数按从小到大排列,求 3524135241 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】
3524135241 前面有多少个数。

第 1 位:3

比 3 小的可选数字有 1,21,2,共 2 个。
每种开头后面 4 位都可任意排列,有

4!=244!=24

个。

所以这部分共有

2×24=482\times 24=48

个。


第 2 位:5(前提第 1 位已经是 3)

剩余数字是 1,2,4,51,2,4,5
比 5 小的有 1,2,41,2,4,共 3 个。

每种情况下,后 3 位可任意排列,有

3!=63!=6

个。

所以这部分共有

3×6=183\times 6=18

个。

累计共有

48+18=6648+18=66

个。


第 3 位:2(前两位已是 35)

剩余数字是 1,2,41,2,4
比 2 小的只有 1 个数字:11

后 2 位可任意排列,有

2!=22!=2

个。

累计共有

66+2=6866+2=68

个。


第 4 位:4(前三位已是 352)

剩余数字是 1,41,4
比 4 小的只有 11

后 1 位只有

1!=11!=1

种。

累计共有

68+1=6968+1=69

个。


因此 3524135241 前面共有 69 个数,所以它排在

69+1=7069+1=70

位。

【最终答案】7070 个。


题 9

【题目难度】 拔高

【题目描述】
将用数字 1,2,3,4,51,2,3,4,5 组成的所有没有重复数字的五位数按从小到大排列,求第 4545 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

5!=1205!=120

个。

每一个首位固定后,后面 4 位可以形成

4!=244!=24

个数。


第 1 位

按首位分块:

  • 首位是 1:第 1~24 个
  • 首位是 2:第 25~48 个
  • 首位是 3:第 49~72 个

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

4524=2145-24=21

个。


第 2 位

剩余数字为 1,3,4,51,3,4,5

首位确定为 2 后,每一个第二位固定,后面 3 位可以形成

3!=63!=6

个数。

按第二位分块:

  • 第二位是 1:这一块中第 1~6 个
  • 第二位是 3:第 7~12 个
  • 第二位是 4:第 13~18 个
  • 第二位是 5:第 19~24 个

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

2118=321-18=3

个。


第 3 位

剩余数字为 1,3,41,3,4

每一个第三位固定后,后面 2 位可以形成

2!=22!=2

个数。

分块:

  • 第三位是 1:第 1~2 个
  • 第三位是 3:第 3~4 个
  • 第三位是 4:第 5~6 个

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

32=13-2=1

个。


第 4 位

剩余数字为 1,41,4

每一个第四位固定后,后面 1 位只有

1!=11!=1

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

2531425314

【最终答案】 2531425314


四、特定位置 / 元素限制问题

题 10

【题目难度】 基础

【题目描述】
用数字 1,2,3,4,51,2,3,4,5 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 1,2,4,51,2,4,5 四个数字全排列:

4!=244!=24

所以满足条件的五位数共有

2424

个。

【最终答案】 2424 个。


题 11

【题目难度】 中档

【题目描述】
用数字 1,2,3,4,5,61,2,3,4,5,6 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:

12, 2112,\ 21

即“整体”有 2 种形式。

然后把这个整体与另外 4 个数字 3,4,5,63,4,5,6 一起排,共有 5 个对象。
这 5 个对象的排列数为

5!=1205!=120

再乘上整体内部的 2 种顺序,所以共有

2×120=2402\times 120=240

个。

【最终答案】 240240 个。


题 12

【题目难度】 拔高

【题目描述】
用数字 1,2,3,4,5,61,2,3,4,5,6 组成没有重复数字的六位数,要求:

  • 数字 1 和 2 不相邻;
  • 数字 3 必须在数字 4 的左边。

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】

第一步:先排 3,4,5,63,4,5,6

先把 3,4,5,63,4,5,6 排成一行。

这 4 个数字全排列共有

4!=244!=24

种。

但题目要求 3 必须在 4 的左边。
对于任意一种 3,4,5,63,4,5,6 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

4!2=12\frac{4!}{2}=12

种。


第二步:把 1 和 2 插入进去,且不相邻

设排好的 4 个数字为:

_a_b_c_d_\_\,a\,\_\,b\,\_\,c\,\_\,d\,\_

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:

(52)=10\binom{5}{2}=10

再把 1、2 安排到这两个空位中,有

2!=22!=2

种方法。

所以第二步共有

10×2=2010\times 2=20

种方法。


第三步:乘法原理

因此满足题意的六位数共有

12×20=24012\times 20=240

个。

【最终答案】 240240 个。


这类题的核心方法总结

做“排数字问题”时,通常优先判断它属于哪一种模型:

1. 含 0 的问题

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”。

2. 奇偶与整除问题

  • 偶数:先看个位;
  • 能被 5 整除:个位看 0 或 5;
  • 能被 3、9 整除:看各位数字和;
  • 同时满足多个整除条件:常用分类讨论。

3. 大小与字典序问题

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。

4. 位置与相邻限制问题

  • “必须在某位置”:先固定该位置;
  • “必须相邻”:捆绑法
  • “不能相邻”:插空法间接法
  • 同时有顺序限制:先处理顺序,再插空或分类。

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》

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