**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...

बनाया गया: 10 अप्रैल 2026

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

प्रश्न

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。”

उत्तर

Ann=n!A_n^n=n!Cnm=(nm)C_n^m=\binom{n}{m}。以下各题都默认“若干个不同元素排成一行”。


1.【基础】纯一对定序

5 名同学甲、乙、丙、丁、戊排成一行,要求甲必须在乙的左边,共有多少种不同排法?

解法一(除法/消序法)
5 人全排列共有

A55=5!A_5^5=5!

在甲、乙的内部两种次序中,只有 1 种满足“甲在乙左边”,所以除以

A22=2!A_2^2=2!

故排法数为

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

解法二(选位法/空位法)
先从 5 个位置中选出 2 个给甲、乙:

C52C_5^2

一旦位置选定,按从左到右依次放“甲、乙”即可;其余 3 人全排列:

A33A_3^3

故排法数为

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

2.【基础】纯三元素定序

7 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚排成一行,要求甲、乙、丙从左到右的顺序固定为“甲在乙左,乙在丙左”,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
7 人全排列共有

A77=7!A_7^7=7!

甲、乙、丙内部原本有

A33=3!A_3^3=3!

种次序,其中只有 1 种符合要求,所以

A77A33=7!3!=840\frac{A_7^7}{A_3^3}=\frac{7!}{3!}=840

解法二(选位法/空位法)
先从 7 个位置中选 3 个给甲、乙、丙:

C73C_7^3

然后按从左到右固定放入甲、乙、丙;其余 4 人全排列:

A44A_4^4

C73A44=3524=840C_7^3\cdot A_4^4=35\cdot 24=840

3.【中等】定序 + 某人不能站两端

6 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己排成一行,要求甲在乙左边,且丙不能站在两端,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
先安排丙。丙只能在中间 4 个位置之一,所以有 4 种选法。
固定丙后,其余 5 人全排列:

A55A_5^5

再对甲、乙的定序消序,除以

A22A_2^2

所以

4A55A22=45!2!=240\frac{4\cdot A_5^5}{A_2^2} =\frac{4\cdot 5!}{2!} =240

解法二(选位法/空位法)
先给丙选位置:

4 种4\text{ 种}

再从剩下 5 个位置中选 2 个给甲、乙:

C52C_5^2

并按从左到右放“甲、乙”;最后其余 3 人全排列:

A33A_3^3

4C52A33=4106=2404\cdot C_5^2\cdot A_3^3 =4\cdot 10\cdot 6 =240

4.【中等】定序 + 另外两人相邻

7 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚排成一行,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁与戊必须相邻,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
把“丁、戊”看成一个整体,则共有 6 个单位排列:

A66A_6^6

而“丁、戊”整体内部还有

A22A_2^2

种排法。
再对“甲、乙、丙”的定序消序,除以

A33A_3^3

所以

A66A22A33=6!2!3!=240\frac{A_6^6\cdot A_2^2}{A_3^3} =\frac{6!\cdot 2!}{3!} =240

解法二(选位法/空位法)
先给丁、戊选一对相邻位置:共有

6 种6\text{ 种}

再安排丁、戊内部顺序:

A22A_2^2

接着从剩下 5 个位置中选 3 个给甲、乙、丙:

C53C_5^3

并按固定顺序放入;最后己、庚全排列:

A22A_2^2

6A22C53A22=62102=2406\cdot A_2^2\cdot C_5^3\cdot A_2^2 =6\cdot 2\cdot 10\cdot 2 =240

5.【中等】两组定序

8 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛排成一行,要求甲在乙左边,且丙在丁左边,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
8 人全排列共有

A88A_8^8

对“甲、乙”消序一次,除以

A22A_2^2

对“丙、丁”再消序一次,再除以

A22A_2^2

所以

A88A22A22=8!2!2!=10080\frac{A_8^8}{A_2^2\cdot A_2^2} =\frac{8!}{2!\cdot 2!} =10080

解法二(选位法/空位法)
先从 8 个位置中选 2 个给甲、乙:

C82C_8^2

并按从左到右放“甲、乙”;
再从剩下 6 个位置中选 2 个给丙、丁:

C62C_6^2

并按从左到右放“丙、丁”;
最后其余 4 人全排列:

A44A_4^4

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

6.【中等】三元素定序 + 某人不能站两端

7 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚排成一行,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁不能站在两端,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
先给丁选位置,丁只能在中间 5 个位置:

5 种5\text{ 种}

固定丁后,其余 6 人全排列:

A66A_6^6

再对甲、乙、丙的定序消序,除以

A33A_3^3

所以

5A66A33=56!3!=600\frac{5\cdot A_6^6}{A_3^3} =\frac{5\cdot 6!}{3!} =600

解法二(选位法/空位法)
先给丁选中间位置:

5 种5\text{ 种}

再从剩下 6 个位置中选 3 个给甲、乙、丙:

C63C_6^3

按从左到右固定放入;最后其余 3 人全排列:

A33A_3^3

5C63A33=5206=6005\cdot C_6^3\cdot A_3^3 =5\cdot 20\cdot 6 =600

7.【中等】一对定序 + 另一对相邻

8 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛排成一行,要求甲在乙左边,且丙与丁必须相邻,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
把“丙、丁”看成一个整体,则共有 7 个单位排列:

A77A_7^7

“丙、丁”整体内部有

A22A_2^2

种排法;
而“甲在乙左边”要消序一次,除以

A22A_2^2

所以

A77A22A22=A77=7!=5040\frac{A_7^7\cdot A_2^2}{A_2^2}=A_7^7=7!=5040

解法二(选位法/空位法)
先给丙、丁选一对相邻位置:

7 种7\text{ 种}

再排丙、丁内部顺序:

A22A_2^2

从剩下 6 个位置中选 2 个给甲、乙:

C62C_6^2

并按从左到右放“甲、乙”;最后其余 4 人全排列:

A44A_4^4

7A22C62A44=721524=50407\cdot A_2^2\cdot C_6^2\cdot A_4^4 =7\cdot 2\cdot 15\cdot 24 =5040

8.【中等】两组三元素定序

9 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬排成一行,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁、戊、己从左到右顺序也固定,共有多少种排法?

解法一(除法/消序法)
9 人全排列共有

A99A_9^9

对第一组三元素消序,除以

A33A_3^3

对第二组三元素再消序,除以

A33A_3^3

所以

A99A33A33=9!3!3!=10080\frac{A_9^9}{A_3^3\cdot A_3^3} =\frac{9!}{3!\cdot 3!} =10080

解法二(选位法/空位法)
先从 9 个位置中选 3 个给甲、乙、丙:

C93C_9^3

按固定顺序放入;
再从剩下 6 个位置中选 3 个给丁、戊、己:

C63C_6^3

按固定顺序放入;
最后其余 3 人全排列:

A33A_3^3

C93C63A33=84206=10080C_9^3\cdot C_6^3\cdot A_3^3 =84\cdot 20\cdot 6 =10080

这类题的统一结论

nn 个不同元素排成一行,其中有 mm 个元素的相对顺序固定,那么常见两种想法本质等价:

AnnAmmCnmAnmnm\frac{A_n^n}{A_m^m} \qquad\text{与}\qquad C_n^m\cdot A_{n-m}^{n-m}

如果有两组、三组定序要求,就继续“除以各组内部全排列数”;
若叠加“相邻、不能站两端”等条件,就先处理这些常规限制,再做“消序”或“选位”。

你这套提示词很适合直接拿去做讲义。若你愿意,我可以继续把这 8 题整理成“题目版 + 答案版”两份课堂资料。

इस प्रश्नोत्तर को साझा करें