**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...

Creato il: 10 aprile 2026

Risposto usando GPT-5.4 Pro da Chat01

Domanda

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。”

Risposta

下面按你的要求整理成 8 道题。为统一书写,记 Ann=n!A_n^n=n!。题中“甲、乙、丙按顺序”都表示他们的相对顺序固定,但不要求相邻


1.【基础】两人定序

题目:
6 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己站成一排,要求甲必须站在乙的左边。问共有多少种不同排法?

解法一(除法/消序法):
先不考虑“甲在乙左边”这一限制,6 人全排列共有 A66=6!A_6^6=6! 种。
对于甲、乙两人来说,内部共有 A22=2!A_2^2=2! 种次序,但其中只有 1 种符合“甲在乙左边”。
所以排法数为

A66A22=6!2!=360.\frac{A_6^6}{A_2^2}=\frac{6!}{2!}=360.

解法二(选位法/空位法):
先从 6 个位置中选出甲、乙的位置,共

C62C_6^2

种。
选好后,较左的位置给甲,较右的位置给乙;其余 4 人任意排列,有 4!4! 种。
所以排法数为

C624!=15×24=360.C_6^2\cdot 4!=15\times 24=360.

答案: 360360 种。


2.【基础】三人定序

题目:
7 本不同的书排成一列,其中数学、物理、化学三本书要求从左到右的顺序固定为“数学在物理左边,物理在化学左边”。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
7 本书全排列共有 A77=7!A_7^7=7! 种。
数学、物理、化学这 3 本书内部若不加限制,共有 A33=3!A_3^3=3! 种次序,但只有 1 种符合题意。
所以排法数为

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 个位置中选出 3 个给数学、物理、化学,共

C73C_7^3

种。
选好后按固定顺序放入;其余 4 本书任意排列,有 4!4! 种。
所以排法数为

C734!=35×24=840.C_7^3\cdot 4!=35\times 24=840.

答案: 840840 种。


3.【中等】定序 + 某人不能站两端

题目:
7 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚站成一排,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁不能站在最左端或最右端。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
先满足“丁不能站两端”:丁有 5 个中间位置可选。
丁的位置确定后,其余 6 人任意排列,共有

56!5\cdot 6!

种。
再对甲、乙、丙做“消序”,除以 3!3!

56!3!=57206=600.\frac{5\cdot 6!}{3!}=5\cdot \frac{720}{6}=600.

解法二(选位法/空位法):
先给丁选位置:有 5 种。
再从剩余 6 个位置中选出 3 个给甲、乙、丙,共

C63C_6^3

种;按固定顺序放入。
剩余 3 人任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

5C633!=5×20×6=600.5\cdot C_6^3\cdot 3!=5\times 20\times 6=600.

答案: 600600 种。


4.【中等】定序 + 另外两人必须相邻

题目:
8 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛站成一排,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁与戊必须相邻。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
先把丁、戊看成一个整体,这个整体内部有 2!2! 种排法。
于是共有 7 个单位参加排列:(丁戊)(丁戊)、甲、乙、丙、己、庚、辛。
若暂不考虑甲、乙、丙的定序,则共有

7!2!7!\cdot 2!

种。
再除以甲、乙、丙内部的 3!3!

7!2!3!=5040×26=1680.\frac{7!\cdot 2!}{3!}=\frac{5040\times 2}{6}=1680.

解法二(选位法/空位法):
先选丁、戊所占的相邻位置段。8 个位置中,长度为 2 的相邻位置段共有 7 个。
再排丁、戊内部顺序,有 2!2! 种。
剩下 6 个位置中,选 3 个给甲、乙、丙,共

C63C_6^3

种,按固定顺序放入。
其余 3 人任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

72!C633!=7×2×20×6=1680.7\cdot 2!\cdot C_6^3\cdot 3! =7\times 2\times 20\times 6 =1680.

答案: 16801680 种。


5.【中等】定序 + 另外三人必须相邻

题目:
9 本不同的书排成一列,其中甲、乙、丙三本书要求从左到右顺序固定;另外丁、戊、己三本书必须排在一起。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
先把丁、戊、己看成一个整体,这个整体内部有 3!3! 种排法。
于是共有 7 个单位参加排列:(丁戊己)(丁戊己)、甲、乙、丙及其余 3 本书。
若暂不考虑甲、乙、丙的定序,则共有

7!3!7!\cdot 3!

种。
再除以甲、乙、丙内部的 3!3!

7!3!3!=7!=5040.\frac{7!\cdot 3!}{3!}=7!=5040.

解法二(选位法/空位法):
先确定“丁、戊、己”这个三连块的位置。9 个位置中,长度为 3 的连续位置段共有 7 个。
该三连块内部有 3!3! 种排法。
剩余 6 个位置中,选 3 个给甲、乙、丙,共

C63C_6^3

种,并按固定顺序放入。
其余 3 本书任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

73!C633!=7×6×20×6=5040.7\cdot 3!\cdot C_6^3\cdot 3! =7\times 6\times 20\times 6 =5040.

答案: 50405040 种。


6.【中等】两组元素同时定序

题目:
8 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛站成一排,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,同时丁必须站在戊的左边。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
8 人全排列共有 8!8! 种。
甲、乙、丙内部有 3!3! 种顺序,但只允许 1 种;
丁、戊内部有 2!2! 种顺序,但只允许 1 种。
所以排法数为

8!3!2!=4032012=3360.\frac{8!}{3!\cdot 2!} =\frac{40320}{12} =3360.

解法二(选位法/空位法):
先从 8 个位置中选 3 个给甲、乙、丙,共

C83C_8^3

种,并按固定顺序放入。
再从剩余 5 个位置中选 2 个给丁、戊,共

C52C_5^2

种,并把较左的位置给丁、较右的位置给戊。
剩余 3 人任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

C83C523!=56×10×6=3360.C_8^3\cdot C_5^2\cdot 3! =56\times 10\times 6 =3360.

答案: 33603360 种。


7.【中等】定序 + 指定两人占两端

题目:
8 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛站成一排,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁、戊两人必须站在最左端和最右端。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
先安排两端:丁、戊占两端有 2!2! 种。
中间 6 个位置由甲、乙、丙、己、庚、辛来排,若不考虑定序,共有 6!6! 种。
再除以甲、乙、丙内部的 3!3!

2!6!3!=2×7206=240.\frac{2!\cdot 6!}{3!} =\frac{2\times 720}{6} =240.

解法二(选位法/空位法):
先安排丁、戊到两端,有 2!2! 种。
再从中间 6 个位置中选 3 个给甲、乙、丙,共

C63C_6^3

种,并按固定顺序放入。
其余 3 人任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

2!C633!=2×20×6=240.2!\cdot C_6^3\cdot 3! =2\times 20\times 6 =240.

答案: 240240 种。


8.【中等】定序 + 某人位置固定

题目:
7 名同学甲、乙、丙、丁、戊、己、庚站成一排,要求甲、乙、丙从左到右顺序固定,且丁固定站在正中间(第 4 个位置)。问共有多少种排法?

解法一(除法/消序法):
丁的位置固定后,其余 6 人任意排列,共有

6!6!

种。
再除以甲、乙、丙内部的 3!3!

6!3!=7206=120.\frac{6!}{3!} =\frac{720}{6} =120.

解法二(选位法/空位法):
除去第 4 个位置后,还剩 6 个位置。
从这 6 个位置中选 3 个给甲、乙、丙,共

C63C_6^3

种,并按固定顺序放入。
剩余 3 人任意排列,有 3!3! 种。
所以排法数为

C633!=20×6=120.C_6^3\cdot 3! =20\times 6 =120.

答案: 120120 种。


小结:定序题的两种标准套路

1. 消序法
先把“其他条件”处理完,算出总排法;再把定序元素内部多算的排列数除掉。
核心形式就是:

排法数=满足其他条件的总排法m!\text{排法数}=\frac{\text{满足其他条件的总排法}}{m!}

其中 mm 是“相对顺序固定”的元素个数。

2. 选位法
先给定序元素选位置:

CnmC_n^m

然后按既定顺序依次放进去,再排列剩余元素。

这 8 道题正好覆盖了课堂上最常见的几种变式:纯定序、不能在两端、相邻、成块、两组定序、占两端、位置固定。用来做一组“定序专题训练”很合适。

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