高雄市明誠中學 高二數學平時測驗 日期:98.04.22.
班級 範
圍 2-3 排列(2)
座號
姓 名 一、選擇題 (每題 10 分 )
( ) 1.「庭院深深深幾許」等七個字重排﹐則
(1)三個「深」字相連的排列數 120﹒
(2)同字不相鄰的排列數 240﹒
(3)首末排「深」字且同字不相鄰的排列數 96﹒
(4)「庭、院」兩字排在「深」之左的排列數 84﹒
(5)「庭、院」兩字排在「深」之左﹐「幾、許」兩字排在「深」之右的排列數 40﹒
解答 124 解析
(1)三個「深」相連﹐將三個「深」綁在一起與其他字排列﹐排法有5!
3!
3!
120種﹒(2)同字不相鄰﹐
「庭、院、幾、許」先排﹐再將「深」字插在5個間隔中的3個﹐4! 240
3
5 3
!
P 種﹒
(3)首末排「深」且同字不相鄰﹐
深 ○ˇ○ˇ○ˇ○ 深
「庭、院、幾、許」排入4個○中,第三個「深」排入中間3個間隔之一,
其排法有4!
P
13 72種﹒(4)「庭、院」在「深」之左﹐
○○○○○幾許﹐排法有
!
! 5 7
﹐最左二位置填入「庭、院」兩字有2!種填法﹐其餘三個位置填「深」字填法
3!
3!
1種﹐故所有排法有7 ! 3!
2! 84
5 ! 3! 種﹒
(5)「庭、院」在「深」之左﹐「幾、許」在深之右﹐
○○深深深○○
↓ ↓ 「庭、院」 「幾、許」
排法有
3!
3!
2! 2! 4種﹒( ) 2. 五對夫婦圍一圓桌而坐﹐下列何者正確?
(1)夫婦相對之坐法有4! 25種﹒
(2)夫婦相鄰之坐法有4! 25種﹒
(3)男女相間且夫婦相鄰之坐法有4! 5!種﹒
(4)男女相間且夫婦相對之坐法有4! 2種﹒
(5)男女相間且夫婦不相鄰之坐法有4! 13種﹒
解答 25
解析
(1)其中一對夫婦先環排﹐其餘4對夫婦再排於剩餘的4條直徑的兩端2! 4 4
4! 2 4! 2
2 ﹒
(2) 5對夫婦視夫婦為一體先環排﹐但夫婦兩人可交換 5! 5 5
2 4! 2
5 ﹒
(3)視夫婦為一體﹐可五對都男右女左或男左女右 5! 4
2 1 4! 2
5 ﹒
(4)可五男先環排﹐太太分別坐其先生對面 5!
1 4!
5 ﹒ (5)ABCDE先環排有5!
5 4!種﹐
如下圖: a有可選﹐
(i)若a選﹐則由開始逆時針依次可為bcde﹐ebcd﹐ebdc﹐ecbd4種﹒
(ii)若a選﹐則由開始逆時針依次可為bcde﹐bced﹐cbde﹐cbed﹐bdec5種﹒
(iii)若a選﹐則由開始逆時針依次可為bcde﹐cdeb﹐cedb﹐dceb4種﹒
故所求為4! (4 5 4) 4! 13﹒
二、填充題 (每題 10 分)
1. 從1、2、3、4、5、6、7七個數中﹐組成數字不重複的三位數﹐則其中3的倍數有____________個﹒
解答 78 解析
將7個數字分三類:3
k
型者有3﹐6﹐3 k 1
型者有1﹐4﹐7﹐3 k 2
型者有2﹐5﹐
3 k
型取1個﹐3 k 1
型取1個﹐3 k 2
型取1個排列之﹐三位數有2 3 2 3! 72個﹒
3 k 1
型取3個排列之﹐三位數有1 3! 6個﹐∴ 三位數有72 6 78
個﹒2. 六對夫婦圍圓桌聊天﹐試求男女相間且夫婦相鄰的坐法有____________種﹒
解答 240
解析 設六對夫婦為
Aa
﹐Bb
﹐Cc
﹐Dd
﹐Ee
﹐Ff ﹐A﹐B﹐
C
﹐D﹐E﹐F先入座﹐其坐法有5!種﹐a
入座時﹐只限於A之左右兩間隔之一﹐當
a
坐定後﹐其餘b
﹐c
﹐d
﹐e
﹐ f 只有一種坐法﹐如下圖﹐故坐法有5! 2 240種﹒3. 有四對夫婦圍一圓桌環狀而坐﹐則
(1)每對夫婦均相鄰的坐法有____________種﹒
解答 (1)96;(2)12
解析 (1)夫婦視為一體﹐排好後再互換位置﹐故坐法有 2 96 4
4 4
!
種﹒
(2)男先入座﹐再將女安排在間隔中﹐其坐法有2種﹐故坐法有 2 12
4 4!
種﹒
4. 本校高二畢業之旅﹐花東線梯隊舉行營火晚會﹐有某一小隊共8人﹐圍成一圓圈跳舞﹐若規定甲乙要 相對﹐丙丁要相鄰﹐方法有____________種﹒
解答 192 解析
2
!
2 ( 4 2!) 4! 192﹒
↑ ↑ 甲乙相對 丙丁相鄰
5. 一家六口圍圓桌而坐﹐若么女一定要坐在父母中間﹐試問共有__________種坐法﹒
解答 12 解析 4
!
4 2! 12﹒
↑ 父母可對調
6. 6對夫婦圍圓桌﹐不計方位﹐每對夫婦均相對而坐﹐有____________種方法﹒
解答 3840
解析 主人夫婦先相對入座﹐坐法有 2
!
2 ﹐再讓五對夫婦入座有5!種坐法﹐
此五對夫婦可對調有25種坐法﹐故所求為 2
!
2 5! 25 3840﹒
7. 5對夫婦圍圓桌而坐﹐
(1)其中某三位女生要相鄰而坐﹐共有____________種方法;
(2)如果每對夫婦都相對而坐﹐則有____________種方法﹒
解答 (1)30240;(2)384
解析 (1)三位女生先排列坐下後﹐剩下的7個人﹐再坐在打圈的位置﹐共有3! 7! 30240種﹒
視為8人環排7!﹐3女排列3!﹒
(2)如下圖﹐任選一對坐在1﹐6的位置環排之後﹐剩下的四對夫婦在2
到5的四直徑兩端互換﹐所以有
2!
2
4! 24 384種坐法﹒
8. 本校高二班際排球比賽﹐日前結束﹐由某班奪冠﹒慶功宴時﹐16名球員圍一長方形桌而坐﹐如果長邊 每邊坐5人﹐短邊每邊坐3人﹐試問共有____________種坐法﹒(本題以階乘表示即可)
解答 815!
解析 16 !
(5+3)
16 8 15!﹒
9. 紅﹐黃﹐白﹐…等10顆不同色的珠子﹐
(1)任選6顆作環狀排列﹐有____________種不同的排法﹒
(2)任選6顆(含紅﹐黃﹐白)串成一項圈﹐且紅﹐黃﹐白三色均不得相鄰﹐則可串出___________
種不同的項圈﹒
解答 (1)25200;(2)210 解析 (1)
10 6
6
P 25200﹒ (2)
7 3 3
3
1
3 2
P P 210﹒
項圈翻轉數2 紅、黃、白三色插空隙排法
紅黃白以外7色選3色環狀排列
10. 顏色不同的7顆珠子﹐
(1)串成一條項鍊有_________種方法﹐(2)若其中紅﹐藍﹐綠三色須串一起﹐則有__________種方法﹒
解答 (1)360;(2)72 解析 (1)
7 7!
2
1 360﹒
(2) 5
!
5 3!
2
1 72種﹒
翻轉數 紅、藍、綠排法
紅藍綠××××環狀排列
11. 7種不同色﹐塗長方體(長、寬、高各異)之各面﹐各面異色﹐且可任意翻轉﹐則有____________種
不同之塗法﹒
解答 1260
解析
7
4 1
7 6 2
4 2
P 1260﹒
12. 有10種顏色﹐塗下列多面體﹐每面一色且每面顏色不同﹐多面體可任意翻轉﹐
(1)塗一正方體﹐有____________種方法﹒
(2)塗一長﹐寬﹐高均不相等之長方體﹐有____________種方法﹒
解答 (1)6300;(2)37800 解析 (1) 10 9
8
4 1
4 6
P 6300﹒ (2) 10 9
8
4
1
4 2 2
P
37800﹒13. 8人圍坐﹐
(1)坐一正方桌﹐每邊2人﹐有____________種坐法﹒
(2)坐一長方桌﹐長邊3人﹐短邊1人﹐則有____________種坐法﹒
解答 (1)10080;(2)20160 解析 (1)8 !
2 10080﹒ (2)8 !
(3+1)
20160﹒
14. A﹐B﹐C﹐D﹐E﹐F﹐G﹐H共8個人﹐圍一圓桌而坐﹐
(1) A﹐B相鄰的坐法有____________種﹒
(2) A﹐B相對而坐的方法有____________種﹒
解答 (1)1440;(2)720 解析
(1)將A﹐B兩人綁在一起與其他6人環排再互換﹐
7
!
7 2! 1440
種坐法﹒
(2)A﹐B相對而坐﹐即只有
2!
2 =
1種坐法﹐當A﹐B坐定後﹐其餘在A﹐B 的左右6個位置6人入坐方法有6!種﹐∴坐法有1 1 6! 720種﹒15. 三對夫婦
Aa
﹐Bb
﹐Cc
﹐6人圍圓桌而坐﹐(1)
Aa
相鄰﹐則坐法有___________種﹒ (2)Bb
不相鄰﹐則坐法有___________種﹒解答 (1)48;(2)72 解析
(1)Aa視為1人﹐與其他4人環狀排列,共有5
5!2!
48種坐法﹒
(2)A﹐
a
﹐C
﹐c
4人環狀排列﹐有
!
種坐法﹐
4個空位選2個排B﹐
b
有4.3種坐法(如圖)﹐ ∴ 共有4 4!
.
P
24 72種坐法﹒16. 用五種不同的顏料塗一正四面體積木﹐則各面均異色的塗法有____________種﹒
解答 10 解析
從5色選出1色﹐塗底部塗法有5種﹐選3色塗正四面體3側面﹐又翻轉數4,
塗法有
4
3 1
5 10
3 4
P 種﹒
17. 兄弟二人在排成一列的20個空位中﹐選坐不相鄰的兩個座位就座﹐則有____________種坐法﹒
解答 342 解析
(從20個座位任選兩個入座) (選中兩相鄰座位的坐法)﹐∴ 全部坐法有P202 380﹐
選中相鄰座位的選法有(1﹐2)﹐(2﹐3)﹐(3﹐4)﹐(4﹐5)﹐…﹐(19﹐20)共19種﹐
∴ 兄弟二人相鄰而坐的坐法有19 2! 38﹐故所求為380 38 342﹒
18. 以七種顏色﹐塗長、寬相等﹐高不同之長方體﹐每面異色﹐顏色不重複使用﹐其塗法有________種﹒
解答 630
解析 先塗□ABCD下底面﹐再塗□EFGH上底面﹐塗法有7 6 P種﹐
再塗側面﹐故側面環排塗法有
P
種﹐上下底面翻轉後相同﹐再除以2﹐∴ 所求塗法有
7
7 2
2
1 4 2
P P
630種﹒19. 二年級甲、乙、丙三班的班長與副班長共六位﹐
(1)六位排成一列﹐排列數為____________﹒
(2)六位排成一列﹐同班二位不相鄰的排列數為____________﹒
(3)六位圍正三角桌而坐﹐每邊二人﹐則坐法有____________種﹒
(4)排成前後二列三行﹐同班二位同行之排列數為____________﹒
解答 (1)720;(2)240;(3)240;(4)48 解析
(1)6人排一列﹐共6 ! 720種排法﹒
(2)同班2人不相鄰 (全部) (有1班2人相鄰) (有2班2人相鄰) (3班皆2人相鄰)
6 ! C13.2.5 ! C32.22.4 ! 23.3 !
2人相鄰視為 2人可交換 1人,與剩下 3班排列 選1班 4人排列 每班2人可交換
720 720 288 48 240﹒
(3)6人入座每邊2人﹐1種坐法經過旋轉﹐有3種情形視為相同﹐
∴ 坐法有6 !
6 2 240種﹒
(4)同班2人有前、後2種排法﹐共23種排法﹐又3班排3行﹐有3!種排法﹐
∴ 共23.3! 48種排法﹒
20. 已知三艘不同的渡船﹐每船最多能載4人﹐試求6人渡河時﹐安全過渡的方法有____________種﹒
解答 690
解析 6人渡河時﹐超載的情形有二類:
6人同搭乘一船﹐其搭乘方法有
P
13
3種﹒6人中有5人同搭乘一船﹐另一人搭另外一船﹐其方法有
6 1 P
23
6 3 2 36種﹒∴ 6人安全渡河的方法有36 3 36 690種﹒
21. 若4個男生﹐4個女生圍坐一圓桌用餐﹐則 (1)某兩個男生不相鄰的坐法有____________種﹒
(2)某兩個男生要相對而坐﹐且某兩個女生也要相對而坐的方法有____________種﹒
解答 (1)3600;(2)144
解析 (1) (全部) (兩人相鄰)
8
! 8
7
!
7 2! 3600﹒
(2) 2
!
2 6 1 4! 144(種)﹒
兩女生的選法 男生先坐
22. 主人夫婦與賓客四對夫婦共10人﹐圍一圓桌而坐﹐依下列條件﹐求其坐法:
(1)任意坐﹒ (2)每對夫婦相鄰﹒ (3)男女相間﹒ (4)男女相間夫婦相鄰﹒
(5)主人夫婦相對而坐﹒ (6)每對夫婦皆相對而坐﹒
解答 (1)362880;(2)768;(3)2880;(4)48;(5)40320;(6)384
解析 (1) 10
!
10 9! 362880(種)﹒
(2) 5
!
5 25 768種﹒
每對夫婦皆可互換位置
每對夫婦視為一人,5人環狀排列
(3)五位男生先坐﹐有 5
!
5 4!種﹐
女生再坐入「×」的位置﹐有5!種(直線排列)﹐共有4! 5! 2880種﹒
(4)五位男生先坐有4!種﹐坐定後﹐太太只能選坐先生的左方或右方﹐故有4! 2 48種﹒
(5)主人夫婦先坐有 2
! 2 1
種﹐坐定後﹐其餘8人入座有8!種﹐故共有8! 40320種﹒
(6)主人夫婦先坐有 2
!
2 1種﹐其餘8人的坐法有4! 24 24 16 384種﹒
夫婦可對換
4條線的排列
23. 用6種不同顏色﹐塗(1)正方體﹒ (2)長方體(長寬高均不相等)﹒ 有幾種塗法?
解答 (1)30;(2)180 解析 (1)
4
4 1
6 5 4 6
P 30﹒ (2)
4
4 1
6 5 2
4 2
P 180﹒
下底
上底
下底 上底
24. 用6種不同顏色塗一正立方體積木﹐每面一色﹐且相鄰兩面不同色﹐試求下列塗法各多少種?
(1)恰用3色﹒ (2)恰用4色﹒ (3)恰用5色﹒ (4)恰用6色﹒
解答 (1)20;(2)90;(3)90;(4)30
解析 (1)恰用3色:先從6色取出3色﹐取法有
C
36
! 3
6
P3
20種﹐
三色塗正立方體﹐相鄰不同色﹐對面必同色﹐塗法只有1種﹐恰用三色塗法20 1 20種﹒
(2)恰用4色:先從6色取出4色﹐取法有
C
46
! 4
6
P4
15種﹐
設取出4色為A﹐B﹐
C
﹐D﹐塗法分兩類:上底A﹐下底A時﹐側面有3種(如下圖)﹒
上底A﹐下底不是A時﹐側面有3種(如下圖)﹐
∴ 塗法共有15 (3 3) 90種﹒
(3)恰用5色:先從6色取出5色﹐取法有
C
56
65
6 5
!
P 種﹐
5色中有1色塗相對兩面﹐其餘4色塗側面﹐
∴ 塗法有6 5 1 4 4!
2
1 6 5 3 90種﹒
(4)恰用6色:每面均異色﹐先選一色塗上底選法6種﹐再選一色塗下底選法5種﹐
餘4色塗側面﹐塗法有
!
種﹐塗好後可以翻轉﹐任何一面均可翻到上底﹐
即一種塗法經翻轉有6種不同情形﹐故塗法有6 5 4 4!
6
1 30種﹒
25. 由八顆不同珠子﹐
(1)串一項鍊﹐方法有幾種? (2)取6顆置於桌面作一環﹐方法有幾種?
(3)取6顆作一環﹐再放一顆於環心﹐排法有幾種?
解答 (1)2520;(2)3360;(3)6720 解析 (1)8!
8 2
1 2520﹒
(2) 置於桌面作一環(環排)
8 6
6
P 3360﹒ (3) 8
7 6
6
P 6720﹒
另7顆取6顆環排 先放中心
26. 將10種不同顏料塗下列圖形﹐且每個區域或每面均塗不同顏色﹐各有幾種塗法?
解析 (1)
10
8 2
8
P 453600﹒ (2)
9
3 1
10 3 4
P 420﹒ (3)
8
4 1
10 9 4 2
P 18900﹒
27. 用7種不同顏料塗下列圖形﹐則各有幾種塗法(每塊區域顏色不同)?
(1) (2)
解答 (1)840;(2)280
解析 (1)
6
7
66
P
840﹒ (2)6
7
33
P
280﹒(側稜長底邊長)28. 有6個球投入4個箱子中﹐求下列投入法各多少種?
(1)球相同﹐箱子相同﹐每箱投入球數不限﹒
(2)球不同﹐箱子不同﹐每箱投入球數不限﹒
(3)球相同﹐箱子不同﹐每箱投入球數不限﹒
(4)球相同﹐箱子不同﹐每箱至少投入一球﹒
(5)球不同﹐箱子不同﹐每箱至少投入一球﹒
解答 (1)9;(2)4096;(3)84;(4)10;(5)1560
解析 (1)球相同﹐箱子相同﹐則箱中投入球數決定其投入法有 (6﹐0﹐0﹐0)﹐(5﹐1﹐0﹐0)﹐
(4﹐2﹐0﹐0)﹐(4﹐1﹐1﹐0)﹐(3﹐3﹐0﹐0)﹐(3﹐2﹐1﹐0)﹐(3﹐1﹐1﹐1)﹐
(2﹐2﹐2﹐0)﹐(2﹐2﹐1﹐1)等﹐∴ 共有9種投入法﹒
(2)球不同﹐箱子不同﹐則每一球均有4種不同投入法﹐∴ 投入法有46 4096種﹒
(3)球相同﹐箱子不同﹐則由(1)知 (6﹐0﹐0﹐0)投入法有
!
! 3
4 4種﹐
(5﹐1﹐0﹐0):
!
! 2
4 12﹐
(4﹐2﹐0﹐0):
!
! 2
4 12﹐
(4﹐1﹐1﹐0): 12
2 4
!
! ﹐
(3﹐3﹐0﹐0):
!
!
! 2 2
4 6﹐
(3﹐2﹐1﹐0):4! 24﹐
(3﹐1﹐1﹐1):
!
! 3
4 4﹐
(2﹐2﹐2﹐0):
!
! 3
4 4﹐
(2﹐2﹐1﹐1): 6
2 2
4
!
!
! ﹐
故投入法有4 12 12 12 6 24 4 4 6 84種﹒
(4)球相同﹐箱子不同﹐每箱至少一球的投入法有(3﹐1﹐1﹐1)與(2﹐2﹐1﹐1)﹐
故投入法有
!
!
!
!
! 2 2
4 3
4 10種﹒
(5)球不同﹐箱子不同﹐每箱至少一球的投入法 (全部) (有箱沒有球)
46 (4 36 6 26 4 16) 4096 2916 384 4 1560﹒
29. 大小相同的10個球中﹐有5個白球﹐3個紅球﹐2個黃球﹐分給10個小朋友﹐每人一球﹐方法有幾 種﹖
解答 2520
解析 視10個小朋友分別在1﹐2﹐3﹐…﹐9﹐10這10個位置上﹐
再將10個球分別排放在10個位置﹐每種放法就是一種球分給小朋友的方法﹒
10個球中﹐5個白球﹐3個紅球﹐2個黃球排成一列﹐排法 10! 10 9 8 7 6 5! 3! 2! 3! 2! 2520
30. 有紅、黃、藍、白等4個不同的杯子及5種不同的飲料﹐每種飲料至少可以倒4杯﹐每個杯子倒入一 種飲料﹐下列情形﹐倒法有幾種﹖(1)每個杯子的飲料都不同﹒(2)杯子裡的飲料可以相同﹒
解答 (1)120;(2)625
解析 (1)飲料都不同時﹐可視為從5種飲料中取4種在杯子的位置排列﹐其方法數為P54120﹒
(2)飲料可相同時﹐每個杯子都有5種選擇﹐其方法數為54 625﹒
31. a b c d e f, , , , , 等六個人排成一列﹐下列的條件下﹐各有多少排法﹖
(1)a b相鄰﹐
c d
相鄰﹐e f 也相鄰﹒(2)a b不相鄰﹐c d
也不相鄰﹒解答 (1)48種;(2)336種 解析 (1)
3! 2
3 48
﹒(2) 6!5! 2 5! 2 4! 2 2 336 ﹒
32. 三個紅球﹐二個白球﹐一個黑球﹐除了顏色不同之外﹐球的大小都相同﹐將這6個球送給小朋友﹐下 列的條件下各有多少送法﹖
(1)小朋友有6人﹐每人一球﹒ (2)小朋友有8人﹐每人最多一球﹒
解答 (1)60種;(2)1680種 解析 (1) 6!
3! 2!60﹒ (2) 8!
3! 2! 2!1680﹒