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树状图在排列组合中的应用

2026年08月22日

“树”是图论中的核心概念,特指连通且无环的图。而“树图”,就是“树”这一概念的图形化呈现,它的形态恰似一棵真实的树:从主干延伸出若干主枝,主枝继续分叉形成分枝,分枝再进一步分出更细小的分枝……直到最末端的分枝,我们称之为“树叶”。树图一般适合处理数量规模较小的情况。遇到数量较大的排列组合问题时,可以先对数字进行简化,再借助树图梳理思路、总结规律,是一种十分有效的解题策略。

  • 基本思想

利用树状图可以把排列组合问题直观化、形象化、具体化,起到了“数形结合”中“形”的作用,从而很容易不遗漏、不重复地写出所有的排列或组合。

  • 经典题型

例1.某单位要求职工参加20课时线上教育课程,其中政治理论10课时,专业技能10课时。可供选择的政治理论课共8门,每门2课时;可供选择的专业技能课共10门,其中2课时的有5门,1课时的有5门。问:可选择的课程组合共有多少种?

A.616 B.1848 C.5600 D.5656

【答案】D。解析:政治理论和专业技能课程均为10课时,政治理论选择5门,专业技能需要分情况讨论:

综上,根据分类相加原理,可选择的课程组合共有56+2800+2800=5656种,故答案为D。

例2.不相识的六名游客到一旅游点排队买每张50元的门票。其中三名女游客均有50元零钱,可直接购票,三名男游客只有百元人民币需找零,旅游点刚开门无法找零,这六人成功购票的顺序有()种情况?

A.60 B.90 C.150 D.180

【答案】D。解析:门票价格为50元,因女游客有50元零钱,男游客只有100元需找零,故第一名游客一定为女游客,第二名游客可男可女,以此类推,如图所示:

综上,根据分类相加理论,六人成功购票的顺序总共36+36+36+36+36=180种,故答案为D。

例3.某公司新近录用五名应聘人员,将分别安排到产品开发、管理、销售和售后服务这四个部门工作,每个部门至少一人。若其中有两人只能从事销售或售后服务两个部门的工作,其余三人均能从事四个部门的工作,则不同的选派方案有:

A.12种 B.18种 C.36种 D.48种

【答案】D。解析:设五名应聘人员分别为甲、乙、丙、丁、戊,其中甲和乙只能从事销售或售后服务两个部门的工作,则根据题意分类讨论如下:

①甲、乙分别安排到不同部门(一个在销售部门,另一个在售后部门),其余3人全部安排到产品开发和管理两个部门;

②若甲、乙都安排到同一部门(同时在销售或售后服务部门),其余3人分别安排到剩余三个部门,每个部门1人;

③若甲、乙分别安排到不同部门(一个在销售部门,另一个在售后部门),其余3人有2人安排到产品开发和管理两个部门,剩余1人安排到销售或售后部门。

综上,根据分类相加原理,不同的选派方案共有12+24+12=48种,答案为D。

“以数辅形”、“以形助数”的数形结合思想,有助于深化对知识的“识记与理解”,并将复杂的计数问题转化为灵活变通的形式。

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