周玉梅
解決排列組合問題,首先要認(rèn)真審題,弄清楚是排列(有序)還是組合(無序),還是排列與組合混合問題.其次,抓住問題的本質(zhì)特征,準(zhǔn)確合理地利用兩個(gè)基本原則進(jìn)行分類與分步.加法原理的特征是分類解決問題,分類必須滿足類與類必須互斥(不相容),總類必須完備(不遺漏);乘法原理的特征是分步解決問題,分步必須做到步與步互相獨(dú)立,互不干擾并確保連續(xù)性.分類與分步是解決排列組合問題的最基本思想策略.本文就排列組合問題的常用解題技巧與策略,做一例釋.
一、特殊元素的優(yōu)先安排法
對于特殊元素的排列組合問題,一般先考慮特殊元素,再考慮其他元素的安排.操作時(shí),針對實(shí)際問題,有時(shí)“元素優(yōu)先”,有時(shí)“位置優(yōu)先”.
例1.用0到9這10個(gè)數(shù)字,可以組成沒有重復(fù)數(shù)字的三位偶數(shù)的個(gè)數(shù)為( )
二、相鄰問題的捆綁法
對于某些元素要求相鄰排列的問題,可先將相鄰元素捆綁成整體并看做一個(gè)元素再與其他元素進(jìn)行排列,同時(shí)對相鄰元素內(nèi)部進(jìn)行自排.
例2.2位男生和3位女生共5位同學(xué)站成一排,若男生甲不站兩端,3位女生中有且只有兩位女生相鄰,則不同排法的種數(shù)是( )
A.60 B.48 C.42 D.36
解:從3名女生中任取2人“捆”在一起記做A,(A共有6種不同排法),剩下一名女生記作B,兩名男生分別記做甲、乙;則男生甲必須在A、B之間(若甲在A、B兩端.則為使A、B不相鄰,只有把男生乙排在A、B之間,此時(shí)就不能滿足男生甲不在兩端的要求),此時(shí)共有6×2=12種排法(A左B右和A右B左),最后再在排好的三個(gè)元素中選出四個(gè)位置插入乙,所以共有12×4=48種不同排法.
三、不相鄰問題的插空法
對于某幾個(gè)元素不相鄰的排列問題,可先將其他元素排好,再將不相鄰的元素在已排好的元素之間及兩端的空隙之間插入即可.
例3:馬路上有編號為1、2、3…9的9盞路燈,現(xiàn)要關(guān)掉其中的三盞,但不能同時(shí)關(guān)掉相鄰的兩盞或三盞,也不能關(guān)兩端的路燈,則滿足要求的關(guān)燈方法有幾種?
解:由于問題中有6盞亮3盞暗,又兩端不可暗,故可在6盞亮的5個(gè)間隙中插入3個(gè)暗的即可,有種.
四、順序固定問題的選位不排法
對于某幾個(gè)元素順序一定的排列問題,可先把這幾個(gè)元素與其他元素一起排列,然后用總排列數(shù)除以這幾個(gè)元素之間的全排列數(shù).或先在總位置中選出順序一定元素的位置而不參加排列,然后對其他元素進(jìn)行排列.也可先放好順序一定元素,再一一插入其他元素.
例4:5人參加百米跑,若無同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)的情況,則甲比乙先到有幾種情況?
六、分排問題的直排法
把n個(gè)元素排成若干排的問題,若沒其他的特殊要求,可用統(tǒng)一排成一排的方法處理.
例6:7個(gè)人坐兩排座位,第一排坐3人,第二排坐4人,則有種排法.
解:7個(gè)人,可以在前后兩排隨意就座,沒有其他的限制條件,故兩排可以看成一排處理,所以不同的坐法有.
七、允許重復(fù)排列的住店法
解決允許重復(fù)排列的問題要注意區(qū)分兩類元素:一類元素可重復(fù),另一類元素不能重復(fù).把不能重復(fù)的元素看著“客”,能重復(fù)的元素看著“店”,再利用分步計(jì)數(shù)原理直接求解的方法稱為“住店法”.
例7:7名學(xué)生爭奪五項(xiàng)冠軍,獲得冠軍的可能種數(shù)是多少種.
解:因同一學(xué)生可同時(shí)奪得n項(xiàng)冠軍,故學(xué)生可重復(fù)排列,將7名學(xué)生看成7家“店”,五項(xiàng)冠軍看成5名“客”,每個(gè)客有7種住宿方法,由分步計(jì)數(shù)原理得N=八、分配問題的先分堆再排列法
對于不同的元素放入幾個(gè)不同的盒內(nèi),當(dāng)有的盒內(nèi)有不小于2個(gè)元素時(shí),不可分批進(jìn)入,必須先分堆再排入.
例8.將4名大學(xué)生分配到3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)去當(dāng)村官,每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)至少一名,則不同的分配方案有?搖?搖 ?搖?搖種(用數(shù)字作答).