周宜航
摘 要:作為學生,最重要的學習階段就是高中,它是一個承上啟下的過程,高中的學科有很多,但是最重要的一門學科就是數(shù)學。它不僅是一門必修課,而且還是邏輯性較強的綜合課程,尤其是對理科生而言,在高中數(shù)學課程中,有很多重點知識都比較抽象,比如數(shù)學課程中的重點知識點——排列組合問題,作為學生難以理解,在解決問題時就會面臨著一定的困難,所以學會相關問題的解題技巧和方法就顯得十分重要。本文將對數(shù)學排列組合問題,從思考方式、解題技巧等方面進行闡述。
關鍵詞:高中;數(shù)學;排列組合;思考方式;解題技巧
一、學會正確的分析、思考排列組合這一類的問題。
在解決數(shù)學中排列組合這一類的數(shù)學題時,首先要能正確、深入的分析問題,這樣才能夠提高解決排列組合問題的高效性與準確性。在分析的過程中,可以通過以下幾個方式進行:第一,應該根據(jù)問題的本身要求來進行判斷,確定題目是屬于哪一種排列組合題型,比如是排列問題、組合問題還是混合式問題。第二,確定題型之后,我們要弄明白問題所運用的算數(shù)原理,是建立在加法原理上,還是建立在乘法原理的基礎上,進行有針對性的選擇解題的方式方法[1]。第三,我們應該認真閱讀題目,仔細研究、分析題目中的一些附加條件,明確附加條件是否受到一些元素位置的限定,以防在解決問題時,答案出現(xiàn)不必要的重復或者遺漏,提高做題的準確性。
二、數(shù)學排列組合解題技巧
(一)數(shù)學排列組合解題技巧——直接法
我們在做排列組合問題時,直接運用題目中的重點條件進行分析,根據(jù)題目的限定要求為基礎,再利用其他多種元素問題進行深入的思考,或者直接以題目中的限定要求作為主要思考條件,要明確限定位置的具體要求,再通過其他的條件進行補充考慮[2]。
例如:一名教師通過對一個班級的語文、數(shù)學、英語以及化學課程進行課程表的安排,要求是化學課不能被安排在第一節(jié)或者第二節(jié)課上,以此來計算一下,能有多少種課程安排的方式?
根據(jù)題目要求以及已知條件可知,在題目要求中,已經將化學課程的安排進行了一定的限制,要求是,化學課程不能被安排在第一節(jié)或者第二節(jié)課上,所以我們在解決此題時,首先要對化學課程的安排進行具體的分析,要明確因為化學課不能被安排在第一節(jié)或者第二節(jié)課上,就只能會安排在第三節(jié)或者是第四節(jié)課上時,所以化學課的安排方式就有C21種。然后,再通過對其他課程安排的要求進行考慮,根據(jù)隨機排列的方式進行排列,就有A33種排列方式,接下來我們就可以運用乘法原理進行計算,總共有C21A33=12種課程安排的方式。
(二)數(shù)學排列組合解題技巧一——間接法。
在做排列組合問題時,間接運用題目中的重點條件進行分析,忽視題目中的一些附加條件及要求,先整體去分析題目的主要要求,對整體的排列組合進行計算,計算完成后再利用附加條件計算出不符合題目要求的有多少,之后再通過減法原理得出題目的正確答案[3]。
例題:實驗室里需要從5個小白鼠和4個小灰鼠中總共挑選出3只老鼠來進行實驗,要求是,挑選出來的3只老鼠中要保證同時含有小白鼠和小灰鼠,問題是,計算出有多少種組合方式。
就這道題目的要求,如果我們選擇運用直接法就會存在一定的難度,所以,我們選擇運用間接方式來解決計算該問題。根據(jù)間接方式的方法,我們要忽略一些附加條件,該題中,我們要忽略題目中要求包含小白鼠和小灰鼠的條件,把它看做是要求從9只老鼠中挑選3只老鼠,因此選擇的方式有C93種情況,然后再考慮題目的限制要求,來明確選擇的3只老鼠中只含有小白鼠或者只含有小灰鼠的情況是錯誤的,再分別計算出這兩種錯誤方式的數(shù)量,如,只含有小白鼠的選擇方式有C53種,而只含有小灰鼠的選擇方式有C43種,最后運用減法原理可以算出正確的選擇方式數(shù)量是:C93-C53-C43=70種。
(三)數(shù)學排列組合解題技巧一——捆綁法。
什么叫捆綁法,就是在解決排列問題中,如果題目中要求兩個或多個元素“相鄰”時,可將這幾個元素捆綁在一起,作為一個整體進行考慮。我們在運用這種方法進行解題時,要明白這種方法是處理多個元素相鄰情況下的排列,而且運用這種方法要遵循幾個步驟:第一,把題目中所有“相鄰”的元素進行捆綁,把它們看做是一個整體元素,與其它的元素形成排列的關系。第二,把捆綁后當做一個整體的元素中的各個分元素展開進行排列。第三,進行計算,得到我們想要的答案[4]。運用捆綁法解決排列組合問題時,一定要注意“捆綁”起來的大元素內部的順序問題。
例如:有8本不同的書;其中語文書3本,數(shù)學書2本,其它學科書3本.若將這些書排成一列放在書架上,讓語文書排在一起,數(shù)學書也恰好排在一起的排法共有多少種.
把3本語文書“捆綁”在一起看成一本大書,2本數(shù)學書也“捆綁”在一起看成一本大書,與其它3本書一起看作5個元素,共有C55種排法;又3本語文書有C33種排法,2本數(shù)學書有C22種排法;根據(jù)分步計數(shù)原理共有的排法是C55C33C22=1440(種).
總結:高中階段,我們在面對解決排列組合問題時,會造成一定的失誤,所以我們應該加強、牢固基礎知識,然后多做一些相關的題目進行練習。在做題的過程中熟練這些技巧和方法,掌握解決問題的正確思路與方式,熟能生巧,明確不同排列組合問題的各類題型,分析明確解決問題的具體方法,這樣,我相信高中數(shù)學排列組合問題就不算什么難事了。
參考文獻
[1]黃可煒.高中數(shù)學排列組合解題技巧分析[J].科學導報,2016(5).
[2]尹愛國.高中數(shù)學排列組合解題技巧探究[J].高中數(shù)理化,2015(8):3-4.
[3]李春峰.高中數(shù)學排列組合解題技巧探究[J].教育:00026-00026.
[4]徐薇薇.試論高中數(shù)學排列組合的解題技巧[J].高中數(shù)理化,2017(18):24-24.