排列与组合问题,我这块有点不明白,希望各
排列组合问题的求解策略
解答排列组合问题,首先必须认真审题,明确是属于排列问题还是组合问题,或者属于排列与组合的混合问题,其次要抓住问题的本质特征,灵活运用基本原理和公式进行分析解答。 同时还要注意讲究一些策略和方法技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解。下面介绍几种常用的解题方法和策略。
一、合理分类与准确分步法
解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
例1 、五个人排成一排,其中甲不在排头,乙不在排尾,不同的排法有 ...全部
排列组合问题的求解策略
解答排列组合问题,首先必须认真审题,明确是属于排列问题还是组合问题,或者属于排列与组合的混合问题,其次要抓住问题的本质特征,灵活运用基本原理和公式进行分析解答。
同时还要注意讲究一些策略和方法技巧,使一些看似复杂的问题迎刃而解。下面介绍几种常用的解题方法和策略。
一、合理分类与准确分步法
解含有约束条件的排列组合问题,应按元素性质进行分类,按事情发生的连续过程分步,保证每步独立,达到分类标准明确,分步层次清楚,不重不漏。
例1 、五个人排成一排,其中甲不在排头,乙不在排尾,不同的排法有 ( )
A.120种 B.96种 C.78种 D.72种
分析:由题意可先安排甲,并按其分类讨论:1)若甲在末尾,剩下四人可自由排,有 种排法;2)若甲在第二,三,四位上,则有 种排法,由分类计数原理,排法共有 种,选C。
解排列与组合并存的问题时,一般采用先选(组合)后排(排列)的方法解答。
例 2、 4个不同小球放入编号为1,2,3,4的四个盒中,恰有一空盒的方法有多少种?
分析: 因恰有一空盒,故必有一盒子放两球。
1)选:从四个球中选2个有 种,从4个盒中选3个盒有 种;2)排:把选出的2个球看作一个元素与其余2球共3个元素,对选出的3盒作全排列有 种,故所求放法有 种。
二、元素分析与位置分析法
对于有附加条件的排列组合问题,一般采用:先考虑满足特殊的元素和位置,再考虑其它元素和位置。
例3、 用0,2,3,4,5,五个数字,组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )。
A. 24个 B。30个 C。40个 D。60个
[分析]由于该三位数为偶数,故末尾数字必为偶数,又因为0不能排首位,故0就是其中的“特殊”元素,应该优先安排,按0排在末尾和0不排在末尾分两类:1)0排末尾时,有 个,2)0不排在末尾时,则有 个,由分数计数原理,共有偶数 =30个,选B。
例4、 马路上有8只路灯,为节约用电又不影响正常的照明,可把其中的三只灯关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉两端的灯,那么满足条件的关灯方法共有多少种?
分析: 关掉第1只灯的方法有6种,关第二只,第三只时需分类讨论,十分复杂。
若从反面入手考虑,每一种关灯的方法对应着一种满足题设条件的亮灯与关灯的排列,于是问题转化为“在5只亮灯的6个空中插入3只暗灯”的问题。故关灯方法种数为 。
三、插空法、捆绑法
对于某几个元素不相邻的排列问题,可先将其他元素排好,再将不相邻元素在已排好的元素之间及两端空隙中插入即可。
例5、7人站成一排照相, 若要求甲、乙、丙不相邻,则有多少种不同的排法?
分析: 先将其余四人排好有 种排法,再在这人之间及两端的5个“空”中选三个位置让甲乙丙插入,则有 种方法,这样共有 种不同排法。
对于局部“小整体”的排列问题,可先将局部元素捆绑在一起看作一个元,与其余元素一同排列,然后在进行局部排列。
例6、 7人站成一排照相,甲、乙、丙三人相邻,有多少种不同排法?
分析: 把甲、乙、丙三人看作一个“元”,与其余4人共5个元作全排列,有 种排法,而甲乙、丙、之间又有 种排法,故共有 种排法。
四、总体淘汰法
对于含有否定字眼的问题,可以从总体中把不符合要求的除去,此时需注意不能多减,也不能少减。
例如在例3中,也可用此法解答:五个数字组成三为数的全排列有 个,排好后发现0不能排首位,而且数字3,5也不能排末位,这两种排法要除去,故有 个偶数。
五、顺序固定问题用“除法”
对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一同排列,然后用总排列数除以这几个元素的全排列数。
例7、 6个人排队,甲、乙、丙三人按“甲---乙---丙”顺序排的排队方法有多少种?
分析: 不考虑附加条件,排队方法有 种,而其中甲、乙、丙的 种排法中只有一种符合条件。
故符合条件的排法有 种。
六、构造模型 “隔板法”
对于较复杂的排列问题,可通过设计另一情景,构造一个隔板模型来解决问题。
例8、 方程a+b+c+d=12有多少组正整数解?
分析:建立隔板模型:将12个完全相同的球排成一列,在它们之间形成的11个间隙中任意插入3块隔板,把球分成4堆,每一种分法所得4堆球的各堆球的数目,对应为a、b、c、d的一组正整解,故原方程的正整数解的组数共有 。
又如方程a+b+c+d=12非负整数解的个数;三项式 ,四项式 等展开式的项数,经过转化后都可用此法解。
七、分排问题“直排法”
把几个元素排成前后若干排的排列问题,若没有其它的特殊要求,可采取统一排成一排的方法来处理。
例9、7个人坐两排座位,第一排3个人,第二排坐4个人,则不同的坐法有多少种?
分析:7个人可以在前两排随意就坐,再无其它条件,故两排可看作一排来处理,不同的坐法共有 种。
八、表格法
有些较复杂的问题可以通过列图表使其直观化。
例10、9 人组成篮球队,其中7人善打前锋,3人善打后卫,现从中选5人(两卫三锋,且锋分左、中、右,卫分左右)组队出场,有多少种不同的组队方法?
分析:由题设知,其中有1 人既可打锋,又可打卫,则只会锋的有6人,只会卫的有2 人。
列表如下:
人数 6人只会锋 2人只会卫 1人即锋又卫 结果
不同
选法 3 2
3 1 1(卫)
2 2 1(锋)
由表知,共有 种方法。
除了上述方法外,有时还可以通过设未知数,借助方程来解答,简单一些的问题可采用列举法等。
解此类题常用的数学思想是:分类讨论的思想,转化思想和对称思想等三种。排列组合是高中数学的重点和难点之一,也是进一步学习概率的基础。事实上,许多概率问题也可归结为排列组合问题。这一类问题不仅内容抽象,解法灵活,而且解题过程极易出现“重复”和“遗漏”的错误,这些错误甚至不容易检查出来,所以解题时要注意不断积累经验,总结解题规律,掌握若干技巧,最终达到能够灵活运用。
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