韓梁發(fā) 鄭蔚文
排列組合問(wèn)題是高考的必考題,也是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題.它聯(lián)系實(shí)際生動(dòng)有趣,但題型多樣,思路靈活,不易掌握.實(shí)踐證明,掌握題型和識(shí)別模式,并熟練運(yùn)用,是解決排列組合問(wèn)題的有效途徑.從具體的解題方法或技巧來(lái)看,又可將問(wèn)題歸結(jié)為以下11種技巧.
1.元素相鄰,捆綁為一.例如:A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果A,B必須相鄰且B在A的右邊,那么不同的排法種數(shù)有多少?
解析把A,B視為一人,且B固定在A的右邊,則本題相當(dāng)于4人的全排列,有A44=24(種).
2.元素相間,插空處理.例如:5名男生,3名女生站成一排,要求女生互不相鄰的排法共有A55·A36種.
3.特殊優(yōu)先,一般在后.例如:用0,1,2,3,4這五個(gè)數(shù)字組成多少個(gè)各位數(shù)字不重復(fù)的三位偶數(shù)?
解析此處特殊元素是0和2,4,特殊位置是首位和末位,0不能放首位,0,2,4應(yīng)放在末位,根據(jù)特殊先排的原則將問(wèn)題分為0在末位和2,4在末位兩種情形,所以N=A24+A12·A13·A13=30(個(gè)).
4.條件交叉,容斥原理.例如:5名運(yùn)動(dòng)員中選4人參加接力賽,其中甲不跑首棒,乙不跑末棒,則一共有多少種不同的參賽方案?
解析此處甲不在首位,但可以在末位;乙不在末位,但可在首位.特殊元素和特殊位置之間的交叉,可以用容斥原理n(A∪B)=n(A)+n(B)-n(A∩B)來(lái)計(jì)算.
8.不同元素入盒,先分堆再排列.例如:將7名同學(xué)分到6個(gè)班級(jí),每班至少一人,一共有多少不同的分法?
解析先將7名同學(xué)分成6堆,再按每班一堆作全排列,即N=C27×1×A66.
9.相同元素入盒,用隔板法處理.例如:10個(gè)三好學(xué)生名額分到7個(gè)班級(jí),每個(gè)班級(jí)至少一個(gè)名額,有多少種不同分配方案?
解析10個(gè)名額分到7個(gè)班級(jí),就是把10個(gè)名額看成10個(gè)相同的小球分成7堆,每堆至少一個(gè),可以在10個(gè)小球的9個(gè)空位中插入6塊木板,每一種插法對(duì)應(yīng)著一種分配方案,故共有不同的分配方案為C69=84(種).
10.正難則反,間接作答.例如:一個(gè)袋中裝有4個(gè)紅球,6個(gè)白球.若從中若取出一個(gè)紅球得2分,取出一個(gè)白球得1分.現(xiàn)從袋中任取4球,若使得分?jǐn)?shù)不少于5分,不同的取法共有多少種?
解析若正面處理,則應(yīng)分成{4紅},{3紅1白},{2紅2白},{1紅3白}這四類(lèi)分別求組合數(shù).若從反面看,只需選出的四球不全是白球就可以滿(mǎn)足要求.所以N=C410-C46=195(種).
11.環(huán)狀排列,化環(huán)為直.例如:4名同學(xué)2名老師手牽手圍成一圈,有多少不同的排法?若要求老師必須相鄰,又有多少種不同的排法?