摘 要:排列組合問題是高考的必考題,其思考方法獨特,求解思路靈活,聯(lián)系實際生動有趣,但題型多樣,不易掌握. 本文就排列組合問題中常用的解題方法進行了歸類整理.
關(guān)鍵詞:排列;組合;解題策略
排列組合問題是高考的必考題,它聯(lián)系實際生動有趣,但題型多樣,思路靈活,不易掌握,也是容易失分的題. 筆者以近年來的高考真題為例,介紹幾種常用的解題方法和策略.
[?] 分類法和分步法
[?] 特殊元素和特殊位置優(yōu)先策略
例2 (2006全國Ⅰ)安排7位工作人員在5月1日至5月7日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不安排在5月1日和2日,不同的安排方法共有_____種.(用數(shù)字作答)
解析 甲、乙二人的排法有特殊要求,優(yōu)先排這兩個特殊的元素. 甲、乙排法有A種,其余5人安排有A種方法,所以共有AA=2400種,故應(yīng)填2400.
[?] 插空法和捆綁法
對于某幾個元素不相鄰的排列問題,可先將其他元素排好,再將不相鄰元素在已排好的元素之間及兩端空隙中插入即可. 相反的,對于局部“小整體”的排列問題,可先將局部元素“捆綁”在一起看做一個元,與其余元素一同排列,然后再對這幾個元素進行全排列,即“松綁”. “相鄰”用“捆綁”,“不鄰”就“插空”.
例3 (2013全國大綱版理)6個人排成一行,其中甲、乙二人不相鄰的不同排法共有_____種. (用數(shù)字作答).
解析 先把其他4人排列有A種,再將甲、乙二人插入其中的5個“空”,有A種插入方法,即得不同的排法共有AA=480種,故填480.
例4 (1996年全國文)6名同學排成一排,其中甲、乙兩人必須排在一起的不同的排法有( )
A. 720種 B. 360種
C. 240種 D. 120種
解析 把甲、乙兩人視為一人,這樣6個人看做5個人,5個人的排法有A種,甲、乙兩人還有順序問題,所以排法為AA=240種,故選C.
[?] 選排問題先選后排策略
解排列組合混合問題,先選后排是最基本的指導思想.
例5 (2013北京理)將序號分別為1,2,3,4,5的5張參觀券全部分給4人,每人至少1張,如果分給同一人的2張參觀券連號,那么不同的分法種數(shù)是____.
解析 先選出給同一人的2張連號券,有12,23,34,45四種選法,再對4個人全排列,故共有4A=96種分法.
[?] 定序問題用除法
對于某幾個元素順序一定的排列問題,可先將這幾個元素與其他元素一同進行排列,然后用總的排列數(shù)除以這幾個元素的全排列數(shù).
例6 (2006江蘇)今有2個紅球、3個黃球、4個白球,同色球不加以區(qū)分,將這9個球排成一列有 種不同的方法.
解析 同色球不加以區(qū)分,先全排列,再消去各自的順序即可,因而將這9個球排成一列共有=1260種不同的方法,故填1260.
[?] 元素相同問題隔板策略
對于相同元素的分組這類典型問題,可用“隔板”法求解.
例7 某學校要從高三的6個班中派9名同學參加市中學生外語口語演講,每班至少派1人,則這9個名額的分配方案共有_____種.
解析 將9個名額視為9個相同的小球排成一排,然后在9個小球的8個空位中插入5塊木板,每一種插法對應(yīng)著一種方法,故共有不同的方法為C=56種,故應(yīng)填56.
[?] 復(fù)雜排列組合問題構(gòu)造模型法
例11 馬路上有編號為1、2、3、…、9九盞路燈,現(xiàn)要關(guān)掉其中的三盞,但不能關(guān)掉相鄰的二盞或三盞,也不能關(guān)掉兩端的兩盞,則滿足條件的關(guān)燈方案有_____種.
解析 一些不易理解的排列組合題,如果能轉(zhuǎn)化為熟悉的模型如填空模型、排隊模型、裝盒模型可使問題變得容易解決. 此問題看似復(fù)雜,其實可以把當做一個排隊模型,在6盞亮燈的5個空隙中插入3盞不亮的燈C=10種方法,所以滿足條件的關(guān)燈方案有10種,故應(yīng)填10.
由于排列組合問題考查思維靈活,因而這里所介紹的適用不同要求的各種方法并不是絕對的,對于同一問題有時會有多種方法,這時要認真思考和分析,靈活選取最佳方法.