章挺
排列組合問題是近幾年高考數(shù)學(xué)試題中的??純?nèi)容之一.排列組合問題有很多種類型,如相鄰問題、不相鄰問題、分組問題、分配問題等,其中不相鄰問題是指要求某些元素不相鄰排列的問題,即將n個不同的元素排成一排,求其中k() k≤n-k+1個元素互不相鄰的排列數(shù).解答此類問題的主要方法是插空位法.
運(yùn)用插空位法解答不相鄰問題的步驟為:
題目中要求5名兒童不相鄰,則需采用插空位法解題,先將無限制條件的元素(5位母親)進(jìn)行全排列;再將不相鄰的元素(5名兒童)插入已排好的元素(5位母親)之間的空位及兩端的位置上.
例2.將A,B,C,D,E, 5名同學(xué)按下列要求進(jìn)行排列,求所有滿足條件的排列方法數(shù).
(1)5名同學(xué)排成一排,且A,B不相鄰;
(2)5名同學(xué)排成一排,且A,B都不與C相鄰;
(3)若一排有6個座位,將5名同學(xué)安排到其中的5個座位上,且A,B不相鄰.
根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理可知,滿足條件的排列方法共有432+48=480種.
問題(1)中要求5名同學(xué)排成一排且A,B不相鄰,則需先將無限制條件的C,D,E排好,再將A,B插入已排好的3名同學(xué)之間的空位中,即可確保A,B不會相鄰.問題(2)中要求A,B都不與C相鄰,則需先將不受限制的D,E排好,然后將A,C插入已排好的同學(xué)之間的空位中,最后按要求將B插入已排好的同學(xué)之間的空位或兩端.對于問題(3),需先將A,B,C,D,E排好,再將一個空位插入.該題與問題(1)都要求A,B不相鄰,但問題(3)中除了要求A,B中間隔著C,D,E之外,還可需要考慮空位的位置,因此,需要分情況進(jìn)行討論.
總之,利用插空位法求解不相鄰問題需要注意以下兩點(diǎn):
1.要注意分辨清楚哪些是要求不相鄰的元素,哪些是要求相鄰的元素,不能混淆了;
2.要理清已排好元素之間的空位到底有幾個,有時需加上兩端的空位,有時不需要.
(作者單位:江蘇省沭陽如東中學(xué))