很多同學(xué)對于排列組合的問題感到困惑,現(xiàn)就常用方法進行如下歸納:
一、相鄰元素捆綁法
對于某些元素要求相鄰的問題,可整體視這些元素為一個“大”元素與其他元素排列,再考慮這些元素本身是否要全排列,如果要,再對這些元素進行全排列。
例1.6名同學(xué)排成一排,其中甲、乙兩人必須排在一起的排法為____-種。
解析:因甲乙兩人要排在一起,故將甲乙兩人捆在一起視為一人,與其余4人進行全排列有A55種排法,但甲乙兩人要進行全排列有P22種排法,由分步計數(shù)原理可知共有240種排法。
二、不相鄰元素插空法
對于要求某些元素不能相鄰,其他元素將其隔開的問題,可以先把其他元素排列好,再將要求不相鄰的元素插入它們的空隙或兩端的位置。
例2.要排一張有6個歌唱節(jié)目和4個舞蹈節(jié)目的演出單,任何兩個舞蹈節(jié)目不得相鄰,問:有多少種不同的排法?
解析:先將6個歌唱節(jié)目排好,其排法為A66,這6個歌唱節(jié)目的空隙及兩端共7個空隙,再排4個舞蹈節(jié)目有P47種排法,由分步計數(shù)原理可知任何兩個舞蹈節(jié)目不得相鄰的排法。
三、定位問題優(yōu)限法
對于有限制條件的排列問題,首先考慮受限制的元素(或位置),再考慮其余元素(或位置)的解法,叫“優(yōu)限法”。
例3.從1、3、5、7中任取2個數(shù)字,從0、2、4、6、8中任取2個數(shù)字,組成沒有重復(fù)的四位數(shù),其中能被5整除的四位數(shù)共有
個。
解:能被5整除的數(shù)的個位數(shù)字是0或5,因此優(yōu)先考慮的特殊元素為0或5,優(yōu)先考慮的特殊位置是首位與末位(首位不能為0)這樣的四位數(shù)分兩類:
第一類:形如▲▲▲0的四位數(shù),其個數(shù)等于從1、3、5、7中任取2個數(shù)字,從2、4、6、8中任取1個數(shù)字,組成沒有重復(fù)數(shù)字的三位數(shù)的個數(shù),有C24C14A33=144個;
第二類:形如▲▲▲5的四位數(shù),又分有0無0兩小類,仿照第一類的分析無0的四位數(shù)的個數(shù)等于從1、3、5、7中除5以外再任取一個數(shù)字,從2、4、6、8中任取2個數(shù)字,組成沒有重復(fù)的三位數(shù)的個數(shù)有
C13C24A33=108。有0的四位數(shù)其個數(shù)等于從1、3、5、7中除5外再任取一個數(shù)字,從0、2、4、6、8中任取0和2、4、6、8中的一個數(shù),組成沒有重復(fù)的三位數(shù)C13C14A33-C13C14A22=48個,由分類計數(shù)原理可知,符合條件的四位數(shù)有144+108+48=300個。
四、相鄰問題一“元”法
對于某幾個元素要求相鄰的排列問題,可將相鄰的元素看作一個“元”與其他元素排列,然后在對“元”內(nèi)部元素排列。
例4.7人站成一排照相,甲、乙、丙三人相鄰,有多少種不同排法?
分析:把甲、乙、丙三人看作一個“元”,與其余4人共5個元作全排列,有A55種排法,而甲、乙、丙之間又有A33種排法,故共有A55A33種排法。
除了上述方法外,有時還可以通過設(shè)未知數(shù),借助方程法、分排問題“直排”法、 構(gòu)造模型“隔板”法、局部問題“整體優(yōu)先”法等,簡單一些的問題可采用列舉法,還可以利用對稱性或整體思想來解題等。
(作者單位 河北省正定三中)