☉浙江省東陽中學(xué) 陳立明
排列問題的類型多樣、背景豐富、解法靈活多變,是每年高考必考知識(shí)點(diǎn)之一.仔細(xì)審題,根據(jù)已知條件選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}技巧與方法是成功解題的關(guān)鍵.下面介紹幾種常用的解題技巧與方法.
是指把一些要求相鄰的元素(或位置)看成一個(gè)整體考慮的方法.也可以歸納為口訣:相鄰問題“捆綁法”.
例1 3對(duì)夫妻排成一列.
(1)甲、乙兄弟2人要求必須排在一起;
(2)3對(duì)夫妻都不能分開;
(3)甲、乙兩人之間必須間隔1個(gè)人.
是指讓其他元素(位置)先排列,然后把需要特殊考慮的元素(位置)插入已排好的元素之間的方法.往往用來解決不相鄰問題,歸納為口訣:不相鄰問題“插空法”.
例2 記者要為5名志愿者和2位老人照相.
(1)甲、乙兩人要分開,有多少種?
(2)要求老人不相鄰且不坐兩端,則不同的排法有多少種?
不相鄰問題中有一種特殊問題:相間問題.這類問題的解決與插空法有一定的聯(lián)系與區(qū)別.
例3 (1)4名男生,3名女生,要求男生、女生都互不相鄰,問:有幾種排法?
(2)3名男生,3名女生,要求男生、女生都互不相鄰,問:有幾種排法?
是指部分元素(位置)的順序有特殊要求,我們先不做考慮,全排列好后除去這部分元素的所有的排列數(shù)的辦法.口訣可以歸納為:定序問題用“除法”.
例4A、B、C、D、E五人按先后順序上車.
(1)若B必須在A前(A、B可以相鄰),則不同的排法的種數(shù)是多少?
(2)若A、C、E三人已經(jīng)約定了上車先后次序(三人不一定相鄰),則有多少種排法?
(3)若A、B相鄰且B必須在A前,則不同的排法的種數(shù)是多少?
是指一些要求滿足的情況比較復(fù)雜,我們把所有不滿足條件的排列減去.可以歸納為口訣:正難則反,減去不滿足,它是間接法的一種.
例5 一個(gè)班級(jí)某天要排不同的6門課.
(1)語文老師不喜歡第6節(jié),問:有幾種排課方法?
(2)若體育不排第1節(jié),數(shù)學(xué)不排最后一節(jié),問:有幾種排課方法?
是指比較多的要求要同時(shí)滿足,為了理清所有要求,我們有針對(duì)性地進(jìn)行分類討論的方法.口訣是這樣的:討論可把亂理清.
例6 用0、1、2、3、4、5這6個(gè)數(shù)字組成無重復(fù)數(shù)字.
(1)有多少個(gè)三位偶數(shù)?
(2)有多少個(gè)能被3整除的四位數(shù)?
(2)被3整除的三位數(shù)的特征是個(gè)位、十位、百位、千位的數(shù)字之和是3的倍數(shù).可是三個(gè)數(shù)之和是3的倍數(shù)的比較多,通過分類理清思路.
第二類,被3整除的數(shù)取1個(gè),這樣剩余三個(gè)數(shù)之和肯定不能被3整除,不存在.
所以總共有96個(gè)能被3整除的四位數(shù).
是指把所要分配的名額等分隔成若干段,然后每人拿走屬于自己的名額的方法.也可以歸納為口訣:名額分配“隔板法”.這種方法應(yīng)用范圍特定,特征明顯.
例7 學(xué)校決定把12個(gè)參觀航天航空博物館的名額給二(1)、二(2)、二(3)、二(4)四個(gè)班級(jí).
(1)要求每個(gè)班級(jí)至少有1個(gè)名額,問:有幾種分配方案?
(2)要求每個(gè)班分得的名額不比班級(jí)序號(hào)少:即二(1)班至少1個(gè)名額,二(2)班至少2個(gè)名額,……,問:有幾種分配方案?
(2)先給二(2)、二(3)、二(4)班各1、2、3個(gè)名額,在把剩余的6個(gè)名額分配給4個(gè)班級(jí),每個(gè)班級(jí)至少1個(gè),從而把問題變成了隔板模型:6個(gè)名額之間形成5個(gè)間隙,在5個(gè)間隙中任意插入3塊隔板,把名額分給4個(gè)班級(jí).共=10(種).