摘要:本文主要圍繞高中排列組合問(wèn)題進(jìn)行研究討論,旨在充分了解排解組合的解題技巧和排列組合的類(lèi)型題目,為以后學(xué)好概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。排列組合類(lèi)型的題目相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,也很易于理解,因此其也是考生比拿分的題型,但想全面掌握也是比較困難的,因?yàn)樵诟咧袛?shù)學(xué)教材中,排列組合的問(wèn)題類(lèi)型相對(duì)來(lái)說(shuō)較多,題目和紛繁多樣,而對(duì)于考生來(lái)講,在解答此類(lèi)問(wèn)題時(shí)往往會(huì)因?yàn)闆](méi)有分清題目,錯(cuò)用解題方法而導(dǎo)致題目解答錯(cuò)誤。本文就高中排列組合問(wèn)題的類(lèi)型進(jìn)行歸納和總結(jié),目的在于將高中課程中涉及到的排列組合問(wèn)題進(jìn)行研究和歸納,為今后在解題和高考中遇到問(wèn)題能夠第一時(shí)間快速準(zhǔn)確的找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵和方法,從而提升解題能力,培養(yǎng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,并在高考中取得良好的成績(jī)。
關(guān)鍵詞:排解組合;相鄰問(wèn)題;相隔問(wèn)題;定序問(wèn)題
引言:
通過(guò)學(xué)習(xí)高中教材和閱讀課外知識(shí)我們可以了解到,在高中數(shù)學(xué)習(xí)題中或者是高考數(shù)學(xué)常見(jiàn)排列組合問(wèn)題有相鄰問(wèn)題,相離問(wèn)題,定序問(wèn)題,元素相同問(wèn)題,圓排列問(wèn)題等等。而對(duì)這些問(wèn)題常見(jiàn)的解題技巧有捆綁法,插空法,空位法,隔板法。選取哪一種方法去解決問(wèn)題是關(guān)鍵,也是我們要討論的目的所在,因?yàn)樵诮獯鹋帕薪M合題目的時(shí)候一定要先判斷清楚題目的類(lèi)型,再選擇使用什么解題方法,只有這樣才能正確的解決問(wèn)題,不然如果用錯(cuò)解題方法,將很容易算出一個(gè)錯(cuò)誤的答案。下面對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析:
排列與組合都是計(jì)算從N個(gè)元素中任取R個(gè)元素的取法總數(shù)公式。其主要區(qū)別在于,如果不講究取出元素間的次序,則用組合公式,否則用排列公式[1]。
一、相鄰問(wèn)題(捆綁法)
相鄰問(wèn)題是常見(jiàn)的一類(lèi)考試題目,常常出現(xiàn)在高考的選擇題中,以2兩種元素為例子(當(dāng)然在考試的過(guò)程中可能出現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的元素相鄰問(wèn)題),此類(lèi)問(wèn)題有一個(gè)及其明顯的特征,即要求元素A和B在排位時(shí)要在一起[2]。面對(duì)這類(lèi)問(wèn)題時(shí),最簡(jiǎn)單的考慮方式就是就要把元素A和B捆綁到一起作為一個(gè)整體的元素C來(lái)進(jìn)行考慮,也就是將元素C與其它的元素進(jìn)行排列組合,再按照排列組合的公式進(jìn)行解題即可,在解決此類(lèi)問(wèn)題的過(guò)程中,根據(jù)題目的要求,要充分考慮和注意元素A和B的位置是否可換。下面舉兩個(gè)例子:例子1:有ABCDE五個(gè)元素,進(jìn)行排列組合,要求AB相鄰,問(wèn)有多少種排列方式?解答:利用捆綁法我們知道,考慮問(wèn)題的時(shí)候把AB考慮為一個(gè)元素,即AB整體看成Q,所以原題可以看作為QCDE的排列組合,所以原題的結(jié)論為。這就是捆綁法在常見(jiàn)題目中的一種應(yīng)用。例子2:上述的原題如果考慮AB兩個(gè)元素的位置關(guān)系,那么AB兩個(gè)元素的位置關(guān)系只能是AB和BA所以,上述例題將AB元素的位置關(guān)系考慮在內(nèi)的話,就是。
二、相離問(wèn)題(插空法)
相離問(wèn)題和相鄰問(wèn)題一樣也是排列組合經(jīng)??疾榈念}目之一,以2種元素為例子(當(dāng)然在考試的過(guò)程中可能出現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的元素相離問(wèn)題),這一類(lèi)問(wèn)題的特征就是要求A和B不能排在一起。當(dāng)遇到這種問(wèn)題時(shí),就要將A和B抽出來(lái),剩下的元素進(jìn)行排列組合,那么開(kāi)頭、結(jié)尾及每?jī)蓚€(gè)元素之前就會(huì)留下一個(gè)空,接下來(lái)將A和B分別插入這些空里即可。舉例子說(shuō)明和分析,例子1:還以ABCDE,5個(gè)元素進(jìn)行討論,討論AB不排列在一起的情況,那么就是將元素A和B提取出來(lái),將CDE進(jìn)行全排列,,CDE元素形成的空檔加上首尾一共是四個(gè)空檔位置,也就是將A和B填充到這四個(gè)空檔位置中,即,所以原題可以得到。
三、定序問(wèn)題(空位法)
定序問(wèn)題在排列組合中也是比較普遍的一個(gè)考點(diǎn),但是它不會(huì)單獨(dú)作為考點(diǎn)被考查,而一般是放到其他題目中,作為一個(gè)小考點(diǎn)去考查。定序問(wèn)題一般是指在排列時(shí)某幾個(gè)元素的相對(duì)位置已經(jīng)確定了,還以兩個(gè)元素為例子,比如要求元素A排列在元素B前面,那么A和B就不需要進(jìn)行排列只需要找到它們的位置就好。那么就可以把A和B空出來(lái)如一共有n個(gè)元素,將剩下的(n-2)個(gè)元素進(jìn)行排列就可以了,排法就是 。
四、元素相同問(wèn)題(隔板法)
常見(jiàn)形式就是有m個(gè)相同元素,要分成n份。因?yàn)橐竺恳环葜兄辽儆幸粋€(gè)元素,所以可以將m個(gè)元素先排成一排,每?jī)蓚€(gè)元素之間剩下一個(gè)空,用(n-1)塊板插入這(m-1)個(gè)空中,就可以完成了,所有的分法數(shù)就是。針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題,還有一種解決辦法,在給定的題目中,我們了解到要求每一份中至少有一個(gè)元素,那么我們就先在每一份中都放入一個(gè)元素,剩下的m-n個(gè)元素再進(jìn)行隨機(jī)分配,也可以解除此題。例子:假設(shè)有6個(gè)乒乓球,要分成3份,那么利用上述的第一種方法,可以求得結(jié)果,求得結(jié)果等于10種;那么利用第二種方法可以得到,每一個(gè)份里面必然有一個(gè)乒乓球,那么剩余的乒乓球就是6-3=3個(gè),將剩余的3個(gè)球隨機(jī)放入三份中,那么就有。所以原題可以求出。
通過(guò)這個(gè)例子我們可以看出,解決高中數(shù)學(xué)中的排列組合問(wèn)題的方法不只是一種,而是很多種,所以在平日的習(xí)題訓(xùn)練過(guò)程中,我們要充分找到解題思路和解題方法,只有這樣才能迅速找到解題的有效途徑,獲得事半功倍的解題能力。
五、圓排列問(wèn)題(直排法)
圓排列問(wèn)題也是排列組合中常見(jiàn)的考點(diǎn)之一,圓排列的考查點(diǎn)在于首尾相接的問(wèn)題,當(dāng)題目中出現(xiàn)圓桌,穿成項(xiàng)鏈之類(lèi)的字眼時(shí),就表示此類(lèi)問(wèn)題是圓排列問(wèn)題。在解決圓排列的問(wèn)題中,不妨找出一個(gè)點(diǎn),將這個(gè)點(diǎn)固定,然后在這條直線上進(jìn)行排列,又因?yàn)閳A首尾相連,所以會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的情況,最后除去重復(fù)的情況即可,計(jì)算式為 。
六、結(jié)束語(yǔ)
排列組合問(wèn)題雖然說(shuō)在高考中所占的比重不是特別大,知識(shí)點(diǎn)學(xué)起來(lái)也不是特別困難,但是要想學(xué)好學(xué)會(huì)弄懂,卻要下一定的功夫,針對(duì)具體的排列組合問(wèn)題要找到相應(yīng)的處理方法。只有這樣才能的解決排列組合的問(wèn)題。從而在高考中取得良好的成績(jī),并為學(xué)習(xí)好概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]茆詩(shī)松 程依明 濮曉龍.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教程[M].高等教育出版社.2004
[2]徐輝梅.高中數(shù)學(xué)排列組合解題技巧研究[J].高中數(shù)理化.2014 (22):7-7
作者簡(jiǎn)介:劉宗雨(2000.10)男,民族:漢,學(xué)校:河南省鄭州市第七中學(xué)。