王志武
“不相鄰問(wèn)題”高中數(shù)學(xué)(排列組合部分)非常典型的一類題,其專用方法是“插空法”,這種方法解決此類問(wèn)題的確獨(dú)特.比如:
例1:甲乙丙丁4人并排站成一行,其中甲乙兩人不相鄰,那么不同的排法種數(shù)是
解析:插空法,分兩步進(jìn)行:
第一步:先排丙丁,有 種方法;出現(xiàn)3個(gè)空,如圖
第二步:從3 個(gè)空中,選取兩個(gè),插入甲乙,有 種插法.
由分步乘法計(jì)數(shù)原理得,不同的排法共 種.
筆者在教學(xué)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)許多此類“不相鄰”問(wèn)題的延申問(wèn)題,暫且稱為“雙重不相鄰問(wèn)題”,其解決方法的本質(zhì)仍是“插空法”.
例2:某次聯(lián)歡會(huì)要安排3個(gè)歌舞類節(jié)目,2個(gè)小品類節(jié)目和1個(gè)相聲類節(jié)目的演出順序,則同類節(jié)目不相鄰的排法種數(shù)是()
A.72? ? ? ? B.120? ? ? ? ?C.144? ? ? ? ? D.168
解析:插空法
A. 第一步:先排3個(gè)歌舞類節(jié)目,有 種方法;出現(xiàn)4個(gè)空,如圖
B. 第二步;其余節(jié)目,采用插空策略.因?yàn)橹虚g兩個(gè)空必須插入兩個(gè)節(jié)目,再分類
① 如果中間兩空插入1個(gè)小品,1個(gè)相聲;再?gòu)氖S嗟?個(gè)空中選1個(gè),插入另外1個(gè)小品.有? 種方法.
② 如果中間兩空插入2個(gè)小品,與3個(gè)歌舞類節(jié)目排好后,會(huì)出現(xiàn)6個(gè)空,再?gòu)?個(gè)空中選1個(gè),插入1個(gè)相聲.共 種方法.
由分步乘法計(jì)數(shù)原理,共 種方法.
解題思路大體和例1,差不多.再看一個(gè)例題
例3:畢業(yè)晚會(huì)有3個(gè)音樂(lè)節(jié)目,2個(gè)舞蹈節(jié)目和1個(gè)曲藝節(jié)目,要求2個(gè)舞蹈節(jié)目不連排,3個(gè)音樂(lè)節(jié)目恰有2個(gè)節(jié)目連排,則不同的演出順序有幾種?
解析:第一步:先從3個(gè)音樂(lè)節(jié)目中任取2個(gè),采用“捆綁法”作為1個(gè)大節(jié)目,共有 種方法.這樣,可以看成共有5個(gè)節(jié)目,其中2個(gè)音樂(lè)節(jié)目不相鄰,2個(gè)舞蹈節(jié)目不相鄰,這樣就可以轉(zhuǎn)化為類似于例2的情境.
第二步:可以根據(jù)曲藝節(jié)目所在位置,分類討論:
①曲藝? ?音1? ? ? 舞1? ? ? 音2? ? ? ?舞2
曲藝節(jié)目在第1或第5位置時(shí),其余4個(gè)位置,音樂(lè)和舞蹈節(jié)目只能是間隔排列(如圖),這種情況下,共有 種方法.
② ? ?音1? ? ? 曲藝? ? ?舞1? ? ? ?音2? ? ? ? ? 舞2
曲藝節(jié)目在第2或第4位置時(shí),其余4個(gè)位置,音樂(lè)和舞蹈節(jié)目也只能是間隔排列(如圖),同第一種情況,也是16種方法.
③ ? 音1? ? 舞1? ? ? 曲藝? ? ? 音2? ? ? ?舞2
音1? ? 舞1? ? ? 曲藝? ? ? 舞2? ? ? ?音2
曲藝節(jié)目在第3位置時(shí),其余4個(gè)位置,音樂(lè)和舞蹈節(jié)目也只能是間隔排列,有兩種情況,如上圖,共 種方法.
由分步乘法計(jì)數(shù)原理得,共有 種方法.
通過(guò)以上幾個(gè)例子,我們可以發(fā)現(xiàn),任何一道看似比較難的題,我們?nèi)钥梢詺w結(jié)到最基本的原理去解決.由此看出,打好基礎(chǔ),對(duì)學(xué)習(xí)是多么的重要!