排列组合问题,常见解题策略

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2020年12月12日 07:42
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六年级上册语文作文-来源

2020年12月12日发(作者:阮宝光)


排列组合问题,常见解题策略
曹永玉

排列组合问题是高考的必考内 容,也是高考题中正确率最低的题目之一。
究其原因,是因为其思维方式独特,解题思路新颖,如果对题 意认识出现偏差
的话,极易出现计数中的“重复”和“遗漏”。教学中,提高学生解排列组合
题 的有效途径是将一些常见题型进行方法归类,构造模型解题, 这样有利于
学生认识模式,进而熟练应用 。本文列举了几种常见的排列组合问题的解题策
略,以期对大家有所帮助。
一、排列问题
1.某个(或某几个)元素要排在指定位置——特殊元素“优先法”。
例1. 乒乓球队的10 名队员中有3名主力队员,派5名参加比赛,3名
主力要排在第一、三、五位置,其余 7队员中选2名排在第二、四位置,那么
不同的出场安排共有多少种?

解析:3名主 力的位置确定在第一、三、五位中选,将他们优先安排,有
A
7
2
A
3
3
种可能,然后从其他队员中选2 人安排在第二、四位置,有A
7
2种排法,
因此结果有A
3
3
种。
点评:先排特殊(特殊元素或特殊位置)是解决排列问题的基本方法。
2.某个元素不排在指定位置——排除法。
例2. 5个人排队,其中甲不在排头的排法有多少?
解析1:(排除法)5人的全排列数A
5
5
,其中甲在排头的排列数A
4
4
,故甲
不在排头的排列数A5
5
--A
4
4
=96种
解析2:(特殊元素优先 法):先从余下的4个位置中选一位置排上,甲有


A
4
1
种方 法,然后其他4个元素排在余下的四个位置A
4
4
,所以总计A
4
4
A
4
1
种排法。
解析3:(特殊元素优先法):先从甲以外的4人 中选出一人排在特殊位置
——排头A
4
1
,然后其他四个元素排在余下的4 个位置A
4
4
,所以总计A
4
1
A
4
4< br>种
排法。
3. 相邻问题——捆绑法
例3. 4名男生和4名女生排成一排照相,要求4名女生必须相邻,有多
少种排法?
解析:4名女生 看作一个整体(捆绑),与4名男生共五个元素全排列A
5
5

但这4名女生 内部又有顺序A
4
4
,故A
4
4
A
5
5< br>种不同排法。
4. 小团体问题——捆绑法
例4.5人站一排,其中甲、乙之间有且只有一人的站法有多少?
解析:先从甲、乙之外的3 人中选一人,然后将甲、乙排在他的两边有
C
3
1
A
2
2< br>种方式,3人形成一个小团体,看作一个元素再与余下的2人排列有A
3
3
种。 因此共A
3
1
A
2
2
A
3
3
种不 同站法。
5. 不相邻问题——插空法
例5.要排一个有5个独唱节目和3个舞蹈节目单, 如果舞蹈节目不排在
开头,并且任意两个舞蹈节目不排在一起,则不同的排法有多少?
解析:先将5个独唱节目排列A
5
5
,形成的6个空挡中, 从后面5个空挡
中选3个排在舞蹈节目A
5
3
,故有A
5
5
A5
3
种不同排法。
6. 定序排列问题——缩短法
例6.书架上有6本书,新买了3本书插进去,保持原来6本书的顺序不
变,有多少种排法?
解析:9本书作全排列A
9
9
,考虑到原来6本书的顺序不变,原来的每一种


排法都重复了A
6
6
次,因此有A
9
9

A
6
6
种插法。
点评:若有n 个元素参加排列, 其中有m个元素顺序是确定的,则排列
数A
n
n
A
m
m
7. 重复排列问题——住店法
例7.8名同学争夺3项冠军,获得冠军的可能性有多少?
解析:冠军不能重复给多名同学, 但同一同学可以获得多项冠军。把8
名同学看作8家店,3项冠军看作三个客,他们都住进任意一家店, 每个店都
有8种可能,因此共有8
3
种不同结果。
点评:⑴重复排列问题要 区分两类元素,一类可以重复,看作店,另一类
不能重复,看作客。则通过住店法可以顺利解决。 ⑵类似问题很多,信投箱问题,映射问题均可以通过住店法解决。如8
封信投进3个信箱,有多少不 同结果?这里8封信是客,3个信箱是店,故有
3
8
种结果。
8.多排问题——排法
例8. 9个人排3排,每排3人,有多少种不同的排法?
解析:将2、3 排的排头分别接到第1、2排的排尾, 问题转化为9人排
一排,故有A
9
9
种。
9. 标号排位问题——分步法
例9.同室四人各写一张贺卡,先集中起来,然后每人从中拿到一张 别人
的贺卡,则四张卡不同的分配方式有多少种?
解析:先将四个人标号㈠㈡㈢㈣, 各自的卡标号①②③④,转化为卡与人
不对号入座问题。第一步㈠号同学取1张①号之外的卡A
3
1
;第二步由㈠号同
学取出的那张贺卡的供卡人取,有3种取法;第三步由第二步取 出的卡的供卡


人取,只有一种取法;第四步最后1人取卡,也只有1种取法,故有3×3 ×
1=9种分配方法。
点评:从第二步起,每1步由上一步取得卡的供卡人取。
二、组合问题
1、某元素一定选上(或不选上)问题
例10.某乒乓球队9名队员 ,其中2名种子选手,现选5人参赛,种子
选手都必须在内,有多少种不同选法?
略解:C
7
3

2. 至多、至少选上几个问题——分类讨论或排除法
例11. 在200件产品中有3件次品,现从中任取5件,其中至少有2件
次品的取法有多少?
略解一(分类讨论):C
3
2
C
197
3
+C
3< br>3
C
197
2

略解二(排除法):C
20 0
5
—C
197
5
—C
197
4
C
3
1

3、分组(分堆)问题
① 均匀分组问题:n 个元素分成m组,每组r个元素,则分法
[C
n
r
C
r
n -- r
-----C
r
r
]A
m
m
(其中mr=n)
例12.6本书分成3堆,每堆2本,有多少分法?
解析:共C
6
2
C
4
2
C
2
2
A
3
3
=15种 分法
② 非均匀分组法
例13.6本不同书分成1本,2本,3本3堆,有多少种不同分法?
解析:先从6本中取出 1本为一堆,再从剩下的5本中取2本为第二堆,
余下的为第3堆时,故共C
6
1C
5
2
C
3
3
=60种分法。
点评:①若只有分堆,而不只是分到某一位置或某个人,则只与组合有关。


③ 要区分是否均匀分堆,均匀分堆要除以排列数A
m
m
(其中m为分成组数)
4、分配问题。
例14.12名同学平均分3组,参加制作航空模型比赛,3个教师各参加< br>一组进行指导,问有多少种分组方法?
解析一:将12名同学平均分3组,共[C12
4
C
8
4
C
4
4
A
3< br>3
]种分法,再对3名教
师按每组一人分配到各组去有A中方式,故共{[C
1 2
4
C
8
4
C
4
4
A
3
3
]}A
3
3
=34650 中分
组方法。
解析 二:先将3名教师各设为1组,再将12名学生按序平均分配到这三
个组中去,共计C
124
C
8
4
C
4
4
=34650 种分配方式。
点评:若分配中,指定分到某个特定位置或某个人,则与排列组合都有关,
一般先组合 ,后排列。即这样的分配问题可按解析一种方式先分堆,再分配。
5、相同元素的分配问题——隔板法
例15.有10个三好学生名额,分配到高三6个班级,每班至少有1个名
额,共有多少种不同 的分配方案?
解析:10个名额看作10个相同元素拍成一排,中间看作9个空档,将5
个隔 板插入9个空档,则每一种插法对应一种分配方案,共C
9
5
=126种不同分
配方案。
(此文发表在省级刊物《教育实践与研究》二零零五年第十期。)

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