首页 -> 2007年第4期

排列、组合题的过常用解题方法与技巧

作者:王晓艳




  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。但由于题型多样,思路灵活,不易掌握,本文列举了几种常见的排列组合问题的解题策略,以期与大家交流。
  
  一、相邻问题捆绑法
  
  对于某些元素要求相邻的问题,可整体视这些元素为一个“大”元素与其他元素排列,再考虑这些元素本身是否要全排列。如需要,再对这些元素进行全排列。
  [例1]7人站成一排照相,要求甲、乙、丙三人必须相邻,有——种不同的排法。
  分析:先把甲、乙、丙三人“捆绑”起来看作是一个元素,与其余4人共5个元素作全排列,有
  种排法,而后对甲、乙、丙三人进行全排列,再利用分步计数原理可得720种不同排法。
  
  二、不相邻问题插空法
  
  对于要求某些元素不能相邻,其他元素将其隔开的问题,可以先把其他元素排好,再将要求不相邻的元素插入到它们的间隙或两端的位置。
  [例2]七个人并排站成一行,如果要求甲、乙两个人必须不相邻,那么不同排法的种数是( )
  A.1440种
  B.3600种
  C.4820种
  D.4800种
  分析:除甲、乙外,其余5个人的排列数为种,再用甲、乙去插6个空位有种,不同排法种数是3600种,故选B。
  
  三、无差别问题隔板法
  
  对于把无差别的元素分配到有差别的位置,常用隔板模型法。
  [例3]12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有——种。
  分析:将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11个间隔中选出3个,放上“隔板”,若记“|”看作隔板,则如图00 | 0000 | 0000 | 00隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4四个盒子相应放入2个,4个,4个,2个小球,这样每一种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11个间隔中选出3个间隔的组合对应于一种放法,所以不同的放法有165种。
  
  四、定位问题优先法
  
  对于有限制条件的排列问题,首先考虑受限制的元素(或位置),再考虑其余元素(或位置)。
  [例4]把6个学生分到一个工厂的三个车间实习,每个车间2人。若甲必须分到一车间,乙和丙不能分到二车间,则不同的分法有种。
  分析:先安排进二车间实习的人,有种方法,再安排进一车间的人有种方法,余下的2人进三车间,所以共有9种分法。
  
  五、定序问题缩倍法
  
  在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序称为定序问题,这类问题可用缩小倍数的方法求解较为方便。
  [例5]A、B、C、D、E五个人并排站成一排,如果B必须站A的右边(A、B可不相邻),那么不同的排法种数有( )
  A.24种、B.60种 C.90种 D.120种
  分析:若不考虑限制条件,则有Ai种排法,而A、B之间排法有种,故B站A右边的排法只有一种符合条件,故符合条件的排法有60种,故选B。
  
  六、有序分配问题逐分法
  
  对于有固定对象的分配问题,可以按要求一个接一个去取,由分步计数原理计算取法总数。
  [例6]12名同学分别到三个不同的路口进行车流量的调查,若每个路口4人,则不同的分配方案共有( )
  A.种 B.种 C.种 D.种
  分析:以路口去取人,甲路口先从12人中取4人,有种取法,乙路口再从剩下8人中取4人,有种取法,丙路口从剩下4人中取4人,有种取法。由分步计数原理,则不同的分配方案共有种,故选A。
  
  七、交叉问题集合法
  
  某些排列组合问题几部分之间有交集,可用集合中求元素个数公式n(AUB)=n(A)+n(B)-n(AnB)来求解。
  [例7]从6名运动员中选出4个参加4×100m接力赛,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少种不同参赛方法?
  分析:设全集I={6人中任取4人参赛的排列},A={甲跑第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根据求集合元素个数的公式得参赛方法共有:
  n(I)-n(A)-n(B)+n(AnB)= (种)
  
  八、标号排位问题分步法
  
  对于要求把元素排到指定号码的位置上。可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成。
  [例4]将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有( )
  A.6种 B.9种 C.11种 D.23种
  分析:先把1填入方格,符合条件的有3种方法,第二步把被填入方格的对应数字填入其它三个方格,又有三种方法;第三步填余下的两个数字,只有一种填法,共有3×3×1=9种填法,故选B。
  
  九、“至多”“至少”问题分类、排杂法
  
  关于“至多”“至少”类型的组合问题,可用分类的方法或排杂的方法。
  [例9]从5个学生中选三人参加代表会,其中甲、乙两人中至少一人在内,共有多少种不同选法?
  分析:(分类法)若甲、乙中只选一人有种;若甲、乙都选有种。应用分类计数原理有=9(种)。
  (排杂法)从5人中任选3人,再减去甲、乙都不在内的选法即可。故所求为=9(种)。
  
  十、部分符合条件问题排除法
  
  对于有限制条件的问题,先以总体考虑,再把不符合条件的所有情况剔除,这是解决排列、组合题的常用策略。
  [例10]从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有——种。
  A.8
  B.12
  C.16
  D.20
  分析:此题正面分析情形较多,若逆向思考,则转化为总体中除去3个面两两相邻的情形。6个面中任意取3个,共有个,其中3个面两两相邻则对应于正方体的顶点个数,有8个,故所有不同选法有=12(个),故选B。
  总之,在解决排列、组合综合性问题时,必须深刻理解排列与组合的概念,能够熟练确定一个问题是排列问题还是组合问题,避免重复和遗漏,总结规律、掌握技巧,可大大提高分析问题和解决问题的能力。