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文檔簡介

1、解決排列組合問題的常用技巧與策略解決排列組合問題要講究策略,首先要認真審題,弄清楚是排列(有序)還是組合(無序),還是排列與組合混合問題。其次,要抓住問題的本質特征,準確合理地利用兩個基本原則進行“分類與分步”。加法原理的特征是分類解決問題,分類必須滿足兩個條件:類與類必須互斥(不相容),總類必須完備(不遺漏);乘法原理的特征是分步解決問題,分步必須做到步與步互相獨立,互不干擾并確保連續(xù)性。分類與分步是解決排列組合問題的最基本的思想策略,在實際操作中往往是“步”與“類”交叉,有機結合,可以是類中有步,也可以是步中有類。 以上解題思路分析,可以用順口溜概括為:審明題意,排(組)分清;合理分類,用

2、準加乘;周密思考,防漏防重;直接間接,思路可循;元素位置,特殊先行;一題多解,檢驗真?zhèn)巍?(一)特殊元素的“優(yōu)先安排法”對于特殊元素的排列組合問題,一般先考慮特殊元素,再考慮其他元素的安排。在操作時,針對實際問題,有時“元素優(yōu)先”,有時“位置優(yōu)先”。 例1:這五個數字,組成沒有重復數字的三位數,其中偶數共有幾個? 解法一:(元素優(yōu)先)分兩類:第一類,含,在個位有種,在十位有種;第二類,不含,有種。 故共有種。 注:在考慮每一類時,又要優(yōu)先考慮個位。 解法二:(位置優(yōu)先)分兩類:第一類,在個位有種;第二類,不在個位,先從兩個偶數中選一個放個位,再選一個放百位,最后考慮十位,有種。 故共有 (二)

3、總體淘汰法對于含有否定詞語的問題,還可以從總體中把不符合要求的除去,此時應注意既不能多減也不能少減,例如在例中也可以用此法解答:個數字組成三位數的全排列為,排好后發(fā)現不能在首位,而且和不能排在末尾,這兩種不合題意的排法要除去,故有個偶數(三)合理分類與準確分步解含有約束條件的排列組合問題,應按元素的性質進行分類,事情的發(fā)生的連續(xù)過程分步,做到分類標準明確,分布層次清楚,不重不漏例2:個人從左到右站成一排,甲不站排頭,乙不站第二個位置,不同的站法有解:由題意,可先安排甲,并按其進行分類討論:(1)若甲在第二個位置上,則剩下的四人可自由安排,有種方法;(2)若甲在第三個或第四個位置上,則根據分布計

4、數原理不同的站法有種站法;再根據分類計數原理,不同的站法共有:種(四)相鄰問題:捆綁法對于某些元素要求相鄰排列的問題,可先將相鄰元素捆綁成整體并看作一個元素再與其它元素進行排列,同時對相鄰元素內部進行自排。例3:個男生個女生排成一列,要求女生排一起,共有幾種排法? 解:先把個女生捆綁為一個整體再與其他個男生全排列。同時,個女生自身也應 全排列。由乘法原理共有種。 (五)不相鄰問題用“插空法”對于某幾個元素不相鄰的排列問題,可先將其他元素排好,再將不相鄰的元素在已排好的元素之間及兩端的空隙之間插入即可(注意有時候兩端的空隙的插法是不符合題意的).例4:個男生個女生排成一列,要求女生不相鄰且不可排

5、兩頭,共有幾種排法? 解:先排無限制條件的男生,女生插在個男生間的個空隙,由乘法原理共有種。 注意:分清“誰插入誰”的問題。要先排無限制條件的元素,再插入必須間隔的元素;數清可插的位置數;插入時是以組合形式插入還是以排列形式插入要把握準。 例5: 馬路上有編號為的盞路燈,現要關掉其中的三盞,但不能同時關掉相鄰的兩盞或三盞,也不能關兩端的路燈,則滿足要求的關燈方法有幾種? 解:由于問題中有盞亮盞暗,又兩端不可暗,故可在盞亮的個間隙中插入個暗的即可,有種。 (六)順序固定問題用“除法”或選位不排或先定后插對于某幾個元素順序一定的排列問題,可先把這幾個元素與其他元素一起進行排列,然后用總排列數除以這

6、幾個元素之間的全排列數?;蛳仍诳偽恢弥羞x出順序一定元素的位置而不參加排列,然后對其它元素進行排列。也可先放好順序一定元素,再一一插入其它元素。 例6: 人參加百米跑,若無同時到達終點的情況,則甲比乙先到有幾種情況? 解法一:先人全排有種,由于全排中有甲、乙的全排種數,而這里只有種是符合要求的,故要除以定序元素的全排列種,所以有種。 解法二:先在個位置中選個位置放定序元素(甲、乙)有種,再排列其它人有,由乘法原理得共有種。 解法三:先固定甲、乙,再插入另三個中的第一人有種方法,接著插入第二人有種方法,最后插入第三人有種方法。由乘法原理得共有種。 (七)“小團體”排列,先“團體”后整體對于某些排列

7、問題中的某些元素要求組成“小團體”時,可先按制約條件“組團”并視為一個元素再與其它元素排列。 例7:四名男歌手與兩名女歌手聯合舉行一場演唱會,演出的出場順序要求兩名女歌手之間有兩名男歌手,則出場方案有幾種? 解:先從四名男歌手中選人排入兩女歌手之間進行“組團”有種,把這個“女男男女”小團體視為人再與其余男進行排列有種,由乘法原理,共有種 (八)分排問題用“直排法”把個元素排成若干排的問題,若沒其他的特殊要求,可用統(tǒng)一排成一排的方法來處理例8:個人坐兩排座位,第一排坐人,第二排坐人,則有種排法解:個人,可以在前后兩排隨意就座,沒有其他的限制條件,故兩排可以看成一排來處理,所以不同的坐法有(九)逐

8、步試驗法 如果題中附加條件增多,直接解決困難,用試驗法尋找規(guī)律有時也是行之有效的方法例9:將數字填入標號為的四個方格內,每個方格填一個,則每個方格的標號與所填的數字均不相同的填法種數有種。解:此題考查排列的定義,由于附加條件較多,解法較為復雜,可用試驗法逐步解決第一方格內可填或或如填,則第二方格內可填或或若第二方格內填,則第三方格內只能填,第四方格內填若第二方格填,則第三方格應填,第四方格應填同理,若第二方格填,則第三、四方格應分別填,。因而第一方格填共有種方法。同理,第一格填或也各有種,所以一共有種方法。(十)探索規(guī)律法對于情況復雜,不易發(fā)現其規(guī)律的問題需要仔細分析,探索出其中規(guī)律,再予以解

9、決。例10:從到的自然數中,每次取出不同的兩個數,使他們的和大于,則不同的取法種數有種。解:此題的數字較多,情況也不一樣,需要分析摸索其規(guī)律。為方便,兩個加數中較小的為被加數,為被加數的有種;同理,為被加數的有種;為被加數的有種;為被加數的有種;為被加數的有種;但為被加數的只有種;為被加數的只有種;為被加數的只有種,故不同的區(qū)法有:種。(十一)“住店”問題解決“允許重復排列”的問題要注意區(qū)分兩類元素:一類元素可重復,另一類元素不能重復。把不能重復的元素看著“客”,能重復的元素看著“店”,再利用分步計數原理直接求解的方法稱為“住店法”。例11:名學生爭奪五項冠軍,獲得冠軍的可能種數是種。解:應同

10、一學生可同時奪得項冠軍,故學生可重復排列,將名學生看著家“店”,五項冠軍看著名“客”,每個客有種住宿方法,由分步計數原理得種。(十二)特征分析法有約束條件的排數問題,必須緊扣題中所提供的數字和結構特征,進行推理,分析求解。例12:由六個數可組成多少個無重復且是的倍數的五位數?解:分析數字的特征:的倍數的數既是的倍數,又是的倍數。其中的倍數又滿足“各個數位上的數字之和是的倍數”的特征。而且是的倍數,從個數字中取個,使之和還是的倍數,則所去掉的數字只能是或。因而可以分兩類討論:第一類,所排的五位數不含,即由作數碼;首先從三個中任選一個作個位數字有種,然后其余個數字在其他數位上的全排列有,所以;第二

11、類,所排的五位數不含,即由作數碼,依上法有,故種。(十三)相同元素進盒,用檔板分隔 例13:張參觀公園的門票分給個班,每班至少張,有幾種選法? 解:這里只是票數而已,與順序無關,故可把張票看成個相同的小球放入個不同的盒內,每盒至少球,可先把球排成一列,再在其中個間隔中選個位置插入塊“檔板”分成格(構成個盒子)有種方法。 注:檔板分隔模型專門用來解答同種元素的分配問題。(十四)個數不少于盒子編號數,先填滿再分隔例14:個相同的球放入編號為的盒子內,盒內球數不少于編號數,有幾種不同的放法? 解:先用個球按編號數“填滿”各盒(符合起碼要求),再把個球放入個盒內即可,可用塊檔板與個球一起排列(即為兩類

12、元素的排列問題),有種。 (十五)不同元素進盒,先分堆再排列對于不同的元素放入幾個不同的盒內,當有的盒內有不小于個元素時,不可分批進入,必須先分堆再排入。 例15:個老師分配到個班搞活動,每班至少一個,有幾種不同的分法? 解:先把位老師分堆,有兩類:分布有種和分布有種,再排列到個班里有種,故共有種。 注意:不同的老師不可分批進入同一個班,須一次到位(否則有重復計數)。即“同一盒內的元素必須一次進入”。 (十六)兩類元素的排列,用組合選位法例16:級樓梯,要求步走完,每步可跨一級,也可跨兩級,問有幾種不同的跨法? 解:由題意知,有步跨單級,步跨兩級,所以只要在步中任意選步跨兩級即可。故有種跨法。 注意:兩類元素的排列問題涉及面很廣,應予重視。 例17: 沿圖中的網格線從頂點到頂點,最短的路線有幾條? 解:每一種最短走法,都要走三段“|”線和四段“”線,這是兩類元素不分順序的排列問題。故有或種走法。 例18: 從個班中選人組成校籃球隊(無任何要求),有幾種選法? 解:這個問

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