排列组合问题常用解题的11种技巧

2013-04-29 14:06韩梁发郑蔚文
数学学习与研究 2013年9期
关键词:排法末位白球

韩梁发 郑蔚文

排列组合问题是高考的必考题,也是高考的热点问题.它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握.实践证明,掌握题型和识别模式,并熟练运用,是解决排列组合问题的有效途径.从具体的解题方法或技巧来看,又可将问题归结为以下11种技巧.

1.元素相邻,捆绑为一.例如:A,B,C,D,E五人并排站成一排,如果A,B必须相邻且B在A的右边,那么不同的排法种数有多少?

解析把A,B视为一人,且B固定在A的右边,则本题相当于4人的全排列,有A44=24(种).

2.元素相间,插空处理.例如:5名男生,3名女生站成一排,要求女生互不相邻的排法共有A55·A36种.

3.特殊优先,一般在后.例如:用0,1,2,3,4这五个数字组成多少个各位数字不重复的三位偶数?

解析此处特殊元素是0和2,4,特殊位置是首位和末位,0不能放首位,0,2,4应放在末位,根据特殊先排的原则将问题分为0在末位和2,4在末位兩种情形,所以N=A24+A12·A13·A13=30(个).

4.条件交叉,容斥原理.例如:5名运动员中选4人参加接力赛,其中甲不跑首棒,乙不跑末棒,则一共有多少种不同的参赛方案?

解析此处甲不在首位,但可以在末位;乙不在末位,但可在首位.特殊元素和特殊位置之间的交叉,可以用容斥原理n(A∪B)=n(A)+n(B)-n(A∩B)来计算.

8.不同元素入盒,先分堆再排列.例如:将7名同学分到6个班级,每班至少一人,一共有多少不同的分法?

解析先将7名同学分成6堆,再按每班一堆作全排列,即N=C27×1×A66.

9.相同元素入盒,用隔板法处理.例如:10个三好学生名额分到7个班级,每个班级至少一个名额,有多少种不同分配方案?

解析10个名额分到7个班级,就是把10个名额看成10个相同的小球分成7堆,每堆至少一个,可以在10个小球的9个空位中插入6块木板,每一种插法对应着一种分配方案,故共有不同的分配方案为C69=84(种).

10.正难则反,间接作答.例如:一个袋中装有4个红球,6个白球.若从中若取出一个红球得2分,取出一个白球得1分.现从袋中任取4球,若使得分数不少于5分,不同的取法共有多少种?

解析若正面处理,则应分成{4红},{3红1白},{2红2白},{1红3白}这四类分别求组合数.若从反面看,只需选出的四球不全是白球就可以满足要求.所以N=C410-C46=195(种).

11.环状排列,化环为直.例如:4名同学2名老师手牵手围成一圈,有多少不同的排法?若要求老师必须相邻,又有多少种不同的排法?

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