排列问题的“一字诀”
2012-08-27浙江省东阳中学陈立明
☉浙江省东阳中学 陈立明
排列问题的类型多样、背景丰富、解法灵活多变,是每年高考必考知识点之一.仔细审题,根据已知条件选择恰当的解题技巧与方法是成功解题的关键.下面介绍几种常用的解题技巧与方法.
一、捆
是指把一些要求相邻的元素(或位置)看成一个整体考虑的方法.也可以归纳为口诀:相邻问题“捆绑法”.
例1 3对夫妻排成一列.
(1)甲、乙兄弟2人要求必须排在一起;
(2)3对夫妻都不能分开;
(3)甲、乙两人之间必须间隔1个人.
二、插
是指让其他元素(位置)先排列,然后把需要特殊考虑的元素(位置)插入已排好的元素之间的方法.往往用来解决不相邻问题,归纳为口诀:不相邻问题“插空法”.
例2 记者要为5名志愿者和2位老人照相.
(1)甲、乙两人要分开,有多少种?
(2)要求老人不相邻且不坐两端,则不同的排法有多少种?
不相邻问题中有一种特殊问题:相间问题.这类问题的解决与插空法有一定的联系与区别.
例3 (1)4名男生,3名女生,要求男生、女生都互不相邻,问:有几种排法?
(2)3名男生,3名女生,要求男生、女生都互不相邻,问:有几种排法?
三、除
是指部分元素(位置)的顺序有特殊要求,我们先不做考虑,全排列好后除去这部分元素的所有的排列数的办法.口诀可以归纳为:定序问题用“除法”.
例4A、B、C、D、E五人按先后顺序上车.
(1)若B必须在A前(A、B可以相邻),则不同的排法的种数是多少?
(2)若A、C、E三人已经约定了上车先后次序(三人不一定相邻),则有多少种排法?
(3)若A、B相邻且B必须在A前,则不同的排法的种数是多少?
四、减
是指一些要求满足的情况比较复杂,我们把所有不满足条件的排列减去.可以归纳为口诀:正难则反,减去不满足,它是间接法的一种.
例5 一个班级某天要排不同的6门课.
(1)语文老师不喜欢第6节,问:有几种排课方法?
(2)若体育不排第1节,数学不排最后一节,问:有几种排课方法?
五、分
是指比较多的要求要同时满足,为了理清所有要求,我们有针对性地进行分类讨论的方法.口诀是这样的:讨论可把乱理清.
例6 用0、1、2、3、4、5这6个数字组成无重复数字.
(1)有多少个三位偶数?
(2)有多少个能被3整除的四位数?
(2)被3整除的三位数的特征是个位、十位、百位、千位的数字之和是3的倍数.可是三个数之和是3的倍数的比较多,通过分类理清思路.
第二类,被3整除的数取1个,这样剩余三个数之和肯定不能被3整除,不存在.
所以总共有96个能被3整除的四位数.
六、隔
是指把所要分配的名额等分隔成若干段,然后每人拿走属于自己的名额的方法.也可以归纳为口诀:名额分配“隔板法”.这种方法应用范围特定,特征明显.
例7 学校决定把12个参观航天航空博物馆的名额给二(1)、二(2)、二(3)、二(4)四个班级.
(1)要求每个班级至少有1个名额,问:有几种分配方案?
(2)要求每个班分得的名额不比班级序号少:即二(1)班至少1个名额,二(2)班至少2个名额,……,问:有几种分配方案?
(2)先给二(2)、二(3)、二(4)班各1、2、3个名额,在把剩余的6个名额分配给4个班级,每个班级至少1个,从而把问题变成了隔板模型:6个名额之间形成5个间隙,在5个间隙中任意插入3块隔板,把名额分给4个班级.共=10(种).