浅谈排列组合问题的解题策略
2013-12-29俞晓燕
摘 要:排列组合问题是高考的必考题,其思考方法独特,求解思路灵活,联系实际生动有趣,但题型多样,不易掌握. 本文就排列组合问题中常用的解题方法进行了归类整理.
关键词:排列;组合;解题策略
排列组合问题是高考的必考题,它联系实际生动有趣,但题型多样,思路灵活,不易掌握,也是容易失分的题. 笔者以近年来的高考真题为例,介绍几种常用的解题方法和策略.
[⇩] 分类法和分步法
[⇩] 特殊元素和特殊位置优先策略
例2 (2006全国Ⅰ)安排7位工作人员在5月1日至5月7日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不安排在5月1日和2日,不同的安排方法共有_____种.(用数字作答)
解析 甲、乙二人的排法有特殊要求,优先排这两个特殊的元素. 甲、乙排法有A种,其余5人安排有A种方法,所以共有AA=2400种,故应填2400.
[⇩] 插空法和捆绑法
对于某几个元素不相邻的排列问题,可先将其他元素排好,再将不相邻元素在已排好的元素之间及两端空隙中插入即可. 相反的,对于局部“小整体”的排列问题,可先将局部元素“捆绑”在一起看做一个元,与其余元素一同排列,然后再对这几个元素进行全排列,即“松绑”. “相邻”用“捆绑”,“不邻”就“插空”.
例3 (2013全国大纲版理)6个人排成一行,其中甲、乙二人不相邻的不同排法共有_____种. (用数字作答).
解析 先把其他4人排列有A种,再将甲、乙二人插入其中的5个“空”,有A种插入方法,即得不同的排法共有AA=480种,故填480.
例4 (1996年全国文)6名同学排成一排,其中甲、乙两人必须排在一起的不同的排法有( )
A. 720种 B. 360种
C. 240种 D. 120种
解析 把甲、乙两人视为一人,这样6个人看做5个人,5个人的排法有A种,甲、乙两人还有顺序问题,所以排法为AA=240种,故选C.
[⇩] 选排问题先选后排策略
解排列组合混合问题,先选后排是最基本的指导思想.
例5 (2013北京理)将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少1张,如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同的分法种数是____.
解析 先选出给同一人的2张连号券,有12,23,34,45四种选法,再对4个人全排列,故共有4A=96种分法.
[⇩] 定序问题用除法
对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先将这几个元素与其他元素一同进行排列,然后用总的排列数除以这几个元素的全排列数.
例6 (2006江苏)今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列有 种不同的方法.
解析 同色球不加以区分,先全排列,再消去各自的顺序即可,因而将这9个球排成一列共有=1260种不同的方法,故填1260.
[⇩] 元素相同问题隔板策略
对于相同元素的分组这类典型问题,可用“隔板”法求解.
例7 某学校要从高三的6个班中派9名同学参加市中学生外语口语演讲,每班至少派1人,则这9个名额的分配方案共有_____种.
解析 将9个名额视为9个相同的小球排成一排,然后在9个小球的8个空位中插入5块木板,每一种插法对应着一种方法,故共有不同的方法为C=56种,故应填56.
[⇩] 复杂排列组合问题构造模型法
例11 马路上有编号为1、2、3、…、9九盏路灯,现要关掉其中的三盏,但不能关掉相邻的二盏或三盏,也不能关掉两端的两盏,则满足条件的关灯方案有_____种.
解析 一些不易理解的排列组合题,如果能转化为熟悉的模型如填空模型、排队模型、装盒模型可使问题变得容易解决. 此问题看似复杂,其实可以把当做一个排队模型,在6盏亮灯的5个空隙中插入3盏不亮的灯C=10种方法,所以满足条件的关灯方案有10种,故应填10.
由于排列组合问题考查思维灵活,因而这里所介绍的适用不同要求的各种方法并不是绝对的,对于同一问题有时会有多种方法,这时要认真思考和分析,灵活选取最佳方法.