排列组合涂色问题技巧 [解排列组合问题的常用技巧]

  一、特殊元素和特殊位置――优先策略   例1:由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数?   解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置。
  先排末位,共有C;然后排首位,共有C最后排其它位置,共有A。由分步计数原理得CCA=288.
  二、相邻问题――捆绑策略
  例2:7人站成一排,其中甲乙相邻,且丙丁相邻,共有多少种不同的排法?
  解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。
  由分步计数原理可得共有AAA=480种不同的排法。
  三、不相邻问题――插空策略
  例3:一个晚会的节目有4个舞蹈,2个相声,3个独唱,舞蹈节目不能连续出场,则节目的出场顺序有多少种?
  解:分两步进行:第一步,排2个相声和3个独唱共有A种,第二步,将4舞蹈插入第一步排好的6个元素中间,包含首尾两个空位,共有A种不同的方法。
  由分步计数原理,节目的不同顺序共有AA=43200种。
  四、定序问题――倍缩空位插入策略
  例4:7人排队,其中甲乙丙3人顺序一定,共有多少不同的排法?
  法1:倍缩法:对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一起进行排列,然后用总排列数除以这几个元素之间的全排列数,则共有不同排法种数是:=840
  法2:空位法:设想有7把椅子让除甲乙丙以外的四人就坐共有A种方法,其余的三个位置甲乙丙共有1种坐法,则共有A=480种方法。
  法3:插入法:先排甲乙丙三个人,共有1种排法,再把其余四人依次插入,共有4×5×6×7=840方法。
  五、重排问题――求幂策略
  例5:把6名实习生分配到7个不同车间实习,共有多少种不同的分法?
  解:完成此事共分六步:把第一名实习生分配到车间有7种分法.把第二名实习生分配到车间也有7种分法,依此类推,由分步计数原理共有7=117649种不同的排法。
  六、元素相同问题――隔板策略
  例6:有10个运动员名额,要分给7个班,每班至少一个,有多少种分配方案?
  解:因为10个名额没有差别,把它们排成一排,相邻名额之间形成9个空隙。
  在9个空档中选6个位置插个隔板,可把名额分成7份,对应地分给7个班级,每一种插板方法对应一种分法共有C=84种分法。
  七、住店法策略
  解决“允许重复排列问题”要注意区分两类元素:一类元素可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,再利用乘法原理直接求解。
  例7:七名学生争夺五项冠军,每项冠军只能由一人获得,获得冠军的可能的种数有?摇 ?摇?摇。
  分析:因同一学生可以同时夺得n项冠军,故学生可重复排列,将七名学生看作7家“店”,五项冠军看作5名“客”,每个“客”有7种住宿法,由乘法原理得7=16807种。
  八、平均分组问题――除法策略
  例8:6本不同的书平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
  解:分三步取书C得CC种方法,但这里出现重复计数的现象,不妨记6本书为ABCDEF,若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF该分法记为(AB,CD,EF),则CCC种方法中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB),(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共A种取法,而这些分法仅是(AB,CD,EF)一种分法,故共有=15种分法。
  九、多面手问题――合理分类与分步策略
  例9:在一次演唱会上共10名演员,其中8人能能唱歌,5人会跳舞,现要演出一个2人唱歌2人伴舞的节目,有多少选派方法?
  解:10演员中有5人只会唱歌,2人只会跳舞,3人为全能演员.以只会唱歌的5人是否选上唱歌人员为标准进行研究。
  只会唱的5人中没有人选上唱歌人员共有CC种,只会唱的5人中只有1人选上唱歌人员有CCC种,只会唱的5人中只有2人选上唱歌人员有CC种,由分类计数原理,共有CC+CCC+CC=199种。
  十、环排问题――线排策略
  例10:5人围桌而坐,共有多少种坐法?
  解:围桌而坐与坐成一排的不同点在于,坐成圆形没有首尾之分,所以固定一人A,并从此位置把圆形展成直线,其余4人共有A种排法即:(5-1)!=24
  十一、多排问题――直排策略
  例11:8人排成前后两排,每排4人,其中甲乙在前排,丁在后排,共有多少排法?
  解:8人排前后两排,相当于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.先在前4个位置排甲乙两个特殊元素,有A种,再排后4个位置上的特殊元素,有A种,其余的5人在5个位置任意排列,有A种,则共有AAA=5760种。
  
  参考文献:
  [1]中学生数学.
  [2]中学数理化.
  [3]数学通讯.
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