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一. 特殊元素(位置)用優(yōu)先法
把有限制條件的元素(位置)稱為特殊元素(位置),對于這類問題一般采取特殊元素(位置)優(yōu)先安排的方法。
例1. 6人站成一橫排,其中甲不站左端也不站右端,有多少種不同站法?
分析:解有限制條件的元素(位置)這類問題常采取特殊元素(位置)優(yōu)先安排的方法。
元素分析法
因?yàn)榧撞荒苷咀笥覂啥耍实趛i步先讓甲排在左右兩端之間的任一位置上,有 4種站法;第二步再讓其余的5人站在其他5個(gè)位置上,有120 種站法,故站法共有: 480(種)
二. 相鄰問題用捆綁法
對于要求某幾個(gè)元素必須排在一起的問題,可用“捆綁法”:即將這幾個(gè)元素看作一個(gè)整體,視為一個(gè)元素,與其他元素進(jìn)行排列,然后相鄰元素內(nèi)部再進(jìn)行排列。
例2. 5個(gè)男生和3個(gè)女生排成一排,3個(gè)女生必須排在一起,有多少種不同排法?
解:把3個(gè)女生視為一個(gè)元素,與5個(gè)男生進(jìn)行排列,共有 6x5x4x3x2種,然后女生內(nèi)部再進(jìn)行排列,有 6種,所以排法共有: 4320(種)。
三. 相離問題用插空法
元素相離(即不相鄰)問題,可以先將其他元素排好,然后再將不相鄰的元素插入已排好的元素位置之間和兩端的空中。
例3. 7人排成一排,甲、乙、丙3人互不相鄰有多少種排法?
解:先將其余4人排成一排,有 4x3x2x1種,再往4人之間及兩端的5個(gè)空位中讓甲、乙、丙插入,有5x4x3 種,所以排法共有:1440 (種)
四. 定序問題用除法
對于在排列中,當(dāng)某些元素次序一定時(shí),可用此法。解題方法是:先將n個(gè)元素進(jìn)行全排列有 種, 個(gè)元素的全排列有 種,由于要求m個(gè)元素次序一定,因此只能取其中的某一種排法,可以利用除法起到調(diào)序的作用,即若n個(gè)元素排成一列,其中m個(gè)元素次序一定,則有 種排列方法。
例4. 由數(shù)字0、1、2、3、4、5組成沒有重復(fù)數(shù)字的六位數(shù),其中個(gè)位數(shù)字小于十位數(shù)字的六位數(shù)有多少個(gè)?
解:不考慮限制條件,組成的六位數(shù)有 C(1,5)*P(5,5)種,其中個(gè)位與十位上的數(shù)字一定,所以所求的六位數(shù)有:C(1,5)*P(5,5)/2(個(gè))
五. 分排問題用直排法
對于把幾個(gè)元素分成若干排的排列問題,若沒有其他特殊要求,可采取統(tǒng)一成一排的方法求解。
例5. 9個(gè)人坐成三排,第yi排2人,第二排3人,第三排4人,則不同的坐法共有多少種?
解:9個(gè)人可以在三排中隨意就坐,無其他限制條件,所以三排可以看作一排來處理,不同的坐標(biāo)共有P(9,9) 種。
六. 復(fù)雜問題用排除法
對于某些比較復(fù)雜的或抽象的排列問題,可以采用轉(zhuǎn)化思想,從問題的反面去考慮,先求出無限制條件的方法種數(shù),然后去掉不符合條件的方法種數(shù)。在應(yīng)用此法時(shí)要注意做到不重不漏。
例6. 四面體的頂點(diǎn)和各棱中點(diǎn)共有10個(gè)點(diǎn),取其中4個(gè)不共面的點(diǎn),則不同的取法共有( )
A. 150種 B. 147種 C. 144種 D. 141種
解:從10個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)有C(4,10) 種取法,其中4點(diǎn)共面的情況有三類。第yi類,取出的4個(gè)點(diǎn)位于四面體的同一個(gè)面內(nèi),有4xC(4,6) 種;第二類,取任一條棱上的3個(gè)點(diǎn)及該棱對棱的中點(diǎn),這4點(diǎn)共面,有6種;第三類,由中位線構(gòu)成的平行四邊形(其兩組對邊分別平行于四面體相對的兩條棱),它的4個(gè)點(diǎn)共面,有3種。以上三類情況不合要求應(yīng)減掉,所以不同的取法共有: C(10,4)-4*C(6,4)-6-3=141種。
七. 排列、組合綜合問題用先選后排的策略
處理排列、組合綜合性問題一般是先選元素,后排列。
例7. 將4名教師分派到3所中學(xué)任教,每所中學(xué)至少1名教師,則不同的分派方案共有多少種?
解:可分兩步進(jìn)行:第yi步先將4名教師分為三組(1,1,2),(2,1,1),(1,2,1),分成三組之后在排列共有: 6(種),第二步將這三組教師分派到3種中學(xué)任教有p(3,3) 種方法。由分步計(jì)數(shù)原理得不同的分派方案共有:36 (種)。因此共有36種方案。
八. 隔板模型法
常用于解決整數(shù)分解型排列、組合的問題。
例8 有10個(gè)三好學(xué)生名額,分配到6個(gè)班,每班至少1個(gè)名額,共有多少種不同的分配方案?
解:6個(gè)班,可用5個(gè)隔板,將10個(gè)名額并排成一排,名額之間有9個(gè)空,將5個(gè)隔板插入9個(gè)空,每一種插法,對應(yīng)一種分配方案,故方案有:C(5,9) 種
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