一、何為排列組合
在傳授“招數”之前,先回顧一下排列與組合的基本概念以及在具體題目中如何快速識別。比如,4個人中挑選2個人相互握手,先選甲、再選乙或者先選乙、再選甲;這兩種不同的選擇順序,最終都是甲乙2人互相握手,所以,順序對結果不造成影響,則叫組合,記為C42 ;反之,若4個人中挑選2個人,一個當班長,一個當offcn學委,那么先選甲、再選乙或者先選乙、再選甲;這兩種不同的選擇順序會帶來兩種不同的結果:甲當班長、乙當學委或者乙當班長、甲當學委。所以,順序對結果造成影響,則叫排列,記為A42。
二、解答排列組合六招數
招數一:優先法
優先法,即對有特殊要求的元素優先進行考慮。
例題1:a、b、c、d、e、f 6個人排隊,問a、b既不在排頭也不在排尾的方式有幾種?
解析:a、b是具有特殊要求的元素,優先進行考慮,一頭一尾不能選,只有中間4個位置,于是有A42 。剩下的c、d、e、f 4個人,4個位置全排列,A44 。所以,總的排列方式是A42·A44 。
招數二:捆綁法
捆綁法,即將相鄰元素捆綁在一起作為一個整體和其它元素進行排列與組合。
例題2:計劃展出10幅不同的畫,其中1幅水彩畫、4幅油畫、5幅國畫,排成一行陳列,要求同品種的必須連在一起,那么共有多少陳列方式的種數?
解析:把4幅油畫必須相鄰看成一個整體、5幅國畫必須相鄰看成一個整體,則加上水彩畫一共有3個整體,所以排列方式是A33 。
招數三:插空法
插空法,即先考慮其它元素,再將不相鄰的元素插入他們的間隙。
例題3:某論壇邀請了6位嘉賓,安排其中三人進行單獨演講,另三人參加圓桌對話節目。如每位嘉賓都可以參加演講或圓桌對話,演講順序分先后且圓桌對話必須安排在任意兩場演講之間,問一共有多少種不同的安排方式?
解析:圓桌對話必須不相鄰,因此要先考慮演講,6個人中選3個人演講,分先后順序則有A63 ,剩下的3人只能圓桌對話且不能安排在首位,則只有2個空可以插,則有A22 ,所以總的排列方式有A63· A22 。
招數四:隔板法
隔板法,適用同素分堆且問法為“至少一個”的題型。何為同素分堆呢?即相同的元素分成若干堆,如6個相同的蘋果分給3個不同的小朋友,問有幾種分法。將6個蘋果中間的5個空插2塊隔板,即可分成3堆,如:○/○○○/○○,則有C52。
例題4:把20臺相同的電腦分給8個部門,每個部門至少2臺,問共有幾種分法?
解析:先每個部門分別發1臺,還剩12臺,剩下的隔板,C117 。
招數五:錯位重排
錯位重排,即鴿子回籠。如1只鴿子1個籠,它飛出去,再飛回來,回錯籠的種數為0;2只鴿子2個籠,它飛出去,再飛回來,回錯籠的種數為1;3只鴿子3個籠,它飛出去,再飛回來,回錯籠的種數為2;4只鴿子4個籠,它飛出去,再飛回來,回錯籠的種數為9;以此類推,5只鴿子5個籠,它飛出去,再飛回來,回錯籠的種數為44。
所以,需要記住以下結論:
N 1 2 3 4 5
D(n) 0 1 2 9 44
例題5:新年到了,某單位5個人寫5張賀卡互相贈送,要求5個人都收到賀卡,且不能收到自己寫的賀卡,問收賀卡的方式有多少種?
解析:直接利用結論,5對應44種。
招數六:環形排列
環形排列,即圓桌入座,比如5個人(a、b、c、d、e)圍著一張桌子入座,問有多少種入座方式?正常情況,直線排列5個人則是A55。那么環形排列有什么不同呢?在環形中,若所有的元素順時針移動相同的格數,對應的順序不改變,則算同1種。所以不管怎么移動,一定能找到元素a,則不用考慮a,只需要考慮其它4個元素即可,即總共有A44種。
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