排列组合问题的解题技巧与策略

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  解决排列组合问题,首先要认真审题,弄清楚是排列(有序)还是组合(无序),还是排列与组合混合问题.其次,抓住问题的本质特征,准确合理地利用两个基本原则进行分类与分步.加法原理的特征是分类解决问题,分类必须满足类与类必须互斥(不相容),总类必须完备(不遗漏);乘法原理的特征是分步解决问题,分步必须做到步与步互相独立,互不干扰并确保连续性.分类与分步是解决排列组合问题的最基本思想策略.本文就排列组合问题的常用解题技巧与策略,做一例释.
  一、特殊元素的优先安排法
  对于特殊元素的排列组合问题,一般先考虑特殊元素,再考虑其他元素的安排.操作时,针对实际问题,有时“元素优先”,有时“位置优先”.
  例1.用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( )
  二、相邻问题的捆绑法
  对于某些元素要求相邻排列的问题,可先将相邻元素捆绑成整体并看做一个元素再与其他元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排.
  例2.2位男生和3位女生共5位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位女生中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( )
  A.60 B.48 C.42 D.36
  解:从3名女生中任取2人“捆”在一起记做A,(A共有6种不同排法),剩下一名女生记作B,两名男生分别记做甲、乙;则男生甲必须在A、B之间(若甲在A、B两端.则为使A、B不相邻,只有把男生乙排在A、B之间,此时就不能满足男生甲不在两端的要求),此时共有6×2=12种排法(A左B右和A右B左),最后再在排好的三个元素中选出四个位置插入乙,所以共有12×4=48种不同排法.
  三、不相邻问题的插空法
  对于某几个元素不相邻的排列问题,可先将其他元素排好,再将不相邻的元素在已排好的元素之间及两端的空隙之间插入即可.
  例3:马路上有编号为1、2、3…9的9盏路灯,现要关掉其中的三盏,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,也不能关两端的路灯,则满足要求的关灯方法有几种?
  解:由于问题中有6盏亮3盏暗,又两端不可暗,故可在6盏亮的5个间隙中插入3个暗的即可,有种.
  四、顺序固定问题的选位不排法
  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排列,然后用总排列数除以这几个元素之间的全排列数.或先在总位置中选出顺序一定元素的位置而不参加排列,然后对其他元素进行排列.也可先放好顺序一定元素,再一一插入其他元素.
  例4:5人参加百米跑,若无同时到达终点的情况,则甲比乙先到有几种情况?
  六、分排问题的直排法
  把n个元素排成若干排的问题,若没其他的特殊要求,可用统一排成一排的方法处理.
  例6:7个人坐两排座位,第一排坐3人,第二排坐4人,则有种排法.
  解:7个人,可以在前后两排随意就座,没有其他的限制条件,故两排可以看成一排处理,所以不同的坐法有.
  七、允许重复排列的住店法
  解决允许重复排列的问题要注意区分两类元素:一类元素可重复,另一类元素不能重复.把不能重复的元素看着“客”,能重复的元素看着“店”,再利用分步计数原理直接求解的方法称为“住店法”.
  例7:7名学生争夺五项冠军,获得冠军的可能種数是多少种.
  解:因同一学生可同时夺得n项冠军,故学生可重复排列,将7名学生看成7家“店”,五项冠军看成5名“客”,每个客有7种住宿方法,由分步计数原理得N=八、分配问题的先分堆再排列法
  对于不同的元素放入几个不同的盒内,当有的盒内有不小于2个元素时,不可分批进入,必须先分堆再排入.
  例8.将4名大学生分配到3个乡镇去当村官,每个乡镇至少一名,则不同的分配方案有?摇?摇 ?摇?摇种(用数字作答).
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