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1引言
高中的数学知识是基础数学,是数学大厦的根基,其中排列组合是独立的内容,也是重要的内容。在生产实践中,排列组合的知识也经常应用,比如,工作安排力的分工、选配等实际问题,用排列组合来解决将会得到更好的处理结果。
2排列组合的基本概念和计算公式
排列的定义:有n个不同元素,从中取出m个,按照顺序排成一列,叫做排列。
组合的定义:有n个不同元素,从中取出m个,组成一组,叫做组合。
排列数的计算公式:
[Amn=nn-1n-2…n-m+1=n!n-m!]
组合数的计算公式:
[Cmn=AmnAmm=nn-1n-2…n-m+1m!=n!m!n-m!]
3排列组合解题方法之插入法
如果在题目中有这样的特征,即题目涉及的几个元素不相邻,这时可采用插入法进行求解,具体做法是先将没有限制条件的元素进行排列,然后将有限制条件的元素按要求插入到排列好的列之间。
例 某次体育训练,一队共有3个女生和5个男生,要将这8个人排成一排,要求女生不允许站一起,必须全部分开,问一共有多少种不同的排列方法?
解:首先把没有限制条件的5个男生进行排列,共有[A55]种不同的排列方法,男生排列好之后,可发现,两个相邻男生之间有一个空位,5个人男生之间有4个空位,再加上5个男生左右两侧的两个空位,一共有6个空位,我们需要做的就是将6个空位中安排3个女生,有[A36]种排列方法,计算如下:[A55×A36=14400]。可知,一共有14400种排列方法。
4排列組合解题方法之转换法
如果题目中问题较难,则要进行转换,将难解决的问题转化为容易解决的问题。
例 大学一年级有8个班,根据学校要求,需要组织年级学生会,名额12人,要求每个班至少一个人,问有多少种不同的分法?
解:将问题进行转化:12个人进行排列,则12人之间有11个空位,每次从11个空位中取7个,这7个空位就把12人分成8组,每组代表一个班级,则达到题目的要求。所以一共有[C711]种分配方法。
5排列组合解题方法之对等法
如果题目中某些元素与另一些元素的意义相同,则那么可求其中一种情况就可以。
例 有6个人排队,甲排在乙前面,问有多少种排列方法?
解:排队时,或者甲在乙前,或者乙在甲前,两种排法一样多,则有[12A66]种排列方法。
6排列组合解题方法之递推法
如果题目中给定一定的排列规则,问n个元素如何排列,那么可以尝试借助数列递推求解。
例 有一条长方形的布,将其正面分为从左至右的五个长方形部分进行染色。现只有黄,绿,蓝三种颜色,要求布上三种颜色都要有,且相邻两个区域不能同色(否则就变为四个区域了),问共有多少种染色法?若分成六个部分呢?
解:假设分成n个部分有[an]种染色法,则[a3=A33],每在右边(或左边)加一个区域,则分为两种情况:①增加区域的颜色不影响之前n个区域的颜色分布,这会有[2an]种情况;②增加的区域颜色是之前n个区域没有的,即前n个区域只有两种颜色交替分布,则有3×2=6种方式。
于是可以得到关系[an+1=2an+6]利用这个递推关系,[a5=42],[a6=90]。所以分成五个和六个区域分别会有42,90种染法。
7總结
在排列组合的解题过程中,要灵活将问题进行转换。具体的解题技巧有插入法,捆绑法,转化法,对等法,排异法等,分类见表一。
高中的数学知识是基础数学,是数学大厦的根基,其中排列组合是独立的内容,也是重要的内容。在生产实践中,排列组合的知识也经常应用,比如,工作安排力的分工、选配等实际问题,用排列组合来解决将会得到更好的处理结果。
2排列组合的基本概念和计算公式
排列的定义:有n个不同元素,从中取出m个,按照顺序排成一列,叫做排列。
组合的定义:有n个不同元素,从中取出m个,组成一组,叫做组合。
排列数的计算公式:
[Amn=nn-1n-2…n-m+1=n!n-m!]
组合数的计算公式:
[Cmn=AmnAmm=nn-1n-2…n-m+1m!=n!m!n-m!]
3排列组合解题方法之插入法
如果在题目中有这样的特征,即题目涉及的几个元素不相邻,这时可采用插入法进行求解,具体做法是先将没有限制条件的元素进行排列,然后将有限制条件的元素按要求插入到排列好的列之间。
例 某次体育训练,一队共有3个女生和5个男生,要将这8个人排成一排,要求女生不允许站一起,必须全部分开,问一共有多少种不同的排列方法?
解:首先把没有限制条件的5个男生进行排列,共有[A55]种不同的排列方法,男生排列好之后,可发现,两个相邻男生之间有一个空位,5个人男生之间有4个空位,再加上5个男生左右两侧的两个空位,一共有6个空位,我们需要做的就是将6个空位中安排3个女生,有[A36]种排列方法,计算如下:[A55×A36=14400]。可知,一共有14400种排列方法。
4排列組合解题方法之转换法
如果题目中问题较难,则要进行转换,将难解决的问题转化为容易解决的问题。
例 大学一年级有8个班,根据学校要求,需要组织年级学生会,名额12人,要求每个班至少一个人,问有多少种不同的分法?
解:将问题进行转化:12个人进行排列,则12人之间有11个空位,每次从11个空位中取7个,这7个空位就把12人分成8组,每组代表一个班级,则达到题目的要求。所以一共有[C711]种分配方法。
5排列组合解题方法之对等法
如果题目中某些元素与另一些元素的意义相同,则那么可求其中一种情况就可以。
例 有6个人排队,甲排在乙前面,问有多少种排列方法?
解:排队时,或者甲在乙前,或者乙在甲前,两种排法一样多,则有[12A66]种排列方法。
6排列组合解题方法之递推法
如果题目中给定一定的排列规则,问n个元素如何排列,那么可以尝试借助数列递推求解。
例 有一条长方形的布,将其正面分为从左至右的五个长方形部分进行染色。现只有黄,绿,蓝三种颜色,要求布上三种颜色都要有,且相邻两个区域不能同色(否则就变为四个区域了),问共有多少种染色法?若分成六个部分呢?
解:假设分成n个部分有[an]种染色法,则[a3=A33],每在右边(或左边)加一个区域,则分为两种情况:①增加区域的颜色不影响之前n个区域的颜色分布,这会有[2an]种情况;②增加的区域颜色是之前n个区域没有的,即前n个区域只有两种颜色交替分布,则有3×2=6种方式。
于是可以得到关系[an+1=2an+6]利用这个递推关系,[a5=42],[a6=90]。所以分成五个和六个区域分别会有42,90种染法。
7總结
在排列组合的解题过程中,要灵活将问题进行转换。具体的解题技巧有插入法,捆绑法,转化法,对等法,排异法等,分类见表一。