例说排列组合问题的解题思路

来源 :福建中学数学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HUYA123
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  排列组合是中学数学学习中的难点,其解决问题的方式方法灵活多变,学生往往旁观者清当局者迷——“听”易“做”难.笔者认为,合理运用一些思想方法是求解排列组合问题的关键.本文拟例说之.
  1 数形结合的思想
  我国著名数学家华罗庚说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.”在教学过程中引导学生充分利用数形结合的方法,仔细观察,合理联想由形及数,由数构形,发现本质的形数特征,使问题简化.
  例1 有7位朋友见面,任何两人都互相握手,且不重复,问共需要握手多少次?
  C =2 1次.
  2 特殊化归纳的思想
  当碰到新问题或数字较大,直接求解较复杂时,这时不妨先研究简单的特殊情况,从中找到解决问题的方法,再来研究复杂的问题,往往能化繁为简,收到事半功倍的效果.
  例2 连结凸边形三个顶点的线段构成的三角形中,与原边形没有公共边的三角形有多少个?
  −− =−−个.
  3分类讨论的思想
  分类讨论是一种基本的思想,当问题比较复杂时,不能用同一概念、法则、公式或方法求解时,就应按照情况进行分类讨论.分类过程中要注意分类标准明确,层次分明,不重不漏.
  例3 有1 0级的阶梯,可以一次走一级或二级(不可逆行),问共有多少种不同的走法?
  分析 可按走二级的步数进行分类,走二级的步数为0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ;相应的总步数为1 0 ,9 ,8 ,7 ,6 ,5 .第一类走1 0步每一步都走一级方法数为1种;第二类从走9步选其中1步走两级方法数为
  种;第三类从走8步选其中2步走两级方法数为种;第四类从走7步选其中3步走两级方
  在问题的众多对象中,确定某一类对象为元素,另一类对象为位置,既可以从元素的角度考虑也可以从位置的角度考虑分步和分类,培养学生选择从不同角度切入,一题多解的能力.
  例5 将五名实习生分到三个部门去工作(每人只可在一个部门),有几种不同的方案?
  分析一 从部门接受实习生的角度考虑:
  (1 )一个部门接受全部,有三种可能性;
  (2 )二个部门接受全部,接受人数有1 ,4或2 ,3两种情况,属于非均匀分组构成的复合分组,共有
  故分配总的方案为3 +9 0 +1 5 0 =2 4 3种.
  分析二 从实习生将去何部门来考虑分步,第一名实习生可分到三个部门中的一个,有3种可能性.类似的第二、三、四、五个实习生也分别有3种不同的可能性,所以五位实习生全部分配好就有种. 3× 3 × 3 × 3 × 3 = 3 = 2 4 3
  两相对照,分析二更加简捷,选择元素还是位置为切入口,往往成为解决问题难易的分水岭.
  还可以举出集合的思想、类比的思想、正难则反的思想、递推的思想方法等运用到排列组合中.如能在学习中适当合理结合上述的思想方法,则必能轻松地掌握排列组合问题的求解规律.
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