田娟
排列與組合問題是高中數(shù)學(xué)中的常見問題,由于一個事件中可能出現(xiàn)的情況較多,所以我們采用不同的排列組合方式進(jìn)行排列,得到的結(jié)果也不相同,因此,我們只有找到正確的解題方法,才能得出正確的答案,下面,我們談一談如何解答排列組合問題。
一、倍縮法
倍縮法適用于定序問題,在運用倍縮法解答定序問題時,我們可先不考慮元素順序的限制,直接進(jìn)行排列,再除以定序元素的全排列數(shù),在解答的過程中,我們要首先判斷該事件是否是定序問題,然后再利用倍縮法解題。
例1.有7名同學(xué)要排成一列照相,其中甲必須站在乙的左邊,乙必須站在丙的左邊,按照這種要求可以得到__種排列方法。
解析:很明顯,題中對元素的排列順序有要求,這是一個定序問題,我們可以考慮利用倍縮法來解題。
例2.從10個人中挑選出8個人圍坐成一桌,則會有
種不同的坐法。
解析:該問題屬于中檔難度的問題,由于桌子是環(huán)形的,所以在排列的過程會有順序要求,可以運用倍縮法解題,首先考慮從10個人挑選8個人的情況,再對8個人圍桌而坐的情況進(jìn)行分析。
倍縮法的應(yīng)用范圍很廣,不僅適用于環(huán)形排列問題,還適用于定序問題。
二、捆綁法
捆綁法是指把相鄰元素看作一個整體與其他元素一起排列的方法,捆綁法適用于相鄰問題,在運用捆綁法解題時,我們要注意先排列相鄰元素外部的元素,然后再排列相鄰元素內(nèi)部的元素。
例3.有6位同學(xué)站成一排,甲、乙、丙3名同學(xué)要求站在一起,請問有多少種排法?
解析:甲、乙、丙3名同學(xué)要求站在一起,說明這是一個相鄰問題,可以選擇捆綁法來解題,我們首先要將甲乙丙3名同學(xué)看作一個整體,與剩下的3名同學(xué)一起排列,然后再對甲乙丙3名同學(xué)進(jìn)行排列。
解:把甲乙丙看作“整體”時,和剩下3名同學(xué)一起排列,有A4種排法,甲、乙、丙3名同學(xué)有A3種排法,根據(jù)乘法計數(shù)原理可得一共有A4A3,即144種排法。
三、插空法
對于不相鄰問題,我們一般選擇運用插空法來解題,在運用插空法解題時,我們首先要考慮不受限制的元素的排列,再將不相鄰的元素插在前面元素排列的間隔中。
例4.學(xué)校的元旦晚會中有4個舞蹈節(jié)目、3個歌唱節(jié)目和3個小品節(jié)目,為了合理安排節(jié)目,學(xué)校決定不把小品節(jié)目放在一起,那么該晚會的節(jié)目安排會有
種不同的排法。
解析:題目中要求不把小品節(jié)目放在一起,這就是要求小品節(jié)目不相鄰,可利用插空法來解題,先需要排列除小品以外的節(jié)目,然后再將小品插入到其它節(jié)目的間隔當(dāng)中。
解:除小品以外的7個節(jié)目進(jìn)行排列,則有A7種不同的排法。
將3個小品節(jié)目插入7個節(jié)目之間的間隔,則有c8種不同的排法,因此一共有A7C8種不同的排法,即282240種不同的排法。
雖然排列與組合問題在高考中占比不大,但題目也存在一定難度,它不僅考查了我們運用排列組合知識解題的能力,還考查了我們分析問題的能力,解答排列與組合問題的關(guān)鍵在于,根據(jù)題意判斷問題的類型,然后選擇對應(yīng)的方法解題。
(作者單位:甘肅省天水市武山縣第一高級中學(xué))
語數(shù)外學(xué)習(xí)·高中版中旬2020年5期