解排列組合有關問題,首先必須認真審題,明確問題中是排列還是組合問題;其次抓住問題的本質特征,靈活應用基本原理和公式進行分析解答。同時,還要注意講究分類討論、注意講究一些基本策略和方法技巧,使一些看似復雜的問題分解轉化為幾個易求解的簡單小問題,則問題會迎刃而解。
一、 受限問題“優先法”
對于受到某些條件限制的排列組合問題應用到“優先法”,即優先考慮受到限制的“元素”或“位置”。
例1(2007四川)用數字0、1、2、3、4、5可以組成沒有重復數字且比20 000大的五位偶數共有()
A.288個 B.240個C.144個D.126個
此題要排一個五位數,首位不能排“0”,且末位要排偶數,那首位與末位屬于受限位置,而“0、2、4”屬于受限元素,應優先考慮,分類為:首位是2或4且大于20 000的數有2×A×2=96個;首位是3或5且大于20 000的數有2AA×2=144個,所以滿足題意的數有96+144=240個。
二、 “至少至多”問題間接法
對于含有“至少”“至多”字眼的問題,直接做比較困難、麻煩時,可以從總體中把不合要求的除去,此時應用到間接法。
例2 (2008四川)從甲、乙等10名同學中挑選4名參加某項公益活動,要求甲、乙中至少有1人參加,則不同的挑選方法共有( )
A.70 B.112C.140D.168
依題意,從甲、乙等10名同學中挑選4名參加某項公益活動,不同挑選方法共有C,其中所挑選的4人中沒有甲、乙的方法數有C,因此要求甲、乙中至少有1人參加的挑選方法共有C-C種。
三、 相鄰問題“捆綁法”
對于某幾個元素要求相鄰的排列問題,可先將相鄰的元素“捆綁”起來,看做一個大元素與其他元素排列,然后再對大元素內部進行小范圍的全排列。
例3(2007北京) 記者要為5名志愿者和他們幫助的2位老人拍照,2位老人不相鄰但不排在兩端,不同的排法共有( )
A.1 440B.960 C.720D.480
此題可先將2位老人捆在一起看做一個大元素,再將5名志愿者排在一起有種A排法,最后將大元素插入到5名志愿者的4個空中C種方法,則共有ACA=960種。
四、 不相鄰問題“插空法”
對于某幾個元素要求不相鄰的問題,可以先將其他元素排好,然后再將不相鄰的元素在已排好的元素及兩端的空隙之間插入即可。如上例(2007北京)。
五、 相同元素排列問題用“除法”
例4(2006江蘇)今有2個紅球、3個黃球、4個白球,同色球不加區分,將這9個球排成一列有 ___種不同的方法(用數字作答)。
本題考查了排列問題中的相同元素排列時的消序問題,同色球不加以區分,先全排列,再消去各自的順序即可:
=1260種。
六、 定序問題用“除法”
例5(2006湖北)某工程隊有6項工程需要先后單獨完成,其中工程乙必須在工程甲完成后才能進行,工程丙必須在工程乙完成后才能進行,工程丁則必須在工程丙完成后立即進行,那么安排這6項工程的不同排法種數是____(用數字作答)。
先將丙、丁看做一個大元素,5個元素排列,其甲、乙、(丙、丁)三個元素是定序問題,即=20種。
七、 綜合問題要“分類”
對于問題中限制條件較多,就要把受限條件逐個擊破,按一定方法進行分類,做到不重不漏。
例6(2007天津)如圖,用6種不同的顏色給下圖中4個格子涂色,每個格子涂一種顏色,要求最多使用3種顏色且相鄰2個格子顏色不同,則不同涂色方法有____種 (用數字作答)。
此題由題意可分為兩類:第一類用3種顏色涂色有3A種,第二類用2種顏色涂色有A,則共有390種。
例7(2008浙江)用1、2、3、4、5、6組成六位數(沒有重復),要求任何相鄰兩個數字的奇偶性不同,且1和2相鄰,這樣的六位數的個數是___(用數字作答)。
依題意分為兩類:奇數在奇位時:(1)若第1位是1,則2必在第2位,第3、5位是奇數,第4、6位是偶數,有AA=4種;(2)若1在第3、5位,則2有兩個位置可選,剩下的奇數在奇位,偶數在偶位,有CCAA種,即共有20種。
隨著高考命題的進一步改革,對能力的要求也會進一步提高。排列組合題型是高考中的一個失分點,要想拿下它,就必須講究方法、講究模式,讓學生掌握好基本方法、基本技能,這對他們解決問題能夠起到熟能生巧和事半功倍的作用。
(蘭溪高六中學)