一、含有特殊元素或位置的题目,我们可以采用特殊优先法-------所排列或组合的元素或位置有限制,可以优先安排这些特殊的元素或位置,将问题转化为无限制问题,降低题目难度。
例题1:1名老师和6名学生排成一排,要求老师不能站在两端,那么有多少种不同的排法?
A.720 B.3600 C.4320 D.7200
【答案】B。解析:本题中特殊元素是老师,特殊位置是两端(即排头和排尾),优先考虑老师的位置。
方法一:考虑特殊元素
这里特殊元素是“老师”,可优先考虑老师,老师在中间5个位置选一个有5种选法,其余的6名同学在6个位置全排列有=720种排法,故共有5×720=3600种。
方法二:考虑特殊位置
这里特殊位置是“排头和排尾”,那优先考虑这两个位置。排头的排法有6种(6个同学任选其一),排尾的排法有5种,剩下五个位置的排法有=120种,故共有6×5×120=3600种。
二、有些组合排列问题从正面考虑,情况比较复杂,对立面又相对简单,对于这样的题目可以用对立转化法 ,可直接将问题转化为他的对立面。
例题2:从6名男生,5名女生中任选4人参加竞赛,要求男女至少各1名,有多少种不同选法?
A.240 B.310 C.720 D.1080
【答案】B。解析:“男女至少各1名”的对立面是“只选男生或只选女生”。只选男生有=15种情况;只选女生有=5种情况。所以对立面共有15+5=20种情况。故所求为-20=310。
三、如果题中要求两个或多个元素相邻时,可将这几个元素捆绑在一起,作为一个整体进行考虑,此法叫做捆绑法。捆绑法只适用于排列问题中,因此需要注意这个整体内部各元素之间的排列。
例题3: 6个人站成一排,要求甲、乙必须相邻,那么有多少种不同的排法?
A.280 B.120 C.240 D.360
【答案】C。
【解析】将甲、乙“捆绑”在一起,看做是一个人参与排列,注意甲、乙本身的顺序(即甲在乙的左边还是右边),那么共有=240种。
四、在排列问题中,如果要求两个或多个元素不相邻,可先将其余无限制的元素进行排列,再将不相邻的元素插入无限制元素之间及两端间所形成的“空”中。
例题4:6人站成一排,要求甲、乙必须不相邻,有多少种不同的排法?
A.240 B.480 C.360 D.720
【答案】B。
【解析】除甲、乙外其他4人的全排列有=24种,再将甲、乙插到4人形成的5个空中(包括两端),有=20种,由乘法原理,不同的排法共有24×20=480种。
五、若将若干相同元素分组,要求每组至少一个元素时,我们可采用插板法,即用比组数少1个的“挡板”插入这些元素之间形成的“空”中,将元素进行分组。
例题5:将10本没有区别的图书分到编号为1、2、3的图书馆,要求每个图书馆分得的图书不小于其编号数,共有多少种不同的分法?
A.12 B.15 C.30 D.45
【答案】B。解析:先给编号为2的图书馆1本书、编号为3的图书馆两本书;
再将剩下的7本书分为三份,则可保证“每个图书馆分得的图书不小于其编号数”,相当于在7本书的6个空处加入2个隔板,有=15种。
六、当题干描述的情况相对复杂,不能很快找到突破口时,我们可采用全面分类法,即深入分析,针对不同的情况,进行科学分类,将复杂过程转化为简单情况计算。需要注意的是,分类时要做到不重不漏,各类之间没有制约关系。
例题2:有颜色不同的四盏灯,每次使用一盏、两盏、三盏或四盏,并按一定的次序挂在灯杆上表示信号,问共可表示多少种不同的信号?
A.24种 B.48种 C.64种 D.72种
【答案】C。解析:分类讨论如下:
(1)挂一盏时有=4种;
(2)挂两盏时有=12种;
(3)挂三盏时有=24种;
(4)挂四盏时有=24种。
由加法原理可知共有4+12+24+24=64种。
除了上面所介绍的几种解题方法,我们经常用到的解题方法还有合理分步法、先组后排法、归一法以及线排法等方法,希望大家能够熟练掌握,灵活运用。
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