在解排列組合應用題時,通常要考慮五個方面的問題,下面通過便對五個方面逐一說明。
一、 重視用加法原理或乘法原理解題
例1: 某幢八層大樓的底層電梯上了8名乘客,各自到某一層下電梯,問有多少不同下法?
解:在8名乘客中,對乘客1來說,有在二樓下、三樓下……八樓下這7種可能性,其他7名乘客同樣如此。所以按乘法原理,共有78種不同下法。
二、 如何判斷是排列問題還是組合問題?
例2: (1)10個人互贈照片,要多少張照片?(2)10個人相互下棋,要下多少盤棋?
解:(1)“甲贈乙照片”是一個選擇結果,如果交換這個結果中的甲、乙位置,便得“乙贈甲照片”,這是另一回事,所以本例問題,結果總數是A210.
(2)“甲與乙下棋”同“乙與甲下棋”是一回事,所以本題是組合題,結果總數是C210.
三、 復雜問題的分解與綜合
一件復雜工作往往可以分幾步做,即它是幾件依次進行的簡單工作的合成,要計算完成這件復雜工作的方法數,就當用乘法原理。有時一件復雜工作實際上是幾種互相獨立地工作的合并,每種工作方式都能獨立完成這工作,要計算完成這件復雜工作的方法數,應當用加法原理。
例3 :某生物考察隊共15人,其中有6人熟悉當地環境,可充當向導,問一共有多少種選法?
解 :本題由于有“至少要有2向導”這個附加條件,情況就復雜化了,所以必須對這個問題進行分析。
選拔先遣組有四種獨立方式,每種方式又可分兩步進行:(1)選2名向導,再選3名不熟悉環境的;(2)選3名向導,再選2名不熟悉環境的;(3)選4名向導,再選1名不熟悉環境的;(4)選5名向導,不選不熟悉環境的人。
將以上分析結果綜合起來,得到先遣組選法總數為:
C26C39+C36C29+C46C19+C56C09=2121(種)。
四、 解有附加條件的應用題的直接法與間接法
仍然考慮例3上面所用的解法,可以稱為直接法。現在改用間接法來解它。
如果我們選不考慮“至少要有2名向導”這個附加條件,先遣組的選法顯然有C1515種,然后剔除不符合附加條件的那些選法——至多只有1名向導的選法,即所選5人中沒有向導或只有1名向導,這樣得到先遣組選法總數為:
C155-C06C59-C16C49=2121(種)。
其實,間接法也是加法原理的應用,不過是把n1+n2=n改為n1=n-n2罷了。一般來說,當不符合附加條件的選擇分支數較少時,用間接法比較簡便。
五、 防止重復、遺漏
例4 :有9本不同的書,(1)平均分給A、B、C三人,有多少種分法?(2)平均分三攤,有多少種分法?(3)分為三攤,一攤5本,另外兩攤各2本,有多少種分法?
解(1)任取3本分給A,有C39種方法,再在剩下的6本書中任取3本給B,有C36種分法,最后三本留給C,所以共有C39 C36 C33種分法。
(2)上題A、B、C三人是可分辨的,而“三攤”是不予分辨的,不必考慮順序,所以要把上題的結果總數除以A,即:平均分三攤,有C39C36C33/A33種方法。
(3)任取5本放一攤,有C59種方法,再把剩下的4本書平均分兩攤,有C24C22/A22種方法。所以本題分法總數為C59C24C22/A22。
例4屬于一類特殊的排列組合問題,叫做分配問題,就是把r個可分辨的球按要求投入n個盒子,這些盒子也許可分辨,也許不可分辨,這兩種情況必須區別清楚,否則容易造成重復。
(江西吉安一中)
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