一、特殊元素和特殊位置——優先策略
例1:由0,1,2,3,4,5可以組成多少個沒有重復數字五位奇數?
解:由于末位和首位有特殊要求,應該優先安排,以免不合要求的元素占了這兩個位置。
先排末位,共有C;然后排首位,共有C最后排其它位置,共有A。由分步計數原理得CCA=288.
二、相鄰問題——捆綁策略
例2:7人站成一排,其中甲乙相鄰,且丙丁相鄰,共有多少種不同的排法?
解:可先將甲乙兩元素捆綁成整體并看成一個復合元素,同時丙丁也看成一個復合元素,再與其它元素進行排列,同時對相鄰元素內部進行自排。
由分步計數原理可得共有AAA=480種不同的排法。
三、不相鄰問題——插空策略
例3:一個晚會的節目有4個舞蹈,2個相聲,3個獨唱,舞蹈節目不能連續出場,則節目的出場順序有多少種?
解:分兩步進行:第一步,排2個相聲和3個獨唱共有A種,第二步,將4舞蹈插入第一步排好的6個元素中間,包含首尾兩個空位,共有A種不同的方法。
由分步計數原理,節目的不同順序共有AA=43200種。
四、定序問題——倍縮空位插入策略
例4:7人排隊,其中甲乙丙3人順序一定,共有多少不同的排法?
法1:倍縮法:對于某幾個元素順序一定的排列問題,可先把這幾個元素與其他元素一起進行排列,然后用總排列數除以這幾個元素之間的全排列數,則共有不同排法種數是:=840
法2:空位法:設想有7把椅子讓除甲乙丙以外的四人就坐共有A種方法,其余的三個位置甲乙丙共有1種坐法,則共有A=480種方法。
法3:插入法:先排甲乙丙三個人,共有1種排法,再把其余四人依次插入,共有4×5×6×7=840方法。
五、重排問題——求冪策略
例5:把6名實習生分配到7個不同車間實習,共有多少種不同的分法?
解:完成此事共分六步:把第一名實習生分配到車間有7種分法.把第二名實習生分配到車間也有7種分法,依此類推,由分步計數原理共有7=117649種不同的排法。
六、元素相同問題——隔板策略
例6:有10個運動員名額,要分給7個班,每班至少一個,有多少種分配方案?
解:因為10個名額沒有差別,把它們排成一排,相鄰名額之間形成9個空隙。
在9個空檔中選6個位置插個隔板,可把名額分成7份,對應地分給7個班級,每一種插板方法對應一種分法共有C=84種分法。
七、住店法策略
解決“允許重復排列問題”要注意區分兩類元素:一類元素可以重復,另一類不能重復,把不能重復的元素看作“客”,能重復的元素看作“店”,再利用乘法原理直接求解。
例7:七名學生爭奪五項冠軍,每項冠軍只能由一人獲得,獲得冠軍的可能的種數有?搖 ?搖?搖。
分析:因同一學生可以同時奪得n項冠軍,故學生可重復排列,將七名學生看作7家“店”,五項冠軍看作5名“客”,每個“客”有7種住宿法,由乘法原理得7=16807種。
八、平均分組問題——除法策略
例8:6本不同的書平均分成3堆,每堆2本共有多少分法?
解:分三步取書C得CC種方法,但這里出現重復計數的現象,不妨記6本書為ABCDEF,若第一步取AB,第二步取CD,第三步取EF該分法記為(AB,CD,EF),則CCC種方法中還有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB),(EF,CD,AB),(EF,AB,CD)共A種取法,而這些分法僅是(AB,CD,EF)一種分法,故共有=15種分法。
九、多面手問題——合理分類與分步策略
例9:在一次演唱會上共10名演員,其中8人能能唱歌,5人會跳舞,現要演出一個2人唱歌2人伴舞的節目,有多少選派方法?
解:10演員中有5人只會唱歌,2人只會跳舞,3人為全能演員.以只會唱歌的5人是否選上唱歌人員為標準進行研究。
只會唱的5人中沒有人選上唱歌人員共有CC種,只會唱的5人中只有1人選上唱歌人員有CCC種,只會唱的5人中只有2人選上唱歌人員有CC種,由分類計數原理,共有CC+CCC+CC=199種。
十、環排問題——線排策略
例10:5人圍桌而坐,共有多少種坐法?
解:圍桌而坐與坐成一排的不同點在于,坐成圓形沒有首尾之分,所以固定一人A,并從此位置把圓形展成直線,其余4人共有A種排法即:(5-1)!=24
十一、多排問題——直排策略
例11:8人排成前后兩排,每排4人,其中甲乙在前排,丁在后排,共有多少排法?
解:8人排前后兩排,相當于8人坐8把椅子,可以把椅子排成一排.先在前4個位置排甲乙兩個特殊元素,有A種,再排后4個位置上的特殊元素,有A種,其余的5人在5個位置任意排列,有A種,則共有AAA=5760種。
參考文獻:
[1]中學生數學.
[2]中學數理化.
[3]數學通訊.