試析一類排列組合題型的常見解法與錯解

左峰輝（北京電子科技職業學院，北京　100176）

試析一類排列組合題型的常見解法與錯解

左峰輝
（北京電子科技職業學院，北京100176）

本文分為典型例題分析和歸納結語兩部分，通過利用計數原理對于典型解法的分析，理清對于m個元素任意放入n個位置類型題的常見錯誤并歸納基本解法，指出其中的解題要點和注意條件。并對教學提出建議。

一類排列組合問題；計數原理；錯解分析；典型解法

排列組合中對于m個元素任意放入n個位置類型題題的解法看似簡單，實際在應用中也有許多需要注意的地方。正確的解決此類題目，對于理解排列組合的基本原理，基本方法；理清錯解的原因，及對正確地解題有積極的意義。

一、典型例題分析

例1，現有3封不同的信投入4個不同的郵筒，問有多少種不同的投法？

解法1，從郵筒入手，因為每個郵筒都可以投3封信，又考慮4個郵筒都可以投入3封信，4個郵筒相當于可以分4步完成投信，根據分

評步注計：數分原析理，解共1中有的 3解4種法投。法每。個郵筒可以投入3封信，也可以投入1封、2封或0封信，故每個郵筒有4種投法。解法1沒有搞清楚每一步中要考慮的是完成該步共有多少種方法，故解法1是錯誤的。

解法2，既然每個郵筒可以投入3封信，也可以投入1封、2封或0封信，故每個郵筒有4種投法。考慮共有4共郵筒，既分4步完成投信。故共有 44種投法。

評注：分析解2中的解法。每個郵筒可以投入3封信，也可以投入1封、2封或0封信，故每個郵筒有4種投法。這種說法應該說是沒有問題的，但這里投入2封信只是一類投法，實際上它包含共3種方法，投入1封信也是一類投法，實際上它包含共3種方法。每個郵筒共有共8種投法。故解法2也是錯解。

解法3，既然每個郵筒共有8種投法。考慮共有4共郵筒，既分4步完評成投注信：。分故析共解有3中 84的種解投法法。。雖然每個郵筒共有8種投法是不錯的，但對應每種在第一個郵筒的投法，第二個郵筒的投法卻是不同的。例如，當第一個郵筒投入2封信時，第二個郵筒可能投入1封信，也可以是0封信。這時第二個郵筒不能再投入3封信了。既當第一個郵筒不同的投入方法時，第二個郵筒的投法要分別討論。故解法3也是錯解。

而如果還是按此思路直接按分步原理解題，則在第一步，既在考慮第一個郵筒的投法種數時就必須分類，并針對第一步的每一種投法在第二步種再進行分類。如此需要分類解決。為簡便起見，將可能的分類的情況分類來討論如下。

解法4 按照4個郵筒分別投入的信件數可以分為：3、0、0、0；2、1、0、0；1、1、1、0等幾類方法。對應的投法總數為：=64種。

由此我們得到從郵筒入手需用分類討論，注意避免重復與遺漏。

同時，我們還可以從信件入手，解法如下。

解法5，從信件入手， 因為每封信都可以投入4個郵筒中的每一個，既每封信有4種投法。共有3封信，相當于投信可以分3步完成，根據分步計數原理，共有34=64種投法。

評注：解法5是直接應用分步原理解題，是本題的最簡潔解法。

例2，現有3封不同的信投入4個相同的袋子，問有多少種不同的投法？

由上例分析，其最簡潔的解法如下：

解法1，從門票入手， 因為每張門票都可以分配到4個袋子中的每一個，既每張門票都有4種分配方法。共有3張門票，相當于分配可以分3步完成，根據分步計數原理，共有3種投法。

評注：分析解1中的解法。4個袋子是相同的，并不對應4種分法。解1的解法含有重復的計數。解法1是錯解。

正確的解法是：按照4個袋子分別分配的信封數可以分為：3、0、0、0；2、1、0、0；1、1、1、0等幾種方法。對應的分法總數為：

又注：此題不可以從信封入手去分步，而只能從袋子入手分類討論。

例3，現有3張游泳館的門票分配給4班級，問有多少種不同的分法？

由例1分析可知，其最簡潔的解法如下：

解法1，從門票入手， 因為每張門票都可以分配到4個班級中的每一個，既每張門票都有4種分配方法。共有3張門票，相當于分配可以分3步完成，根據分步計數原理，共有 43種投法。

評注：分析解1中的解法。3張游泳館門票是相同的，不適合作為分步的依據。解1的解法含有重復的計數。解法1是錯解。

正確的解法是：按照4個班級分別分配的門票數可以分為：3、0、0、0；2、1、0、0；1、1、1、0等幾種方法。對應的分法總數為：

又注：此題不可以從門票入手去分步，而只能從班級入手分類討論。

例4，現有3張相同的的郵票隨機放入4個相同的信封，問有多少種不同的分法？

評注：本題也不可以從郵票入手去分步，而只能從信封入手分類討論。且不同的分類法即是分法種數。

二、結語

對于m個元素任意放入n個位置類型題（其中元素的認定可以依據“必須用完”為依據，而位置可以依據“可以為空”來區分。）由以上討論可以得到以下結論：

①都可以應用計數原理來解，也說明了計數原理的基礎作用。

②都可以從位置入手分類討論。注意避免重復與遺漏。

③只有當元素與位置都互不同時，從元素入手，其最簡潔的解法才是 nm。也可以從位置入手分類討論。需要選擇元素并排列。

④當元素不同時而位置相同時，可以由位置入手，分類考慮。需要⑤選當擇元元素素不

相需

同排時列而。位不置可不從同元時素，入可手以；由其位解置不入是手n，m分。類考慮。不需要選擇元素但要排列。不可從元素入手；其解不是 nm。

⑥當元素相同時而位置也相同時，也可以由位置入手，分類考慮。不需要選擇元素也不需排列。注意其中對于每一類分類不需再排列了。不可從元素入手；其解也不是 nm。

教學中需結合學生和課時情況安排教學的難度，以使學生理解正解與錯解的原因，使學生知其然并知其所以然。引導學生建立嚴謹又靈活的學風。

［1］華瑞芬.排列組合中的球與盒子問題［J］.高中生學習（高二版），2013年，第11期.

［2］陶興模.排列組合題中的錯解剖析［J］.高考金刊，2004年，第11期.

［3］薄濤.高中數學排列組合的多樣解題思路［J］.考試周刊，2012第53期.

［4］人民教育出版社 課程教材研究所 中學數學課程教材研究中心 編著.普通高中課程標準實驗教科書 數學 選修2-3 ［M］.北京：人民教育出版社.

G712

A

1671-864X（2016）05-0132-01

左峰輝，女，北京電子科技職業技術學院數學教師，主要研究方向：數學教育、數學應用。