排列組合問題作為數(shù)學(xué)運(yùn)算中相對(duì)獨(dú)立的一塊,在公務(wù)員考試中的出場(chǎng)率頗高,題量一般在一到兩道,近年國考這部分題型的難度逐漸在加大,解題方法也越來越多樣化,所以在掌握了基本方法原理的基礎(chǔ)上,還要求我們熟悉主要解題思想。
【基本原理】
加法原理:完成一件事,有N種不同的途徑,而每種途徑又有多種可能方法。那么,完成這件事就需要把這些種可能的做法加起來; 乘法原理: 完成一件事需要n個(gè)步驟,每一步分別有m1,m2,…,mn種做法。那么完成這件事就需要::m1×m2×…×mn種不同方法。
【排列與組合】
排列:從n個(gè)不同元素中,任取m( )個(gè)元素(這里的被取元素各不相同)按照一定的順序排成一列,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)排列
組合:從n個(gè)不同元素種取出m( )個(gè)元素拼成一組,稱為從n個(gè)不同元素取出m個(gè)元素的一個(gè)組合
【排列和組合的區(qū)別】
組合是從n個(gè)不同的元素種選出m個(gè)元素,有多少種不同的選法。只是把m個(gè)元素選出來,而不考慮選出來的這些元素的順序;而排列不光要選出來,還要把選出來的元素按順序排上,也就是要考慮選出元素的順序。所以從這個(gè)角度上說,組合數(shù)一定不大于排列數(shù)。
【特殊解題方法】
解決排列組合問題有幾種相對(duì)比較特殊的方法:插空法,插板法。以下逐個(gè)說明:
(一).插空法
這類問題一般具有以下特點(diǎn):題目中有相對(duì)位置不變的元素,不妨稱之為固定元素,也有相對(duì)位置有變化的元素,稱之為活動(dòng)元素,而要求我們做的就是把這些活動(dòng)元素插到固定元素形成的空中。舉例說明:
例題1 :一張節(jié)目表上原有3個(gè)節(jié)目,如果保持這3個(gè)節(jié)目的相對(duì)順序不變,再添進(jìn)去2個(gè)新節(jié)目,有多少種安排方法?
(2008國家行測(cè)) A.20 B.12 C.6 D.4
解法1:這里的“固定元素”有3個(gè),“活動(dòng)元素”有兩個(gè),但需要注意的是,活動(dòng)元素本身的順序問題,在此題中: 1).當(dāng)兩個(gè)新節(jié)目挨著的時(shí)候:把這兩個(gè)挨著的新節(jié)目看成一個(gè)(相當(dāng)于把它們捆在一起,注意:捆在一起的這兩個(gè)節(jié)目本身也有順序)放到“固定元素”形成的空中,有:C41×2=8 種方法。 2).當(dāng)兩個(gè)節(jié)目不挨著的時(shí)候:此時(shí)變成一個(gè)排列問題,即從四個(gè)空中任意選出兩個(gè)按順序放兩個(gè)不同的節(jié)目,有:P42=12種方法。 綜上所述,共有12+8=20種。
解法2:分部解決。1)可以先插入一個(gè)節(jié)目,有4種辦法; 2)然后再插入另一個(gè)節(jié)目,這時(shí)第一次插入的節(jié)目也變成“固定元素”故共有5個(gè)空可供選擇; 應(yīng)用乘法原理:4×5=20種
例題2. 小明家住二層,他每次回家上樓梯時(shí)都是一步邁兩級(jí)或三級(jí)臺(tái)階。已知相鄰樓層之間有16級(jí)臺(tái)階,那么小明從一層到二層共有多少種不同的走法?
A.54 B.64 C.57 D.37
解法一:列表解題,第四個(gè)數(shù)=第一個(gè)數(shù)+第二個(gè)數(shù)。
臺(tái)階 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
走法 0 1 1 1 2 2 3 4 5 7 9 12 16 21 28 37
解法二:插空法解題:考慮走3級(jí)臺(tái)階的次數(shù):
1)有0次走3級(jí)臺(tái)階(即全走2級(jí)),那么有1種走法;
2)有1次走三級(jí)臺(tái)階。(不可能完成任務(wù));
3)有兩次走3級(jí)臺(tái)階,則有5次走2級(jí)臺(tái)階:
(a)兩次三級(jí)臺(tái)階挨著時(shí):相當(dāng)于把這兩個(gè)挨著的三級(jí)臺(tái)階放到5個(gè)兩級(jí)臺(tái)階形成的空中,有C61=6種走法;
(b)兩次三級(jí)不挨著時(shí):相當(dāng)于把這兩個(gè)不挨著的三級(jí)臺(tái)階放到5個(gè)兩級(jí)臺(tái)階形成的空中,有C62=15種走法。
4)有3次(不可能)
5)有4次走3級(jí)臺(tái)階,則有2次走兩級(jí)臺(tái)階,互換角色,想成把兩個(gè)2級(jí)臺(tái)階放到3級(jí)臺(tái)階形成得空中,同(3)考慮挨著和不挨著兩種情況有C51+C52=15種走法;
6)有5次(不可能) 故總共有:1+6+15+15=37種。
(二). 插板法: 一般解決相同元素分配問題,而且對(duì)被分成的元素限制很弱(一般只要求不等于零),只對(duì)分成的份數(shù)有要求。
舉例說明: 例題1. 把20臺(tái)電腦分給18個(gè)村,要求每村至少分一臺(tái),共有多少種分配方法? 解析: 此題的想法即是插板思想:在20電腦內(nèi)部所形成的19個(gè)空中任意插入17個(gè)板,這樣即把其分成18份,那么共有:
C1917=C192=171 種。 Eg2。有10片藥,每天至少吃1粒,直到吃完,共有多少種不同吃法?
解法1:1天吃完:有C90=1種; 2天吃完:有C91=9種; …… 10天吃完:有C99=1種; 故共有:C90+C91+…+C99=(1+1)9=512種。
解法2:10臺(tái)電腦內(nèi)部9個(gè)空,每個(gè)孔都可以選擇插板或者不插板,即每個(gè)孔有兩種選擇,共有9個(gè)空,共有29=512種。 這里只討論了排列組合中相對(duì)比較特殊的兩種方法,至于其它問題可參見華圖教育網(wǎng)的其它書籍,這里不再贅述。
【排列組合在其他題型中的應(yīng)用】
例題.學(xué)校準(zhǔn)備了1152塊正方形彩板,用它們拼成一個(gè)長方形,有多少種不同的拼法?
A.52 B.36 C.28 D.12
解法一:本題實(shí)際上是想把1152分解成兩個(gè)數(shù)的積,則1152=1×1152=2×576=3×384=4×288=6×192=8×144=9×128=12×96=16×72=18×64=24×48=32×36,故有12種不同的拼法。
解法二:(用排列組合知識(shí)求解)
由1152=27×32,那么現(xiàn)在我們要做的就是把這7個(gè)2和2個(gè)3分成兩部分,當(dāng)分配好時(shí),那么長方形的長和寬也就固定了。
具體地: 1)當(dāng)2個(gè)3在一起的時(shí)候,有8種分配方法(從后面有0個(gè)2一直到7個(gè)2); 2)當(dāng)兩個(gè)3不在一起時(shí),有4種分配方法,分別是一個(gè)3后有0,1,2,3個(gè)2。故共有8+4=12種。
解法三:若1152=27×32,那么1152的所有乘積為1152因數(shù)的個(gè)數(shù)為(7+1)×(2+1)=24個(gè),每兩個(gè)一組,故共有24÷2=12組。
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