典型例题一
例1 计算:(1); (2)
.
分析:本题如果直接计算组合数,运算比较繁.本题应努力在式子中创造条件使用组合数的性质,第(1)题中,,经此变形后,可继续使用组合数性质.第(2)题有两个考虑途径,一方面可以抓住项的变形
,求和;另一方面,变形
,接着
,
…,反复使用公式.
解:(1)原式
.
(2)原式
.
另一方法是:原式
.
说明:利用第(2)小题的手段,我们可以得到组合数的一个常用的结论:.
左边右边.
典型例题二
例2 从7名男生5名女生中,选出5人,分别求符合下列条件的选法种数有多少种?
(1)、
必须当选;(2)
、
都不当选;(3)
、
不全当选;(4)至少有2名女生当选;(5)选出5名同学,让他们分别担任体育委员、文娱委员等5种不同工作,但体育委员由男生担任,文娱委员由女生担任.
分析:本题是组合应用题中典型的选代表问题,通过一些明确的条件对结果进行限制.问题(1)、
必须当选,它们就不必再考虑,只要再选出余下的代表.问题(2)
、
必须不当选,实际上就是去掉这几个元素不予考虑.问题(3)
、
不全当选可以从正反两方面考虑.从正面考虑可以按
、
全不选和
、
选一个分类,从反面考虑可用间接法,去掉
、
全选的情况.问题(4)可以按女生选2人、3人…进行分类,当然也可以从反面考虑用间接法.问题(5)可以先处理特殊位置的体育班委与文娱班委.
解:(1)除、
选出外,从其它10个人中再选3人,共有的选法种数为
,
(种).
(2)去掉、
,从其它10人中任选5人,共有的选法种数为:
(种).
(3)按、
的选取情况进行分类:
、
全不选的方法数为
,
、
选1人的方法数为
,共有选法
(种).
本小题的另一解法:从12人中选5人的选法中去掉、
全选的情况,所有选法只有
(种).
方法一:按女同学的选取情况分类:
选2名女同学、3名男同学;选3名女同学2名男同学;选4名女同学1名男同学;选5名女同学.所有选法数为:
(种).
方法二:从反面考虑,用间接方法,去掉女同学不选或选1人的情况,所有方法总数为:(种).
(5)选出一个男生担任体育班委,再选出1名女生担任文娱班委,剩下的10人中任取3人担任其它3个班委.用分步计数原理可得到所有方法总数为:(种).
说明:对于本题第(4)小题,“至少有2名女生当选”,我们可能还有另外一种考虑,先从5名女生中选出2人,然后在剩下的10人中任选3人,得到的方法数为(种),与上述答案比较,结果明显增多了,为什么会出现以上情况?上述步骤得到的选取结果虽然符合了有2名女生的要求,但在计数时出现了重复,比如先选两女生为
、
,剩下的10人中如果又选出了女生
,与先选两名女生为
、
后又选出了女生
,出现了同样的结果,因为选取问题仅考虑选出了哪些元素,至于先选后选并不考虑.这里需要我们引起注意的是以后遇到“至少”类型的问题,一般采用分类法或间接法解决,在选取问题中尽可能避免出现重复计数,我们还可以进一步从下一个例子加深理解.
典型例题三
例3 空间10个点,其中有5点在同一个平面内,其余无三点共线,四点共面,问以这些点为顶点,共可构成多少个四面体?
分析:本题如果从正面考虑可以按5个共面的点的选用情况进行分类.如果从反面考虑用间接法,只要去掉从5个共面的点中任取四个点的情况,因为共面的四个点不能构成四面体的四个顶点.
解:方法一:可以按共面的点取0个、1个、2个、3个进行分类,得到所有的取法总数为:个.
方法二:从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,得到所有构成四面体的方法数为:(个).
说明:以几何为背景的此类应用题中,间接方法用得比较多,在考虑去掉不符合要求的选法时,既不能多去,也不能少去,此外有时还需去掉一些重复计数的情况.比如:四面体的顶点和各条棱的中点共10个点,任取其中的4个点,其中不共面的取法有多少种?我们可以从10个点中任取4点.共有种取法,然后去掉下面几种情况,4个点取在四面体的同一个面上,有
种取法;四个中点连成平行四边形的情形,有3种取法,还有3点在四面体的一条棱上,另一点是其它点,不考虑已计算的四点在四面体同一面上的情况,共有6种取法.用间接法可得不同的取法共有:
(种).
典型例题四
例4 在1,3,5,7,9中任取3个数字,在0,2,4,6,8中任取两个数字,可组成多少个不同的五位偶数.
分析:因为零不能作首位数,所以是特殊元素,因此可以根据选零不选零为分类标准。
解:第一类:五位数中不含数字零。
第一步:选出5个数字,共有种选法.
第二步:排成偶数—先排末位数,有种排法,再排其它四位数字,有
种排法.
∴ (个)
第二类:五位数中含有数字零.
第一步:选出5个数字,共有种选法。
第二步:排顺序又可分为两小类;
(1)末位排零,有种排列方法;
(2)末位不排零.这时本位数有种选法,而因为零不能排在首位,所以首位有
种排法,其余3个数字则有
种排法.
∴
∴ 符合条件的偶数个数为
(个)
说明:本题也可以用间接法(即排除法)来解.请自行完成.
典型例题五
例5 有12名划船运动员,其中3人只会划左舷,4人只会划右舷,其余5人既会划左舷也会划右舷。现在要从这12名运动员中选出6人平均分在左、右舷划船参加比赛,有多少种不同的选法?
分析:设集合A={只会划左舷的3个人},B={只会划右舷的4个人},C={既会划左舷又会划右舷的5个人}
先分类,以集合A为基准,划左舷的3个人中,有以下几类情况:①A中有3人;②A中有2人;C中有1人;③A中有1人,C中有2人;④C中有3人。
第①类,划左舷的人已选定,划右舷的人可以在中选3人,即有
种选法。因是分步问题,所以有
种选法。第②类,划左舷的人在A中选2人,有
种选法,在C中选1人,有
种选法,划右舷的在
中剩下的8个人中选3人,有
种选法。因是分步问题,所以有
种选法。类似地,第③类,有
种选法。第④类有
种选法。
因为是分类,所以一共有种选法。
解:
种
答:一共有2174种不同选法.
说明:这种比较复杂的在若干个集合中选取元素的问题,只要能运用分类思想正确对所求选法分类,又能正确地根据题目要求合理地考察步骤,就可以顺利地求得解.在分类时,要注意做到既不重复也不遗漏.
这里是以集合A为基准进行分类,也可以集合B或集合C为基准进行分类,其结果是相同的,但一般都选择元素个数较少的集合作为基准来分类,这样可以减少分类,方便运算.
典型例题六
例6 甲、乙两队各出7名队员,按事先排好的顺序出场参加围棋擂台赛,双方由1号队员出赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛,…,直到一方队员全被淘汰为止,另一方获胜,形成一种比赛过程,试求所有可能出现的比赛过程的种类.
分析与解:若甲队取胜,比赛结果可能是,
,
,
,
,
,
.
只有一个过程;
共8场,乙队在前7场中胜一场,有
种不同的过程;
共9场,乙队在前8场中胜二场,有
种不同的过程;
共10场,乙队在前9场中胜三场,有
种不同的过程;
………………
∴ 甲队取胜的过程种数是:
类似乙队取胜也有同样的过程种数
∴ 共有种不同的比赛过程.
说明:一个排列与另一个排列的区别有两点,一点是元素不同,另一点是顺序不同(在元素相同时);而一个组合与另一个组合不同点仅是元素不同,由此可知,排列是有顺序问题,组合是无顺序问题.本题是一应用问题,根据实际确定是组合问题.
典型例题七
例7 从1到9的九个数字中取三个偶数四个奇数,试问:
(1)能组成多少个没有重复数字的七位数?
(2)上述七位数中三个偶数排在一起的有几个?
(3)(1)中的七位数中,偶数排在一起、奇数也排在一起的有几个?
(4)(1)中任意两偶然都不相邻的七位数有几个?
分析与解:(l)分步完成:第一步在4个偶数中取3个,可有种情况;第二步在5个奇数中取4个,可有
种情况;第三步3个偶数,4个奇数进行排列,可有
种情况,所以符合题意的七位数有
个.
(2)上述七位数中,三个偶数排在一起的有个.
(3)上述七位数中,3个偶数排在一起,4个奇数也排在~起的有
个.
(4)上述七位数中,偶数都不相邻,可先把4个奇数排好,再将3个偶数分别插入5个空档,共有个.
说明:对于有限制条件的排列问题,常可分步进行,先组合再排列,这是乘法原理的典型应用.
典型例题八
例8 6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1)一堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)一人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)平均分给甲、乙、丙三人;
(5)平均分成三堆.
分析与解:(1)先在6本书中任取一本.作为一本一堆,有种取法,再从余下的五本书中任取两本,作为两本一堆,有
种取法,再后从余下三本取三本作为一堆,有
种取法,故共有分法
种.
(2)由(1)知.分成三堆的方法有种,而每种分组方法仅对应一种分配方法,故甲得一本,乙得二本,丙得三本的分法亦为
种.
(3)由(1)知,分成三堆的方法有种,但每一种分组方法又有
不同的分配方案,故一人得一本,一人得两本,一人得三本的分法有
(种).
(4)3个人一个一个地来取书,甲从6本不同的书本中任取出2本的方法有种,甲不论用哪一种方法取得2本书后,已再从余下的4本书中取书有
种方法,而甲、乙不论用哪一种方法各取2本书后,丙从余下的两本中取两本书,有
种方法,所以一共有
种方法.
(5)把6本不同的书分成三堆,每推二本与把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人二本的区别在于,后者相当于把六本不同的书,平均分成三难后,再把每次分得的三堆书分给甲、乙、丙三个人.因此,设把六本不同的书,平均分成三堆的方法有种,那么把六本不同的书分给甲、乙、丙三人每人2本的分法就应
种,由(4)知,把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有
种.
所以,则
(种)
说明:本问题中的每一个小题都提出了一种类型问题,搞清类型的归属对今后解题大有补益,其中
(1)属非均匀分组问题. (2)属非均匀定向分配问题.
(3)属非均匀不定向分配问题.(4)属均匀不定向分配问题.
(5)属均匀分组问题.
典型例题九
例9 有6本不同的书,分给甲、乙、丙三个人.
(1)如果每人得两本,有多少种不同的分法;
(2)如果一个人得一本,一个人得2本,一个人得3本有多少种不同的分法;
(3)如果把这6本书分成三堆,每堆两本有多少种不同分法.
分析与解:(1)假设甲先拿,则甲从6本不同的书中选取2本有种方法,不论甲取走的是哪两本书,乙再去取书时只能有
种,此时剩下的两本书自然给丙,就只有
种方法,由乘法原理得一共有
种不同分法.
(2)先假设甲得1本,乙得2本,丙得3本则有种法,一共有
种不同的分法.
(3)把6本书分成三堆,每堆2本,与次序无关.
所以一共有种不同分法.
说明:本题的三个问题要注意区别和联系,不要混淆.
6本书分给甲、乙、丙三人每人两本和分成3堆每堆两本是有区别的,前者虽然也属均分问题,但要甲、乙、丙三个人一个人一个人的去拿,而后者属均分问题又是无序问题,所以必须除以.一般地,
个元素中有
个元素(
)均分成m堆一定要除以
.
例如:有17个桃,分成8堆,其中一堆一个,一堆4个,另外6堆每堆都是2个,有多少种不同的分法.
一共有种不同分法.
典型例题十
例5 (1)从名医生中选
名,
名护士中选
名,分成两队,每队
名医生
名护士,到甲、乙两地巡回医疗,求安排方案有多少种?
(2)从一组共名学生中选男生
人,女生
人,参加三种不同的活动,要求每人参加一种且每种活动都有人参加的选法有
种,问该组学生中男、女生各有多少人?
分析:(1)可以把甲、乙两地看成两个有顺序的“空”,然后选取获和护士填好,即分步完成;也可采取先选取、分堆、再排列的办法.(2)先分堆再排列.
解法一(1):按照进行填入.第一步,先取
名医生填入两空,有
种填法;第二步,再取
名护士填入两空,每空
人,有
种填法,故共有安排方案
种.
解法二(1):第一步,选人,有种选法;第二步,平均分成
堆,有
/
种分法;第三步,将两队分别安排到甲、乙两地,有
种方法,故共有安排方案:
种.
解(2):设男生人,女生
人,则有
,
∴,
且
.
∴或
.
∴男生有人,女生
人或男生
人,女生
人.
说明:本题是排列与组合的综合题.涉及到分堆、再全排列的问题.方法呆以是选人→分堆→排列,也可以直接用分步法解.第(2)小题中在解未知数时,应注意到
是正整数且
范围限制,可以使用还个验证的办法验证出来.
典型例题十一
例11 四个不同的小球,全部放入编号为的四个盒子中.
(1)随便放(可以有空盒,但球必须都放入盒中)有多少种放法?
(2)四个盒都不空的放法有多少种?
(3)恰有一个空盒的放法有多少种?
(4)恰有两个空盒的放法有多少种?
(5)甲球所放盒的编号总小于乙球所放盒的编号的放法有多少种?
分析:(1)注意合理的分类;(2)可以用前面例题中先分堆再排列的方法.
解:(1)由于可以随便放,故每个小球都有种放法,所以放法总数是
种.
(2)将四个小球全排列后放入四个盒子即可,所以放法总数是种.
(3)由题意,必然四个小球放入三个盒子中.分三步完成:选出三个盒子;将四个小球分成三堆;将三堆小球全排列后放入三个盒子.所以放法总数是:种.
(4)由题意,必然四个小球放入个盒子中.
解法一:分三步完成:选出两个盒子;将四个小球分成两堆;将两堆小球全排列放入两个盒子.所以放法总数是:
种.
解法一:分两步完成:选出两个盒子;将四个球随便放入两个盒子(可以有空盒子),然后剔除四个球只放入一个盒子的情形.因此,放法总数是
种.
(5)分三类放法.
第一类:甲球放入号盒子,即
,则乙球有
种放法(可放入
号盒子),其余两球可以随便放入四个盒子,有
种放法.故此类放法的种数是
;
第二类:甲球放入号盒子,即
,则乙球有
种放法(可放入
号盒子),其余两球随便放,有
种放法.故此类放法的种数是
;
第三类:甲球放入号盒子,即
,则乙球只有
种放法(放入
号盒子),其余两球随便放,有
种放法.故此类放法的种数是
.
综上,所有放法的总数是:种.
本题也可这样理解:先选出两个盒子放入甲、乙两球,有种放法;另外两球随便放,有
种放法,由乘法原理,所有放法的总数是
种.
说明:“小球放入盒子”是一种常见的、基本的数学模型,很多问题实际上都可以化归到这种模型去解决,虽然表面上看来可能相距很远。当然,小球放入盒子会有各种限制条件,应注意恰当地分类或分步.下面的例即是采用这种思想.
典型例题十二
例12 是集合
到集合
的映射,满足
的映射有多少个?
分析:根据映射的定义,中的每一个元素在
中都有唯一的一个像,可以把
五个元素想象成五个“小球”,把
三个元素想象成三个盒子,只要把五个小球全部放入盒子中(随便放),便可得到一个映射,因为每一个“小球”都对应着唯一的一个盒子.
解:将三个元素设想为
号盒、
号盒和
号盒三个盒子.只要
个元素
全部放入盒子(允许有空盒)便可得到
个映射.设放入
号盒的元素个数为
,放入
号盒的元素个数为
,则放入
号盒的元素个数为
个,
.则有
,
由条件,考虑到
且
,
故上述方程的解是
因此满足条件的元素的放法有三类.
第一类:放入号盒
个元素,放入
号盒
个元素,其余元素放入
号盒,放法种数是:
种.
第二类:放入号盒
个元素,放入
号盒
个元素,其余元素放入
号盒,放法种数是:
种.
第三类:全部个元素都放入
号盒,放法种数为
种.
所以放法总数为种.
故符合条件的映射有个.
说明:该题把映射问题巧妙地抽象为“小球放入盒子”问题,使问题更加形象且易于把握.事实上排列组合中的不少问题可进行类似的抽象,把一个陌生的问题转化为一个熟悉的问题去解决.另外,应注意排列组合中不定方程的整数解的解法,在中学阶段大多采用逐个验证的方法求其解.
典型例题十三
例13 如图所示,、
、
、
、
为
个区域,现备有
种颜色为
个区域涂色,涂色要求:每相邻两个区域不同色,每个区域只涂一色.共有多少种不同的涂色方法?
分析:显然处于中央,与其他区域都相接,因此它的地位比较特殊,应优先考虑.本题可分解为三类涂法:用
颜色涂;用
种颜色涂;用
种颜色涂.显然用
种颜色涂不可能.
解:本题有三类涂法.
第一类:用种颜色涂,显然有
种涂法.
第二类:用种颜色涂,显然有
类涂法:
与
涂同一色,其余三区各涂一色;
与
涂同一色,其余三区各涂一色,故涂法种数是
(
是指先选出
种颜色).
第三类:用种颜色涂,那么
与
、
与
、
三部分区域各涂一色,故有
种涂法(
是指先选出
种颜色).
综上,涂法总数是:种.
说明:给图形涂色问题与具体的图形开关有关,需要仔细分析图形特征.另外,对有些题目,一眼看去好像很繁杂,无从下手;这时我们可以从最简单的研究起,然后逐次研究其他的问题.比如本题最简单的情况是种颜色
个区域;复杂的情况是
种颜色、
种颜色涂
个区域.复杂的问题分解之后往往就会变得简单,然后先从最简单的情况研究起——这是一种常用的解题策略.
典型例题十四
例14 填空:.
解法1:原式
……
解法2:由.
∴,∴
.
,
,……,
以上各式都加得:
∴
说明:本题解答过程中应用了公式,即
要熟悉此公式,注意在相关问题中的应用.
典型例题十五
例15 证明下列各等式:
(1) ;(2)
;(3)
.
证明:(1)右边
=左边,∴原式成立.
(2)右边
=左边
∴原式成立.
(3)左边
=右边
∴原式成立.
说明:(1)对于(3)关键一步变成
有
,再反复运用利用定理2,逐步化简式子即可得证.
(2)也可利用将等式右边
一项拆成二项,反复使用此公式即可得证.请自己证明.
(3)此题中③式的变形为:.
典型例题十六
例16 完成下列各填空题:
(1)平面内有个点,其中
个点在一条直线上,此外没有
个点在一条直线上,过这
个点可以作______________个三角形.
(2)空间个点,其中
个点共面,此外无任何
个点共面,这
个点可决定多少个不同的平面.
解:(1)把9个点分为两类:
第一类为共线的个点;
第二类为其余的个点;
从第二类中任意选取三个点,可作个三角形;
从第一类中任意选取一个点,从第二类中任意选取个点,可作
个三角形;
从第一类中任意选取个点,从第二类中任意选取
个点,可作
个三角形.
利用分类计数原理,可得总共可作三角形个数为(个).
注意:本题也可解为(个),请你加以解释.
∴应填:.
(2)这个问题可分四类加以考虑.
①个共面点决定
个平面;
②个共面点中任何
个点和其余
个点中任意一点决定
个平面;
③个共面点中任一点和其余
个点中任意
个点决定
个平面;
④个点中任何
个点决定
个平面.
总共决定平面的个数为(个)
∴应填:
说明:这题是利用组合知识解决与几何有关的问题,要注意将已知条件中的元素分成几类.而在解决此问题时,又使用的分类方法,至于怎样确定分类标准,这是一难点,比如,①中确定三角形,必确定不共线的三点.这三点可全部来源于不共线点,也可其一来源于不共线
点,还可其二来源于那
点,这样分成三类.
典型例题十七
例17 车间有名工人,其中
名男工是钳工,
名女工是车工,另外两名老师傅既能当车工又能当钳工,现在要在这
名工人里选派
名钳工,
名车工修理一台机床,问有多少种选派方法.
解法1:设、
代表
位老师傅.
,
都不在内的选法有:
种;
,
都在内且当钳工的选法有:
种;
,
都在内且当车工的选法有:
种;
,
都在内,一人当钳工,一人当车工的选法有:
种;
,
有一人在内当钳工的选派方法有:
种;
,
有一人在内当车工的选派方法有:
种;
∴共有(种).
解法2:名钳工有
名选上的派出方法是:
种;
名钳工有
名被选上的方法是:
;
名钳工有
名被选上的方法是:
种.
∴一共有(种)
解法3:名女车工都在的选派方法:
种;
名女车工有
人在内的派选方法:
种;
名女车工有
名在内的派选方法:
种;
∴一共有(种).
说明:解法1是以老师傅为主考虑的;解法2是以钳工为主考虑的;解法3是以车工为主考虑的.
典型例题十八
例18 有11名翻译人员,其中5名会英语,4名会日语,另外两名英语、日语都会,从中选出8人,组成两个翻译小组,4人译英语,另4人译日语,同一个人不能参加两个小组,有多少种不同的选派方法?
分析:本题是排列组合应用题中典型的选派问题,本题的困难主要在于对两个语种都会的两个人的处理,由于1个人不能同时参加两个小组,所以1个人不能既充当英语、又充当日语翻译,也就是说本题不能按从7名英语翻译中选4人,从6名日语翻译中取4人来处理,正确解决问题的方法是先就两个语种都会的两个人(特殊元素)的选用情况进行分类.
解:按两个语种都会的两个人的选用情况分类:
两个人都不参加,这时有种用法.
两个人参加1人,这时还有该人参加英语或日语翻译两种情况,这时有种用法.
两个人都参加,这时有3种情况,都参加英语、都参加日语、或者分别参加一种.
这时有种用法.
用分类计数原理,共有不同的选派方法总数为:
(种).
说明:本题处理起来看似杂乱,分类的情况较多,实际上整个过程都是围绕两名英日语都会的“多面手”的选用进行的,这种抓特殊对象处理的手段在我们组合类应用题中随处可见.
典型例题十九
例19 有6个人住进5个房间,分别按照下列要求,有多少种不同住法?
(1)每个房间至少一个人;
(2)5个房间恰好空出一间不住人.
分析:每个房间至少一个人,则正好一个房间两个人,其它房间各1人,可以先安排两个人进此房间.5个房间空出一间,则有两种可能的结果,一种是一间3个人,3间各1人,另一间空着,还有一种可能结果是有两间各住两人,另两间各住1人,另一间空着.
解:(1)先从6人中选出两人进某一房间,其余4人每人进一间,不同的进房方法共有:(种).
(2)按条件不同的住房方法有两类:
第一类:3个人住一间房,3个人各住一间,另一间空,不同的方法共有:(种).
第二类:两间房各进两人,另两间各1人,另一间空,不同的进房方法共有:(种).
用分类计数原理,所有满足要求的住房方法共有:
(种).
说明:对于每个房间至少1人的情况,也可能这样考虑,先从6个人中任选5人住进5个房间,最后一人任进一个房间,这样得到的结果是(种),与上面结果对比,增加了一倍,为什么会出现不同结果呢?原因是这样考虑,住进同一间房的两个人是在两步中分别进入房间的,他们之间产生了不必要的顺序,导致了重复计数,所以对于同一组没有顺序关系的元素在选取时,应该在同一步取到,如果分步取得就会产生顺序.比如:100件产品5件次品,从中任取3件至少一件次品的取法有多少种?我们在计算时不能先从5件次品中先取一件,然后在其它99件中任取2件,列为
,这样的结果中有重复计算的情况.正确的做法是按次品的个数进行分类,l件次2件正:
,2件次1件正:
,三件次
,总数为:
(种).
典型例题二十
例20 有五双不同的鞋,从中任取4只,至少有2只配成一双的可能取法种数是多少?
分析:满足要求的取法有两类,一类是4只中恰有2只配对,还有一类是4只鞋正好配成2双.另外至少有2只配成的一双的反面就是4只均无配对,可以用间接法解题.
解:方法1:如果恰好有两只配成一双,先从5双中取出一双,然后在剩下的四双中取出两双,两双中各取一只,共有取法种,可以计算得到
(种).如果四只鞋正好是两双,可以直接从5双鞋中任取两双,共有取法种数为
(种).
用分类计数原理,所有符合要求的取法有(种).
方法2:先从10只鞋中任取4只,有种取法,其中4只鞋都不成对可以看成从5双鞋中取4双,每双取出一只,共有取法
种.用间接法得所有符合条件的取法种数为:
(种).
说明:对于这种配对问题,我们先处理好成对的元素,再按要求处理其它元素,这实际上也是遵循特殊元素先处理的原则.比如:8个人站成前后两排,每排4人面对面站着,其中某两人必须正对面,有多少种不同排法?我们先选好正对面的两个位置,然后站上这两个人,其它人任意排列,共有排法总数为(种).
典型例题二十一
例21 书架上原有6本书,再放过去3本,但要求原有书的相对顺序不改变,则不同的放法有多少种?
分析:本题一方面可以将三本书按步骤逐一放进去.但要注意放第一本书时,它插进去有7种放法,而继续放第二本时,则有8种放法,放第三本时则有9种放法.本题还可从另一方面考虑,当三本书放完后实际上是9本书的一个排列,但原有的六本书按原来的固定顺序,仅考虑它们位于哪六个位置,即只要在9个位置上选出它们的6个位置,而用组合数列式.
解:方法1,按步分别插入3本书,依次有7、8、9种不同放法,不同的放法有(种).
方法2:在9个不同的位置放置原有6本书(按原来顺序),然后再在剩下3个位置排另外三本书,不同的放法总数为:(种).
说明:在许多排列问题中,有些是有预先给定的确定顺序,有些有隐含的确定顺序.对于这类问题,我们只要选位置、不必排顺序.如:车队有7辆车,现在调出4辆按顺序去执行任务,要求、
两车必须出车参加,并且
车先于
车调出,那么不同的调度方法有多少种?我们可以按下列步骤完成这个问题,先从剩下5辆中调出两辆,选出
、
两车位置,再排另外两辆,这样不同的调度方法为:
(种).