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高考数学排列组合类问题探讨

高考数学排列组合类问题探讨

摘要:在高考数学中,排列组合问题是每年的重要考点。其通常出现在填空题中,属于中低档类型的题目,因此其也是考生必须拿分的题型。但该类题目类型比较多,而学生在解答此类问题时往往会因为没有分清题目类型,错用解题方法从而导致题目解答错误。

关键词:高考数学;排列组合;常见题型;解题技巧

排列组合常见的题型有:元素的“在”与“不在”的问题、元素的相邻问题、元素的相离问题等。虽然排列组合的题目并不难,但是其题型种类较多且比较难判断。并且不同类型的题目其使用的方法也是不同的。因此在解答此类问题时,先要判断其题型,然后使用对应的方法,方可正确解题。

一、 元素的“在”与“不在”的问题

在解答元素的“在”与“不在”的问题时,既可以从元素入手,也可以从位置入手,但是必须要始终牢记的是谁“特殊”谁优先排列。如果从元素入手,则先给特殊的元素安排位置;而如果从位置入手,则先给特殊位置安排元素。但需要特别注意的是,两种方法只能独自使用,不能同时使用。

例1班级上6个人准备拍照,此时将6人排成1排,要求小明既不站在最左边也不站在最右边,求共有多少种站法?

解析方法一:从位置入手,通过审题可知,最左边和最右边是最为特殊的位置。

第一步:先从其他5个人中选择2个人分别站在最左边和最右边,有A25种站法;

第二步:剩下的4个人站在空着的4个位置,有A44种。从而可得一共有A25A44=480种方法;

方法二:从元素入手,由题干可知,小明同学是最为特殊的一个元素。

第一步:先将小明安排到中间的4个位置的任意一个,有A14种方法;

第二步:剩下的5个人站在空着的5个位置,有A55种方法。从而可得一共有A14A55=480种方法。

点拨本题运用两种方法解题,通过相比较发现从元素入手,比较容易理解。此外本题也可以采用间接法进行解题,即先假设6个人的排队是无限制条件的,从而算出其总有A66种方法;然后再将特殊情况去除掉,即小明站在最左边和最右边时6人排队情况。从而可以算出一共有A66-2A55=480种方法。

二、 相邻问题

相邻问题是一种比较常见的排列组合的问题,通常情况下,题设往往会给出同一元素必须要相邻的限制条件。解答此类问题的方法为“捆绑法”,即将同一元素看成一个整体,将其当作一个元素同其他元素进行排列,然后再将看成整体的部分再排列,即可算出种类。

例2有3个高三(1)班的学生、4个高三(2)班的学生站在一起,其中(1)班同学必须相邻,(2)班的同学也必须相邻,求共有多少种排列方法?

解析通过审题可知,此题为相邻问题。

第一步:将3名高三(1)班的学生看成一个整体,看成一个元素,将4名高三(2)班的学生看成一个整体,看成一个元素。这两种元素排列一共可有A22种方法;

第二步:将高三(1)班、(2)班的学生分别进行内部排列:高三(1)班的学生内部排列共有A33种方法,高三(2)班的学生内部排列共有A44种方法。所有共有A22·A33·A44=288种方法。

点拨通过此题的解题过程,我们可以发现运用“捆绑法”进行解题,其思想为先整体再局部。此外需要我们特别注意的是,在使用此方法时一定不能忘记对整体内部的排序,特别在有些不只一个整体的题目中,对其内部的排序不能有遗漏。

三、 相离问题

相离问题即不相邻问题,该类问题的模型为将n个不同元素排列,其中有k个元素互不相邻,求排列方法的种类。解答此类问题的方法为“插空法”,即将无要求的元素先排列,然后将互不相邻的元素的插到已经排好的元素之间的空隙中,即可算出种类。

点拨由题意可知,本题的解题思想为先分步再分类,其中其分步是根据题干中所要求的偶数;而分类则是根据特殊元素来进行分类的。而在解答不相邻的问题时需要特别注意的是,在进行分类计算时,一定看准有多少空位,特別是在排列的数量比较多的问题时更需要注意。

综上所述,在解答排列组合的问题时,其关键就是密切关注题干中的一些限制条件,从限制条件中判断题目所属的类型,然后运用适当的方法进行解题。此外需要学生特别注意的是,在解答此类问题时其解题过程最好分步书写,这样往往会使解题思路清晰,从而提高正确率。并且对一些常用的解题方法要有一个很好的认知。

作者简介:

田飞,甘肃省武威市,民勤县第四中学。endprint

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