(常考)錯位排列 有n封信和n個信封,每封信都不裝在自己信封裡的排列種數記作dn,則 d1=0,d2=1,d3=2,d4=9,d5=44,d6=265
一、相鄰問題---捆綁法 不鄰問題---插空法
對于某幾個元素不相鄰的排列問題,可先将其他元素排好,再将不相鄰元素在已排好的元素之間及兩端空隙中插入即可。
【例題1】一張節目表上原有3個節目,如果保持這3個節目的相對順序不變,再添進去2個新節目,有多少種安排方法?
a.20 b.12 c.6 d.4
【答案】a。
【解析】
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首先,從題中之3個節目固定,固有四個空。是以一、兩個新節目相鄰的的時候:把它們捆在一起,看成一個節目,此時注意:捆在一起的這兩個節目本身也有順序,是以有:c(4,1)×2=4×2=8種方法。二、兩個節目不相鄰的時候:此時将兩個節目直接插空有:a(4,2)=12種方法。綜上所述,共有12+8=20種。
二、插闆法
一般解決相同元素配置設定問題,而且對被分成的元素限制很弱(一般隻要求不等于零),隻對分成的份數有要求。
【例題2】把20台電腦分給18個村,要求每村至少分一台,共有多少種配置設定方法?
a.190 b.171 c.153 d.19
【答案】b。
此題的想法即是插闆思想:在20電腦内部所形成的19個空中任意插入17個闆,這樣即把其分成18份,那麼共有: c(19,17)=c(19,2)=171種。
三、特殊位置和特殊元素優先法
對有限制的排列組合問題中的特殊元素或特殊位置優先考慮。
【例題2】從6名運動員中選4人參加4×100米接力,甲不跑第一棒和第四棒的參賽方案各有多少種?
a.120 b.240 c.180 d.60
方法一:特殊位置優先法:首先填充第一棒,第一棒共有5個元素可供選擇,其次第4棒則有4個元素可以選擇;然後第2棒則有4個元素可以選擇,第3棒則有3個元素可以選擇。則共有5×4×4×3=240種。
方法二:特殊元素優先法:首先考慮甲元素的位置
第一類,甲不參賽有a(5,4)=120種排法;
第二類,甲參賽,因隻有兩個位置可供選擇,故有2種排法;其餘5人占3個位置有a(5,3)=60種占法,故有2×60=120種方案。
是以有120+120=240種參賽方案。
四、逆向考慮法
對于直接從正面算比較複雜的排列、組合題,我們就要學會間接的方法。
正方體8個頂點中取出4個,可組成多少個四面體?
a.70 b.64 c.61 d.58
【答案】d。
所求問題的方法數=任意選四點的組合數-共面四點的方法數,共c(8,4)-12=70-12=58個。
五、分類法
解含有限制條件的排列組合問題,應按元素性質進行分類,按事情發生的連續過程分步,保證每步獨立,達到分類标準明确,分步層次清楚,不重不漏。
【例題3】五個人排成一排,其中甲不在排頭,乙不在排尾,不同的排法有
a.120種 b.96種 c.78種 d.72種
【答案】c。
由題意可先安排甲,并按其分類讨論:1)若甲在末尾,剩下四人可自由排,有a (4,4)=24種排法;2)若甲在第二,三,四位上,則有3×3×3×2×1=54種排法,由分類計數原理,排法共有24+54=78種,選c。
練習題:
1、丙丁四個人站成一排,已知:甲不站在第一位,乙不站在第二位,丙不站在第三位,丁不站在第四位,則所有可能的站法數為多少種?
a.6 b.12 c.9 d.24
2、馬路上有編号為l,2,3,……,10十個路燈,為節約用電又看清路面,可以把其中的三隻燈關掉,但不能同時關掉相鄰的兩隻或三隻,在兩端的燈也不能關掉的情況下,求滿足條件的關燈方法共有多少種?
a.60 b.20 c.36 d.45
3、用數字0,1,2,3,4,5組成沒有重複數字的四位數,可組成多少個不同的四位數?
a .300 b.360 c.120 d.240
4、10個名額配置設定到八個班,每班至少一個名額,問有多少種不同的配置設定方法?
a.45 b.36 c.9 d.30
5、六人站成一排,求甲不在排頭,乙不在排尾的排列數?
a.120 b.64 c.124 d.136
【參考答案及解析】:
1、【解答】c。能站在第一位,是以甲必然站在後三個位置中的某一個位置。
如果甲站在第二位,則共有三種可能:乙甲丁丙,丙甲丁乙,丁甲丙乙
如果甲站在第三位,則共有三種可能,乙丁甲丙,丙丁甲乙,丁丙甲乙
如果甲站在第四位,則共有三種可能,乙丙丁甲,丙丁乙甲,丁丙乙甲
是以一共有9種可能
2、【解答】b。關掉的燈不能相鄰,也不能在兩端。又因為燈與燈之間沒有差別,因而問題為在7盞亮着的燈形成的不包含兩端的6個空中選出3個空放置熄滅的燈。是以共c(6,3)=20種方法。
3、【解答】a。排除法解p(6,4)-p(5,3)個=300個
4、【解答】b。把10個名額看成十個元素,在這十個元素之間形成的九個空中,選出七個位置放置檔闆,則每一種放置方式就相當于一種配置設定方式。因而共c(9,7)=36種。
5、【解答】d。先考慮排頭,排尾,但這兩個要求互相有影響,因而考慮分類。
第一類:乙在排頭,有a(5,5)種站法。
第二類:乙不在排頭,當然他也不能在排尾,有c(4,1)×(4,1)×(4,4)種站法,故共有136種站法。