巧用两种方法应对数量关系之排列组合
捆绑法和插空法是解排列组合问题的重要方法,主要用于解决“相邻问题”和“不邻问题”。总的解题方法是遵循“相邻问题捆绑法,不邻问题插空法”的规则。华图教研中心公务员考试辅导专家王永恒老师在多年考试辅导过程中,发现学员经常有这样的困惑,同样类型的题目,因为表达形式有所变化,所以就不会用已学过的方法去解题,进而影响了复习进度和学习效率。针对此,王永恒老师特别选取了一些典型例题,为大家详细讲解有关捆绑法和插空法的运用。
一、“相邻问题”捆绑法——先捆绑,再排列
“相邻问题”捆绑法,即在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先将其“捆绑”后整体考虑,也就是将相邻元素视作“一个”大元素进行排序,然后再考虑大元素内部各元素间排列顺序的解题策略。
例1. 若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须站在相邻位置,则有多少排队方法?
【解析】 题目要求A和B两个人必须排在一起,首先将A和B两个人“捆绑”,视其为“一个人”,也即对“A,B”、C、D、E“四个人”进行排列,有种排法。又因为捆绑在一起的A、B两人也要排序,有种排法。根据分步乘法原理,总的排法有种。
例2. 有8本不同的书,其中数学书3本,外语书2本,其它学科书3本。若将这些书排成一列放在书架上,让数学书排在一起,外语书也恰好排在一起的排法共有多少种?
【解析】 把3本数学书“捆绑”在一起看成一本大书,2本外语书也“捆绑”在一起看成一本大书,与其它3本书一起看作5个元素,共有种排法;又3本数学书有种排法,2本外语书有种排法;根据分步乘法原理共有排法种。
【王永恒提示】 运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题。解题过程是“先捆绑,再排列”。
二、“不邻问题”插空法——先排列,再插空
“不邻问题”插空法,即在解决对于某几个元素要求不相邻问题时,先将其它元素排好,再将指定的不相邻的元素插入已排好元素的间隙或两端位置,从而将问题解决的策略。
例3.若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须不站在一起,则有多少排队方法?
【解析】题目要求A和B两个人必须隔开。首先将C、D、E三个人排列,有种排法;若排成D C E,则D、C、E“中间”和“两端”共有四个空位置,也即是: ︺ D ︺ C ︺ E ︺ ,此时可将A、B两人插到四个空位置中的任意两个位置,有种插法。由乘法原理,共有排队方法:。
例4.在一张节目单中原有6个节目,若保持这些节目相对顺序不变,再添加进去3个节目,则所有不同的添加方法共有多少种?
【解析】 直接解答较为麻烦,可利用插空法去解题,故可先用一个节目去插7个空位(原来的6个节目排好后,中间和两端共有7个空位),有种方法;再用另一个节目去插8个空位,有种方法;用最后一个节目去插9个空位,有种方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法为=504种。
例5.一条马路上有编号为1、2、……、9的九盏路灯,为了节约用电,可以把其中的三盏关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,则所有不同的关灯方法有多少种?
【解析】 若直接解答须分类讨论,情况较复杂。故可把六盏亮着的灯看作六个元素,然后用不亮的三盏灯去插7个空位,共有种方法(请您想想为什么不是),因此所有不同的关灯方法有种。
【王永恒提示】 运用插空法解决排列组合问题时,一定要注意插空位置包括先排好元素“中间空位”和“两端空位”。解题过程是“先排列,再插空”。
下面请大家使用以上方法练习一道国考真题:
一张节目表上原有3个节目,如果保持这3个节目的相对顺序不变,再添加进去2个新节目,有多少种安排方法?(国考2008-57)
A.20 B.12 C.6 D.4
(参考答案为A)
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