淘汰,胜者再与负方2号队员比赛, 直到有一方队员全被淘汰为止,另一方获胜,形成—种比赛过程,那么所有可能出现的比赛过程共有多少种?
解:设甲队队员为a1,a2, a7,乙队队员为b1,b2, ,b7,下标表示事先安排好的出场顺序,若以依次被淘汰的队员为顺序,比赛过程可类比为这14个字母互相穿插的一个排列,最后是胜队中获胜队员和可能未参赛的队员。如a1a2b1b2a3b3b4b5a4b6b7a5a6a7。所表示为14个位置中取7个位置安排甲队队员,其余位置安排乙队队员,故比赛过程的总数为 =3432。
例14 有2个a,3个b,4个c 共九个字母排成一排,有多少种排法?
分析:若将字母作为元素,1—9号位置作为位子,那么这是一个“不尽相异元素的全排列”问题,若转换角色,将1—9号位置作为元素,字母作为位子,那么问题便转化成一个相异元素不许重复的组合问题。 即共有 =1260(种)不同的排法。
有些问题反面的情况为数不多,容易讨论,则可用剔除法。
对有限制条件的问题,先以总体考虑,再把不符合条件的所有情况剔除。这是解决排列组合应用题时一种常用的解题策略。
例15 四面体的顶点和各棱中点共有10个点,在其中取4个不共面的点,不同的取法共有( )
A.150种 B.147种 C.14种 D.141种
分析:在这10个点中,不共面的不易寻找,而共面的容易找。因此,采用剔除法,由10个点中取出4个点的组合数( 减去4个点共面的个数即为所求)。4点共面情形可分三类:
第一类:四面体每个面中的四个点共面,共有 4× =60种;
第二类:四面体的每2组对棱的中点构成平行四边形,则这四点共面,共有3种;
第三类:四面体的一条棱上三点共线,这三点与对棱中点共面,共有6种。故4点不共面的取法有 -(4 +6+3)=141种。
例16 从0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个数中取出3个数,使和为不小于10的偶数,不同的取法有多少种。
解:从这10个数中取出3个不同的偶数的取法有 种;取1个偶数和2个奇数的取法有 种。另外,从这10个数中取出3个数,使其和为小于10的偶数,有9种不同取法。
因此,符合题设条件的不同取法有 + -9=51种。
五、解相邻问题——采用“捆绑”策略
对于某几个元素要求相邻的排列问题,可先将相邻的元素“捆绑”起来看作一个元素与其他元素排列,然后再在相邻元素之间排列。
事实上,这种方法就是将相邻的某几个元素,优先考虑。让这些特殊元素合成一个元素,与普通元素排列后,再松绑。
例17 A,B,C,D,E五人并排站成一排,如A,B必相邻,且B在A右边,那么不同排法有 ( )
A.24种 B.60种 C.90种 D.120种
分析:将特殊元素A,B按B在A的右边“捆绑”看成一个大元素,与另外三个元素全排列 ,由A,B不能交换,故不再“松绑”,选A。
例18 5人成一排,要求甲、乙相邻,有几种排法?
解:将甲、乙“捆绑”成一个元素,加上其他3元素,共4元素,全排列有 种,甲、乙内部的排列有 种。故共有 =48种。
也可以这样理解:先让甲、丙、丁、戊,排成一列有 种,再将乙插入甲的左边或右边,有 种,共 =48种。 例19 计划展出10幅不同的画,其中一幅水彩画、4幅油画、5幅国画,排成一行陈列,要求同一品种的画必须连在一起,并且水彩画不放在两端,那么不同的陈列方式有多少种? ( )
A、 B、 C、 D、
分析:先把3种品种的画各看成整体,而水彩画不能放在头尾,故只能放在中间,又油画与国画有 种放法,再考虑油画与国画本身又可以全排列,故排列的方法为 ,故选D。