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用插空位法求解不相邻问题的步骤

2023-03-23章挺

语数外学习·高中版下旬 2023年1期
关键词:排列组合空位座位

章挺

排列组合问题是近几年高考数学试题中的常考内容之一.排列组合问题有很多种类型,如相邻问题、不相邻问题、分组问题、分配问题等,其中不相邻问题是指要求某些元素不相邻排列的问题,即将n个不同的元素排成一排,求其中k() k≤n-k+1个元素互不相邻的排列数.解答此类问题的主要方法是插空位法.

运用插空位法解答不相邻问题的步骤为:

題目中要求5名儿童不相邻,则需采用插空位法解题,先将无限制条件的元素(5位母亲)进行全排列;再将不相邻的元素(5名儿童)插入已排好的元素(5位母亲)之间的空位及两端的位置上.

例2.将A,B,C,D,E, 5名同学按下列要求进行排列,求所有满足条件的排列方法数.

(1)5名同学排成一排,且A,B不相邻;

(2)5名同学排成一排,且A,B都不与C相邻;

(3)若一排有6个座位,将5名同学安排到其中的5个座位上,且A,B不相邻.

根据分类计数原理可知,满足条件的排列方法共有432+48=480种.

问题(1)中要求5名同学排成一排且A,B不相邻,则需先将无限制条件的C,D,E排好,再将A,B插入已排好的3名同学之间的空位中,即可确保A,B不会相邻.问题(2)中要求A,B都不与C相邻,则需先将不受限制的D,E排好,然后将A,C插入已排好的同学之间的空位中,最后按要求将B插入已排好的同学之间的空位或两端.对于问题(3),需先将A,B,C,D,E排好,再将一个空位插入.该题与问题(1)都要求A,B不相邻,但问题(3)中除了要求A,B中间隔着C,D,E之外,还可需要考虑空位的位置,因此,需要分情况进行讨论.

总之,利用插空位法求解不相邻问题需要注意以下两点:

1.要注意分辨清楚哪些是要求不相邻的元素,哪些是要求相邻的元素,不能混淆了;

2.要理清已排好元素之间的空位到底有几个,有时需加上两端的空位,有时不需要.

(作者单位:江苏省沭阳如东中学)

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