数学选修2-31.2排列(优限法、捆绑法、插空法)的运用.ppt

同学们好，辛苦啦！,千里之行，始于足下！,1.2 排 列 排列的简单应用,排列的简单应用,目的：理解掌握含有特殊限制条件的排队问题的解决方法，进一步培养分析问题、解决问题的能力. 重点：优限法、捆绑法、插空法的运用 .,一、【概念复习】 1排列的定义，理解排列定义需要注意的几点问题； 从n个不同元素中，任取m(mn)个元素（这里的被取元素各不相同）按照一定的顺序排成一列，叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列. 2排列数的定义，排列数的计算公式,EX17位同学站成一排,共有多少种不同的排法？,解：问题可以看作：7个元素的全排列A775040, 7位同学站成一排，其中甲站在中间的位置，共有多少种不同的排法？,解：问题可以看作：余下的6个元素的全排列A66 =720, 7位同学站成一排，其中甲不站在首位，共有多少种不同的排法？,解一：甲站其余六个位置之一有A61种，其余6人全排列有A66 种，共有A61 A66 =4320。,解二：从其他6人中先选出一人站首位，有A61，剩下6人（含甲）全排列，有A66 ，共有A61 A66 =4320。,解三：7人全排列有A77，甲在首位的有A66，所以共有 A77- A66=7 A66- A66=4320。,解题示范 现有7位同学站成一排 甲、乙只能站在两端的排法共有多少种？,解：根据分步计数原理：第一步 甲、乙站在两端有A22种；第二步 余下的5名同学进行全排列有A55种 则共有A22 A55 =240种排列方法.,A55,A55,A22,A22,甲、乙不能站在排头和排尾的排法共有多少种？,解法一：第一步 从（除去甲、乙）其余的5位同学中选2位同学站在排头和排尾有A52种方法；第二步 从余下的5位同学中选5位进行排列（全排列）有A55种方法 ，所以一共有A52 A55 2400种排列方法,解法二：若甲站在排头有A66种方法；若乙站在排尾有A66种方法；若甲站在排头且乙站在排尾则有A55种方法.所以甲不能站在排头,乙不能排在排尾的排法共有A772 A66 A55=2400种,归结(1)：对于“在”与“不在”等有特殊元素或特殊位置的排列问题，通常是先排特殊元素或特殊位置，称为优先处理特殊元素（位置）法（优限法）。,优限法,甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种？ 解：先将甲、乙两位同学“捆绑”在一起看成一个元素与其余的5个元素（同学）一起进行全排列有A66种方法；再将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有A22种方法所以这样的排法一共有A66 A22 1440种 拓展：甲、乙和丙三个同学都相邻的排法共有多少种？ 解：方法同上，一共有A55A33 720种,解法一：将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，因为丙不能站在排头和排尾，所以可以从其余的5个元素中选取2个元素放在排头和排尾，有A52种方法；将剩下的4个元素进行全排列有A44种方法；最后将甲、乙两个同学“松绑”进行排列有A22种方法.则这样的排法一共有A52 A44 A22 960种方法,甲、乙两同学必须相邻，而且丙不能站在排头和排尾的排法有多少种？,解法二：将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，若丙站在排头或排尾有2A55种方法，所以丙不能站在排头和排尾的排法有(A66 -2A55)A22=960种方法,归结2：对于相邻问题,常用“捆绑法”(先捆后松).,解法三：将甲、乙两同学“捆绑”在一起看成一个元素，此时一共有6个元素，因为丙不能站在排头和排尾，所以可以从其余的四个位置选择共有A41种方法， 再将其余的5个元素进行全排列共有A55种方法，最后将甲、乙两同学“松绑”，所以这样的排法一共有A41 A55 A22 960种方法,捆绑法,甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种？ 解法一：（排除法） A77-A66 A22 =3600 解法二：（插空法）先将其余五个同学排好有A55种方法，此时他们留下六个位置（就称为“空” ），再将甲、乙同学分别插入这六个位置（空）有A62种方法.,则共有A55 A62=3600种方法,乙,甲,拓展：甲、乙和丙三个同学都不 能相邻的排法共有多少种？ 解：先将其余四个同学排好有A44种方法，此时他们留下五个“空”，再将甲、乙和丙三个同学分别插入这五个“空”有A53种方法，所以一共有A44 A53 1440种 归结(3)：对于不相邻问题，常用“插空法”（特殊元素后考虑）,插空法,强化练习：三名女生和五名男生 站成一排， 如果女生全排在一起，有多少种不同排法？ 如果女生全分开，有多少种不同排法？ 如果两端都不能排女生，有多少种不同排法？ 如果两端不能都排女生，有多少种不同排法？,A66 A33 =4320,A55A63=14400,A52A66=14400,A52A66+2A31A51A66 =36000 或A88- A32 A66=36000,某些元素不能在或必须排列在某一位置； 某些元素要求连排（即必须相邻）； 某些元素要求分离（即不能相邻）；, 某些元素要求必须相邻时，可以先将这些元素看作一个元素，与其他元素排列后，再考虑相邻元素的内部排列，这种方法称为“捆绑法”；, 某些元素不相邻排列时，可以先排其他元素，再将这些不相邻元素插入空挡，这种方法称为“插空法”。, 有特殊元素或特殊位置的排列问题，通常是先排特殊元素或特殊位置，称为优先处理特殊元素（位置）法“优限法”；,2