选修2-3-1.2排列中优限法、捆绑法、插空法的运用.ppt

1.2排列排列的简单应用,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A61A66=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A61A66=4320。,解三：7人全排列有A77，甲在首位的有A66，所以共有A77-A66=7A66-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A22A55=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A52A552400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A772A66A55=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A66A221440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A55A33720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A52A44A22960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A41A55A22960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-A66A22=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A55A62=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A44A531440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？,A66A33=4320,A55A63=14400,A52A66=14400,A52A66+2A31A51A66=36000或A88-A32A66=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