捆綁法和插空法是解排列組合問題的重要方法之一,主要用于解決“相鄰問題”及“不鄰問題”。總的解題原則是“相鄰問題捆綁法,不鄰問題插空法”。在實(shí)際
公務(wù)員考試培訓(xùn)過程中,我發(fā)現(xiàn)學(xué)員經(jīng)常碰到這樣的困惑,就是一樣類型的題目,不過表達(dá)的形式有所變化,就很難用已解過的題目的方法去解決它,從而降低了學(xué)習(xí)效率。下面結(jié)合有關(guān)捆綁法和插空法的不同變化形式,以實(shí)際例題詳細(xì)講解。
“相鄰問題”捆綁法,即在解決對(duì)于某幾個(gè)元素要求相鄰的問題時(shí),先將其“捆綁”后整體考慮,也就是將相鄰元素視作“一個(gè)”大元素進(jìn)行排序,然后再考慮大元素內(nèi)部各元素間排列順序的解題策略。
例1.若有A、B、C、D、E五個(gè)人排隊(duì),要求A和B兩個(gè)人必須站在相鄰位置,則有多少排隊(duì)方法?
【解析】:題目要求A和B兩個(gè)人必須排在一起,首先將A和B兩個(gè)人“捆綁”,視其為“一個(gè)人”,也即對(duì)“A,B”、C、D、E“四個(gè)人”進(jìn)行排列,有
種排法。又因?yàn)槔壴谝黄鸬腁、B兩人也要排序,有
種排法。根據(jù)分步乘法原理,總的排法有
種。
例2.有8本不同的書,其中數(shù)學(xué)書3本,外語書2本,其它學(xué)科書3本。若將這些書排成一列放在書架上,讓數(shù)學(xué)書排在一起,外語書也恰好排在一起的排法共有多少種?
【解析】:把3本數(shù)學(xué)書“捆綁”在一起看成一本大書,2本外語書也“捆綁”在一起看成一本大書,與其它3本書一起看作5個(gè)元素,共有
種排法;又3本數(shù)學(xué)書有
種排法,2本外語書有
種排法;根據(jù)分步乘法原理共有排法
種。
【王永恒提示】:運(yùn)用捆綁法解決排列組合問題時(shí),一定要注意“捆綁”起來的大元素內(nèi)部的順序問題。解題過程是“先捆綁,再排列”。
“不鄰問題”插空法,即在解決對(duì)于某幾個(gè)元素要求不相鄰的問題時(shí),先將其它元素排好,再將指定的不相鄰的元素插入已排好元素的間隙或兩端位置,從而將問題解決的策略。
例3.若有A、B、C、D、E五個(gè)人排隊(duì),要求A和B兩個(gè)人必須不站在一起,則有多少排隊(duì)方法?
【解析】:題目要求A和B兩個(gè)人必須隔開。首先將C、D、E三個(gè)人排列,有
種排法;若排成D C E,則D、C、E“中間”和“兩端”共有四個(gè)空位置,也即是: ︺ D ︺ C ︺ E ︺ ,此時(shí)可將A、B兩人插到四個(gè)空位置中的任意兩個(gè)位置,有
種插法。由乘法原理,共有排隊(duì)方法:
。
例4.在一張節(jié)目單中原有6個(gè)節(jié)目,若保持這些節(jié)目相對(duì)順序不變,再添加進(jìn)去3個(gè)節(jié)目,則所有不同的添加方法共有多少種?
【解析】:直接解答較為麻煩,可根據(jù)插空法去解題,故可先用一個(gè)節(jié)目去插7個(gè)空位(原來的6個(gè)節(jié)目排好后,中間和兩端共有7個(gè)空位),有
種方法;再用另一個(gè)節(jié)目去插8個(gè)空位,有
種方法;用最后一個(gè)節(jié)目去插9個(gè)空位,有
方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法為
=504種。
例4.一條馬路上有編號(hào)為1、2、……、9的九盞路燈,為了節(jié)約用電,可以把其中的三盞關(guān)掉,但不能同時(shí)關(guān)掉相鄰的兩盞或三盞,則所有不同的關(guān)燈方法有多少種?
【解析】:若直接解答須分類討論,情況較復(fù)雜。故可把六盞亮著的燈看作六個(gè)元素,然后用不亮的三盞燈去插7個(gè)空位,共有
種方法(請(qǐng)您想想為什么不是
),因此所有不同的關(guān)燈方法有
種。
【王永恒提示】:運(yùn)用插空法解決排列組合問題時(shí),一定要注意插空位置包括先排好元素“中間空位”和“兩端空位”。解題過程是“先排列,再插空”。
練習(xí):一張節(jié)目表上原有3個(gè)節(jié)目,如果保持這3個(gè)節(jié)目的相對(duì)順序不變,再添加進(jìn)去2個(gè)新節(jié)目,有多少種安排方法?(國考2008-57)
A.20 B.12 C.6 D.4