华杯赛计数专题: 捆绑与插空
例1.A,B,C,D,E,F一共6个小朋友排成一排,其中A,B两个必须相邻,求一共有多少种排列方法?若A,B两个人不能相邻,求一共有多少种排法 【答案】240;480
【解答】将A、B看成一个整体M,那么M与C、D、E、F排成一排共有种方法,而M中A与B的顺序又有两种确定方法,因此A、B相邻的排列方法一共有120×2=240种;
方法1:不考虑A,B是否相邻的问题,所有的排列方法数为种,减去A,B相邻的方法数240,得到A,B不相邻的排列方法数为种.
方法2:对于A、B不相邻的问题,可以用乘法原理按如下步骤完成排列:
第一步:将C、D、E、F排成一排,共有种方法;
第二步:在C、D、E、F形成的5个间隔中,选出两个空位由A、B站入,有种方法。
因此一共有24×20=480种排列方法。
方法总结:
(1)捆绑法:如果在排列的题目中要求某些人必须相邻(例如A,B),那么可以先将他们(A,B)捆绑在一起和其他人进行排列,然后再将捆绑在一起的这些人进行排列;
(2)插空法:如果在排列的题目中要求某些人不能相邻(例如A,B),那么可以先将其他人进行排列,再将他们插入到其他人形成的空位中进行排列。
(1)要求男生不能相邻,求一共有多少种排法?
(2)要求男生不能相邻,女生也不能相邻,求一共有多少种排法?
(3)要求3个男生相邻,有多少种排法?
【答案】144;72;144.
【解答】(1)先将女生排列好,一共有种方法.女生排列好后一共有4个空隙可以排入男生,将3个男生排入4个空隙中一共有种方法.所以3个男生3个女生排成一排,男生不能相邻的排列方法一共有种.
(2)3个男生不能相邻,3个女生也不能相邻,那么排列的方式只有两种:“男女男女男女”和“女男女男女男”.每一种方式都有 种排列方法,所以3个男生,3个女生排成一排一共有种方法.
(3)将3个男生捆绑在一起,有种捆绑方法。再将1个捆绑好的男生团与3个女生一起排列,有种排列方法,一共有种.
例3.用0,1,2,3,4五个数字一共可以排列出多少个没有重复数字的5位数?若0,1不能相邻,求一共有多少种排法?
【答案】96;54.
【解答】(1)用0,1,2,3,4五个数字一共可以排列出个不同的5位数.
(2)先将2,3,4排列好一共有种方法,总共分隔出了4个空隙;第二步,将0插入到空隙中,由于0不能做为自然数的首位,所以一共有3种方法;第三步,将1插入到空隙中,由于不能和0相邻,所以一共也是3种方法.利用乘法原理,排列方法数一共为种.