插空法

排列组合中的“插空法”是一种解决特定排列组合问题的方法,特别适用于解决要求某些元素不相邻的问题。基本步骤:

1、先安排其他元素: 首先将不需要满足不相邻条件的元素进行排列。

2、插空: 在已排列好的元素之间和两端形成空位,然后将需要不相邻的元素插入这些空位中。

例如

  1. 把 1,2,3,4,5 组成没有重复数字且数字 4,5 不相邻的五位数,则所有不同排法有多少种?

解题思路:可以使用“插空法”来解决,因此可先将 1,2,3 三个元素排定,共有 A33 A^3_3 种排法,然后再将 4,5 插入四个空位共有 A42 A^2_4 种排法,故由乘法原理得,所有不同的五位数有A33×A42 A^3_3 \times A^2_4 = 72 种。

2. 在一张节目单中原有六个节目,若保持这些节目的相对顺序不变,再添加进去三个节目,则所有不同的添加方法共有多少种?

解题思路:-0-0-0-0-0-0-,即六个节目算上前后共有七个空位,那么加上的第一个节目则有A71 A^1_7 种方法; 此时有七个节目,再用第二个节目去插八个空位有A81 A^1_8 种方法; 此时有八个节目, 用最后一个节目去插九个空位有 A91 A^1_9 种方法。

由乘法原理得,所有不同的添加方法为: A71×A81×A91A^1_7 \times A^1_8 \times A^1_9 =504 种。

归纳总结

插空法主要适用于解决排列组合问题中要求某些元素不相邻的情况。

例如

人员排队: 在人员排队时,要求某些人不能站在一起,

物品摆放: 在摆放物品时,要求某些物品不能相邻。

时间安排: 在安排活动时,要求某些活动不能连续进行。

通过插空法,可以有效地解决这类问题,确保满足不相邻的要求。

课后练习

第 1 题:8 个人站一排,甲乙丙都不相邻,有多少种排法?

第 2 题:5 名妈妈和 5 个儿童进行排列,要求 5 个儿童不相邻,有多少种排法?

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