巧用插空法

巧用插空法

排列、组合,是高中数学中的难点,是后续概率统计的基础,但是学生在学习过程中比较难把握,也比较容易出错的内容。对于一些常见的做题方法,学生也不清楚何时用?怎么用?在讲解插空法时,在课堂上学生提出了新的思路,笔者进行了归纳、整理。

课堂例题

在一次课堂讲解过程中,有这样一道题:5个人排成一排,要求甲、乙两人之间至少有一人,则不同的排法有________种.

针对这道题,笔者采用了三种方法进行讲解。为方便叙述,假设五人分别为:甲、乙、丙、丁、戊。

法一、间接法

在上课过程中,对于“插空法”,学生提出了不同的方法。第一步,甲、乙两人相邻共有4种排法;第二步,因为甲、乙中间至少有一人,所以先排一人,有3种方法;第三步,三个人中产生4个空位,再排下一人,有4种方法;第四步,四个人中产生5个空位,再排下一人,有5种方法;共有(种)方法。

学生的这种思路很明显重复了。如甲、乙、丁到甲、乙、丙、丁,和甲、丙、丁、到甲、乙、丙、丁重复。所以,这不是插空法,而是要采用元素分析法进行分类讨论.

学生在学习插空法时理解不到位,不知何时需要“一一插入”,何时需要“一次性全部插入”。在先排列哪部分,后插入哪部分学生不能很好的把握。所以,笔者总结了可以用插空法解决的两类题型。

一、定序问题——插空法(一一插入)

在有些排列问题中,某些元素有前后顺序是确定的(不一定相邻),解决这类问题可以采用插空法,即m个元素之间的先后顺序确定不变,因此先排这m个元素,只有一种排法,然后把剩下的n个元素分类或分步插入由以上m个元素形成的空隙中。

例:将A,B,C,D,E这5个字母排成一列,要求A,B,C在排列中的顺序为“A,B,C”或“C,B,A”(可以不相邻).则有多少种不同的排列方法?

解:若字母A,B,C的排列顺序为“A,B,C”,将字母D,E插入,这时形成的4个空中,分两类:

同理,若字母A,B,C的排列顺序为“C,B,A”,也有20种不同的排列方法。

因此,满足条件的排列有20+20=40(种)。

二、不相邻问题——插空法(一次性全部插入)

某些元素不能相邻或某些元素要在某个特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间。

例:高三(一)班需要安排毕业晚会的4个音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求2个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是________.

结束语

常见的插空法主要可以解决以上两大类问题。高中生在学习排列、组合时,要找到关键点与突破口,这就需要多样化的解题模式以及每种方法的适用范围。在解题过程中,要善于发现题目之间的联系,自己归纳总结,这样会达到事倍功半的效果。

作者简介:王路(1994.03-),女,陕西渭南人,当前职务:老师,当前职称:初级,学历:大学本科,研究方向:高中数学。

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