当排列中某个位置有条件时,先填那个位置,再填其余位置。这样每个位置的选择数一目了然,也是避免在排列与组合中多算或少算的最可靠方法。
这一课接着判断顺序是否重要,因为这里所有例子都是有顺序的排列。
先填有限制的位置是怎样运作的?
把每个位置看作一个方格,在每个方格上写出选择数,然后相乘。
- 画出方格,每个位置一格。
- 找出有限制的方格(偶数末位、必须排第一的人、必须在中间的字母)。
- 先填它,只计算满足条件的选择。
- 其余方格从左到右填,每次选择数减少,因为对象不能重复使用。
- 相乘。
如果一个对象固定在某个位置,且所有对象都不同,其余 n − 1 个对象自由排列:(n − 1)!。
例题
用数字 1 到 9,每个数字最多用一次,可以组成多少个 4 位偶数?
**步骤 1,方格:**共有 4 个方格。末位必须是偶数。
**步骤 2,先填有限制的方格:**可用的偶数是 2、4、6、8,所以末位有 4 种选择。
**步骤 3,其他方格:**首位还剩 8 个数字,第二位 7 个,第三位 6 个。
步骤 4,相乘:
4 × 8 × 7 × 6 = 4 × 336 = 1344
**检查(另一条路):**用总数减去奇数的个数。总数 = 9 × 8 × 7 × 6 = 3024。奇数:末位有 5 个奇数可选,其余 8 × 7 × 6 = 336,所以 5 × 336 = 1680。于是 3024 − 1680 = 1344。两条路吻合。
要留意的错误
一种常见的失误,是从左到右填方格,到最后才想起条件。
**错误答案:**9 × 8 × 7 × 4 = 2016
学生先自由填前三位,再说“末位有 4 个偶数”。
这是错的,因为前三位可能已经用掉了一些偶数。末位剩下几个选择,取决于前面发生了什么,所以并没有一个固定的 4。先填末位就能消除这个问题。
**更正:**末位 4 种,然后 8 × 7 × 6,得 1344。
自我检测
1. 五个人排成一行,某一个人必须站在正中间,有多少种排法?
查看答案
中间位置已固定,其余 4 人在另外 4 个位置自由排列:4! = 24。
2. 用数字 1 到 7,数字不重复,可以组成多少个 4 位奇数?
查看答案
末位必须是奇数:1、3、5 或 7,共 4 种选择。其他方格为 6 × 5 × 4。4 × 6 × 5 × 4 = 480。
3. 把单词 MATHS 的 5 个字母排成一行,每个字母用一次。有多少种排法以辅音字母开头?
查看答案
只有 A 是元音,所以首位有 4 个辅音可选。其余 4 个字母排在 4 个位置,有 4! = 24 种。4 × 24 = 96。
检查:总数 5! = 120,以 A 开头的有 24 种,所以 120 − 24 = 96。
接下来学什么
接下来看看当你是选出一组而不是排列时,条件怎样发挥作用:计算有限制条件的选取。然后试做综合练习。
在课堂上会用方格法的学生,遇到新题时有时还是会先填错方格。线上一对一附加数学补习的老师可以陪你练习这第一步,直到成为习惯。