跳到内容
SPM Tuition
附加数学 · 排列与组合

有限制条件的排列

普通排列没问题,可是一出现“必须坐在一起”就乱了。

排列有条件时,先处理条件。要么把对象捆成一个整体,要么减去不要的情况,要么先填受限的位置再填其余。

这一课接在判断次序是否重要之后,属于排列与组合这一章。

必须相邻的对象怎么处理?

把它们粘成一个整体。五位同学排成一行,阿明和美玲必须相邻,就变成四个对象:那个整体,再加另外三个人。

四个对象有 4! 种排法,然后阿明和美玲在整体内部有 2! 种排法。

总数是 4! × 2! = 24 × 2 = 48。

不许相邻的呢?

用补集。五位同学排成一行,全部排法是 5! = 120。减去阿明和美玲相邻的 48 种:120 − 48 = 72。

这样就不必一种一种列出分开的情况。它还能自我检查:48 + 72 必须等于 120。

例题:组成偶数

用数字 1、2、3、4、5、6 组成没有重复数字的四位偶数,一共有多少个?

限制在个位,所以先填个位:

  1. 个位必须是 2、4 或 6:3 种选择。
  2. 千位可以用剩下 5 个数字中的任何一个:5 种。
  3. 百位剩下 4 种,十位剩下 3 种。

总数是 3 × 5 × 4 × 3 = 180。

如果先填千位,你还要判断它有没有用掉一个偶数,计数就要分成几种情况。先填个位,就避开了这个分叉。

最容易丢分的地方

“相邻”那题常见的失误是写成 5! × 2!。整体只算一个对象,所以整体加其他对象是四个,不是五个。

步骤 错误 正确
要排列的对象数 5(两个人加另外三个人) 4(整体加另外三个人)
整体内部 2! 2!
总数 5! × 2! = 240 4! × 2! = 48

快速检查:相邻的排法不可能比全部排法 120 还多,而 240 超过了。

自己试试

六个人排成一行,其中两个指定的人 P 和 Q 必须站在两端。有多少种排法?

答案

先填两端。P 在左端、Q 在右端,或者反过来:2 种。

其余四个人排在中间四个位置,有 4! = 24 种。

总数是 2 × 24 = 48。

下一步学什么

接着学有必选成员的选取,同样的思路用在次序不重要的分组上。用应用题结构工作表 (英文)把条件和主要任务分开。

如果计数题里的条件总是让你卡住,可以了解附加数学一对一线上补习。

常见问题

什么是捆绑法?

当某几个对象必须相邻时,把它们看成一个整体。先把这个整体和其他对象一起排列,再乘以整体内部各对象的排列数。

怎样数两个人不相邻的排法?

先求全部排法,再减去两人相邻的排法。这个补集法通常比直接数各种分开的情况快得多。

组成数字的题应该先填哪个位置?

先填限制最多的位置,例如偶数的个位。如果留到最后才填,往往会数错剩下的选择数。

有重复的字母会改变这些方法吗?

会改变最后的除法。如果有相同的对象,要除以每一组重复对象的阶乘,这在“重复计算与漏算”一课里会讲到。

有限制的计数,关键是先处理哪个条件。一对一补习的老师能看到学生的思考顺序,再带他换成更清楚的顺序。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。