说到国考行测,很多人最头疼的就是数量关系,而在数量关系里,“排列组合”绝对是让人想骂街的存在。这玩意儿就像初中时的物理题,说难不难,但总能精准地绕晕你,一不小心就中了出题人的圈套。那种感觉,就好像你辛辛苦苦算了半天,结果发现选项里根本没你那个数,或者干脆有好几个看着都像正确答案的,瞬间心态就崩了。
别怕,今天咱们就来聊聊怎么对付这些烦人的“小球”和“格子”。其实排列组合没那么玄乎,它就是一种计数方法,只不过花样多了点。只要我们把它的底层逻辑搞清楚,再记住几个常用公式和方法,大部分题目都能搞定。
第一步:先分清“排列”和“组合”,这是基础中的基础
很多人错就错在第一步,没分清到底是用排列(A)还是组合(C)。其实区分起来很简单,就问自己一句话:“换个顺序,结果一样吗?”
如果换个顺序,结果就不一样了,那就是排列(Arrangement)。比如,从三个人(甲、乙、丙)里选两个人出来,分别担任正、副班长。如果选的是甲当正班长,乙当副班-长,这是一种结果。但如果选的是乙当正班长,甲当副班-长,这又是另一种结果了。顺序一换,意义就变了,所以这是排列问题。
如果换个顺序,结果还是一样的,那就是组合(Combination)。比如,还是从这三个人里选两个人出来去打扫卫生。选了甲和乙,跟选了乙和甲,有区别吗?没区别,反正都是这俩人去干活。顺序不影响最终结果,这就是组合问题。
搞清楚这个,公式就好记了。排列数公式是 A(n, m) = n! / (n-m)!,组合数公式是 C(n, m) = n! / (m! (n-m)!)。你看,组合数公式就是在排列数的基础上,除以了一个 m!,这个 m! 就是因为那 m 个元素不管怎么排顺序,都只算一种情况,所以要把它除掉。
第二步:掌握几种“耍赖”的解题方法,比硬算快得多
硬套公式当然可以,但很多时候,出题人设计的题目就是为了让你绕圈子。这时候,一些“不讲武德”的方法反而更有效。
1. 插空法:专门对付“不相邻”问题
题干里只要看到“A和B不能相邻”、“某两个东西必须隔开”这种字眼,直接想“插空法”。
举个例子:有5个男生和3个女生排成一排,要求3个女生互不相邻,有多少种排法?
你别去想女生怎么排,先让那5个男生站好队。5个男生随便排,有多少种方法?是 A(5, 5) = 5! = 120 种。
男生站好后,他们之间以及队伍的两头,会形成几个空位?你想想,5个人,他们之间有4个空,队伍最前面和最后面各有1个空,所以一共是 4 + 2 = 6 个空位。
现在,我们把3个女生往这6个空位里“插”进去,每个空位最多只能站1个女生。从6个空位里选3个出来让女生站,而且女生站的顺序不同,排法也不同(比如女生A站第一个空和站第二个空是两种情况),所以是排列问题。从6个空位选3个进行排列,就是 A(6, 3) = 6 5 4 = 120 种。
最后一步,把男生和女生的排法乘起来,因为这是分步完成的。总排法 = 120 120 = 14400 种。你看,先安排没要求的元素,再把有要求的元素插进去,思路是不是清晰多了?
2. 捆绑法:专门对付“必须相邻”问题
跟插空法正好相反,题干里看到“A和B必须在一起”、“某几个东西要捆绑”这种话,就用“捆绑法”。
再举个例子:还是5个男生和3个女生排队,这次要求3个女生必须站在一起,有多少种排法?
既然她们必须在一起,那我们就把这3个女生用绳子“捆”起来,当成一个整体来看。现在排队的就不是8个人了,而是“5个男生”+“1个女生团体”,一共是6个“元素”。
这6个“元素”随便排队,有多少种方法?A(6, 6) = 6! = 720 种。
但是别忘了,被我们捆起来的那3个女生,她们内部自己也是可以换位置的。3个女生内部的全排列是 A(3, 3) = 3! = 6 种。
所以,总的排法就是把这两步乘起来:720 6 = 4320 种。先把需要相邻的元素看成一个整体,算外部排列,再算内部排列,最后相乘,齐活。
3. 隔板法:解决“相同物品分配”问题
这种题型也很有特点,通常是把一些完全相同的东西(比如糖果、小球)分给几个人,并且要求每个人至少分到一个。
比如:把10个相同的苹果分给3个小朋友,要求每个小朋友至少分到1个,有多少种分法?
直接想很难想,但用“隔板法”就很简单。你想象一下,把这10个苹果排成一排,它们之间有几个空隙?是 10 – 1 = 9 个空隙。
现在,我们要把这10个苹果分成3份,只需要在这9个空隙里插入2个“隔板”就行了。比如,我们在第2个苹果和第3个苹果之间放一个隔板,在第6个和第7个之间放一个隔板,这就分成了“2个苹果”、“4个苹果”、“4个苹果”三堆,对应分给3个小朋友。
所以,问题就转化成了:从9个空隙中,选择2个位置来放隔板。这只是选择位置,跟隔板的顺序无关,所以是组合问题。从9个里面选2个,就是 C(9, 2) = (9 8) / (2 1) = 36 种。
隔板法的核心就是,如果要分成n份,就插n-1个板子。板子的数量比要分的份数少1。
第三步:正难则反,学会从对立面思考
有时候,正面硬刚太复杂,情况太多,算起来容易漏。这时候不妨换个思路,算算它的反面是什么情况,然后用总数减去反面的情况数,可能一下就简单了。
比如:从1到100这100个自然数中,任取两个数,使得它们的和为偶数,有多少种取法?
正面思考的话,要分两种情况:
情况一:两个数都是偶数。1到100里有50个偶数,从50个偶数里选2个,是 C(50, 2) = (50 49) / 2 = 1225 种。
情况二:两个数都是奇数。1到100里有50个奇数,从50个奇数里选2个,是 C(50, 2) = 1225 种。
两种情况加起来,总共是 1225 + 1225 = 2450 种。
这道题正面算还好,不算太复杂。但如果换个问法,有时候反面就简单得多。我们来看一个适合用反面思考的例子:
从6名男医生和5名女医生中选出4人组成一个医疗小队,要求小队中至少有1名女医生,问有多少种不同的选法?
“至少有1名女医生”,这个“至少”就是个信号。它的反面是什么?就是“1名女医生都没有”,也就是“全都是男医生”。
我们先算总共有多少种选法,不管男女。总共11个人,选4个,就是 C(11, 4) = (11 10 9 8) / (4 3 2 1) = 330 种。
再算反面的情况:只选男医生。从6个男医生里选4个,就是 C(6, 4) = C(6, 2) = (6 5) / 2 = 15 种。
那么,至少有1名女医生的选法,就是用总数减去一个女医生都没有的情况数:330 – 15 = 315 种。
如果你正面去算,就要分“1女3男”、“2女2男”、“3女1男”、“4女0男”四种情况,然后分别计算再相加,麻烦得多,还容易算错。
最后,做几道题巩固一下
理论说了这么多,不做题都是纸上谈兵。排列组合这东西,必须得自己动手算几遍才能真正理解。找几道典型的例题,先自己分析,这道题到底是在考什么?用排列还是组合?适合用插空、捆绑还是隔板?正面算简单还是反面算简单?
把这个思考过程走一遍,再动手去算。错了不要紧,关键是搞清楚自己错在哪里,是概念没分清,还是方法用错了。多练几次,你就会发现,排列组合的题型翻来覆去就那么几种,套路都是固定的。下次再见到“不相邻”、“必须挨着”、“至少有一个”这些关键词,你脑子里就能自动弹出对应的解题方法。到那时,排列组合就不再是你的恐惧,而是你的得分项了。

七点爱学
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