排列組合問題中的重複計算剖析

2022-01-01 07:36:21 字數 1255 閱讀 6234

在解答排列組合問題中,易犯的錯誤是遺漏與重複。遺漏多半比較明顯,而重複較為隱蔽。本文對一些隱蔽的重複計算錯誤舉例剖析。研究失誤的原因,尋求補正和預防的方法。

例1 某天有六節不同的課,若第一節排數學,或第六節排體育,問共有多少種不同的排法?

錯解數學排第一節的排法有種,體育排第六節的排法也有種,根據加法原理,第一節排數學或排體育的排法共有+=2=240種

剖析在數學排第一節的排法中,存在著體育排第六節的排法,在排體育第六節的排法中,存在著數學排第一節的排法,它重複計算了數學排第一節,同時體育排第六節的排法,即多算種。正確結果是:+-=216種

例2 從4名男生3名女生中選3人成立科技小組,問當選者中至少有一名男生和一名女生的選法有幾種?

錯解先選一名男生,有種選法,再選一名女生,有種選法,最後從餘下的5名學生中選一名有種選法,故共有選法=60種

剖析上述解法中,每一種選法都符合要求,但是否有重複計算呢?為此我們不妨設4名男生為a1,a2,a3,a4,3名女生為b1,b2,b3,把上面選法中含有一名男生的選法分為4類。在含有男生a1的一類的選法有:

a1,b1,a2,即先選a1,再選b1,最後選a2;在含有男生a2的一類中有a2, b1,a1,即先選a2,再選b1,最後選a1。顯然這兩種選法被重複計算了。因此上述解法是錯誤的。

錯誤的原因在於沒有將符合要求的選法進行正確分類,分類要不重不漏。

正解以男生人數分類,則符合條件的有且僅有兩類,一類是男生一名女生兩名,有種選法,另一類是男生兩名女生一名,有。故共有+=30種

例3 n個不同的球放入n-1個不同的盒子,假設每個盒子都有足夠大的容量,問每個盒子中至少有乙個球的放法共有多少種?

錯解先在每盒子中放入一球共有種放法,再將剩下的一球放入,有n-1種放法。由乘法原理,共有放法(n-1)=(n-1)n!種.

剖析將這n個球和n-1個盒子均依次編號,設先在每盒中放入一球時,有一種放法是第i號盒子恰好放入第i號球,其中i=1,2,…,n-1,然後再考慮剩下的第n號球的放法,假設第n號球恰好放入第1號盒,這樣,除1號盒中放有第一號與第n號兩個球外,其餘各盒均只放有乙個與盒子同號的球,若先在每盒中放入一球時,第n號球恰好放入第1號盒,,而其餘各盒所放的球均與盒子同號,這樣,再將剩下的1號球放入盒中時,必有一種放法是恰好放入1號盒,這時,出現與前一次完全相同的結果,但在上面的解法中被當成兩種不同的放法來計算,故重複。

正確的解法是:先從n個球中任取2個組成一組,共有種方法;然後把這2個球當作1份,另外n-2個球每個球算1份,共有n-1份,把這n-1份分放在n-1個盒子中,且使每盒中恰有1份,共有種放法,由乘法原理,符合題意的放法種數為=n!

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彭樹德 潛江中學,湖北潛江 433100 中圖分類號 o122.4 42 文獻標識碼 a 文章編號 0488 7395 2001 12 0008 02 收稿日期 2001 03 13 作者簡介 彭樹德 1963 男,湖北潛江人,潛江中學高階教師.學生在解排列組合應用題最容易犯的錯誤就是 重複 和 遺...