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排队问题常用方法有以下几种:
(1)特殊元素优先法、特殊位置优先法;
(2)剔除法;
(3)相邻问题捆绑法;
(4)不相邻问题插空法;
(5)定序问题消序法。
变化1
多个特殊元素
有特殊要求的元素,应该优先考虑,即特殊元素优先法。
变化2
相邻问题
技巧总结
相邻问题采用捆绑法:将相邻的几个元素捆绑看成一个大元素,再与其余普通元素进行排列,注意不要忘记这个捆绑后的大元素内部再排列。
变化3
不相邻问题
技巧总结
不相邻问题采用插空法:先排好其余元素,再将不相邻的元素插入空位。
变化4
相邻+不相邻问题
技巧总结
当相邻与不相邻同时出现时,先考虑相邻元素,用捆绑法;再考虑不相邻元素,用插空法。
变化5
定序问题
技巧总结
排列消序:当全体有序,局部无序(即顺序确定)时,用全体有序的情况除以局部有序的情况。
变化6
相同元素的排列问题
技巧总结
相同元素的排列问题,可先看作不同的元素进行排列,再消序(若有m个相同元素,则除以
A
m
m
A_m^m
Amm)即可。
变化7
排座位问题
排座位问题是排队问题的一种,是相同元素和不同元素混杂在一起的题,考查捆绑法+插空法的综合运用,与排队问题不同的是,排座位问题需要“带着椅子走”:【不行,还是想吐槽,排座位是排队的一种,但是又说不同】
(1)相邻问题
一排座位有n把相同的椅子,m个人去坐(n≥m),要求m人相邻,用“带椅捆绑法”,也可以“穷举法”数一下,共有
C
n
−
m
+
1
1
A
m
m
C_{n-m+1}^{1}A_m^m
Cn−m+11Amm种不同坐法。具体解释如下:
第一步:将m个人捆绑,每个人自带一把椅子,形成1个大元素;还剩n-m把空椅子,形成n-m+1个空,从n-m+1个空里挑1个空,放这个大元素,即
C
n
−
m
+
1
1
C_{n-m+1}^1
Cn−m+11;
第二步:m个人内部排序,即
A
m
m
A_m^m
Amm。
根据分步乘法原理,可得共有
C
n
−
m
+
1
1
A
m
m
C_{n-m+1}^1A_m^m
Cn−m+11Amm种不同坐法。
(2)不相邻问题
一排座位有n把相同的椅子,m个人去坐(要求椅子数量足够多,
n
≥
2
m
−
1
n≥2m-1
n≥2m−1),要求m人不相邻,用“带椅去插空法”,共有
A
n
−
m
+
1
m
A_{n-m+1}^m
An−m+1m种不同坐法。具体解释如下:
第一步:m个人每人自带一把椅子,则还剩n-m把空椅子,形成n-m+1个空;
第二步:m个人插到n-m+1个空里,需要考虑m的顺序,属于排列问题,即
A
n
−
m
+
1
m
A_{n-m+1}^m
An−m+1m,故共有
A
n
−
m
+
1
m
A_{n-m+1}^m
An−m+1m种不同坐法。
根据分步乘法原理,可得共有
A
n
−
m
+
1
m
A_{n-m+1}^m
An−m+1m种不同坐法。
变化8
环排问题
技巧总结
1.环排问题要注意:
(1)空间上的位移,旋转不改变排列(相对位置不变);
(2)环排问题是无头无尾的,所以先以一个人为“头”,这个人是谁皆可,以之为参考系。
2.环排公式
(1)若n个人围着一张圆桌坐下,共有
(
n
−
1
)
!
(n-1)!
(n−1)!种坐法;
(2)若从n个人中选出m个人围着一张圆桌坐下,共有
C
n
m
⋅
(
m
−
1
)
!
=
1
m
⋅
A
n
m
C_n^m·(m-1)!=\frac{1}{m} ·A_n^m
Cnm⋅(m−1)!=m1⋅Anm种坐法。