利用树图法解排列题

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  树图法是两个计数原理交替使用的一种解题策略,用“树图”表示所有的排列,一目了然,便于操作,便于分析计数,避免了重复或遗漏.借助“树图”直观地分析问题是常用的计数手段之一.今举几例,加以说明.
  例1 如图所示,设坐标平面内有一个质点从原点出发,沿x轴跳动,每次向正方向或负方向跳一个单位,经过五次跳动质点落在(3,0)(允许重复过此点)处,则质点不同的运动方法共有种(用数字作答).
  解 如图,A(1,0),B(2,0),C(3,0),D(4,0),A′(-1,0).
  经过路径:O→A→O→A→B→C,
  O→A→B→A→B→C,
  O→A→B→C→B→C,
  O→A→B→C→D→C,
  O→A′→O→A→B→C.
  ∴共5种方法.
  评注 本题根据树状图求解,思路正确,方法得当,顺其自然,使问题化难为易,迎刃而解.
  例2 同室四人各写一张贺年卡,先集中起来,然后从中拿一张别人的贺年卡,则四张贺年卡不同的分配方式有().
  A.6种
  B.9种
  C.11种
  D.23种
  解 设四张贺卡分别记为A,B,C,D,由题意,某人(不妨设为A)取卡的情况有3种,据此将贺卡的不同分配方式分为3类,对于每一类其他人依次取卡分步进行.为了避免重复或遗漏现象,采用树图法,所有排列如下:
  BA—D—CC—D—AD—A—C
  CA—D—BD—A—BD—B—A
  DA—B—CC—A—BC—B—A
  ∴共有9种不同的分配方式,因此答案选B.
  评注 本例是一个典型的“错位问题”模型,此题原有多种解法,但都不如此法直观、形象.
  例3 某天上午要排数学、物理、英语、化学四门不同的学科,若第一节排数学或第四节排物理,问:一共有多少种不同的排法?
  解 用数、物、英、化分别表示数学、物理、英语、化学.
  数学排在上午第一节的所有排列:
  数→物—英—化
  →物—化—英
  →英—物—化
  →英—化—物
  →化—物—英
  →化—英—物
  数学不排上午第一节,物理排第四节的所有排列:
  英→数—化—物→化—数—物
  化→数—英—物→英—数—物
  6+2+2=10,∴以上一共有10种不同排法.
  评注 此题关键在于正确的分成以上两类.当然此题还有其他的解法,不过用树图法来解仍不失为一种可行的方法.
  通过以上几个具体的例子,不难看出,树图法的确是解决排列问题的有力武器,它具有直观形象、不重不漏、便于操作的特点,而且解题过程耐人寻味,并具有一定的趣味性.但此法具有很强的针对性和一定的局限性,不再赘述.
  以下两题,供读者练习:
  1.在A,B,C,D四位候选人中,如果选举正、副班长各一人,共有几种选法:
  2.A,B,C,D四名学生排成一列,从左到右,A不排第一,B不排第二,C不排第三,D不排第四,共有几种排法?
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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