晚会上有8个唱歌节目和3个舞蹈节目,若3个舞蹈节目在节目单中都不相邻,求不同的节目单的种数.
解:先排8个唱歌节目共有A种不同方法,然后从唱歌节目之间及两端共有9个间隙中选3个,将3个舞蹈节目插入,有A种方法,由分步计数原理知,不同的节目单的种数为A·A=20 321 280.
解决不相邻问题常用插空法,要先把不相邻的元素抽出来,剩余的元素进行全排列,然后把抽出来的元素插入全排列时元素之间及两端形成的空隙中,注意两端也是"空隙".
1.记者要为5名志愿者和他们帮助过的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不在两端的排法有__________种.
答案:960
解析:5名志愿者先全排有A种,2位老人作为一个元素插空,并且两位老人左右有别,故共有A·C·A=960种不同的排法.
2.由1,2,3,4,5,6组成没有重复数字且1,3都不与5相邻的六位偶数有__________个.
答案:108
解析:插空法,先排2,4,6共有A种方法;
若1,3,5都不相邻,则有A种方法,若1,3相邻,则有AA种方法;
∴共有A(A+AA)=108种不同的排法.
3.某单位安排7位员工在10月1日至7日值班,每天安排1人,每人值班1天,若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在10月1日,丁不排在10月7日,则不同的排法有__________种.
答案:1 008
解析:若丙排在10月1日,共有A·A=240种不同的排法,若丁排在10月7日,共有A·A=240种不同的排法,若丙排在1日且丁排在7日,共有AA=48种不同的排法,若不考虑丙丁的条件限制,共有A·A=1 440种不同的排法,
∴符合题意的排法的种数为1 440-240-240+48=1 008.
4.有11名外语翻译人员,其中5名是英语译员,4名是日语译员,另外两名英、日都精通,从中找出8人,使他们可以组成两个翻译小组,其中4人翻译英语,另外4人翻译日语,这两个小组能同时工作,问这样的8人名单可开出几张?
解:按英、日语都会的翻译人员的参与情况,分成三类:
第1类,"英、日都会的翻译人员"不参加,有CC种;
第2类,"英、日都会的翻译人员"有一人参加,该人可参加英语,也可参加日语,因而有(CCC+CCC)种;
第3类,"英、日都会的翻译人员"均参加,这时又分三种情况:两人都译英语,两人都译日语,一人译英、一人译日,因而有(CC+CC+CCC)种.
由分类计数原理知,可开出名单共有CC+CCC+CCC+CC+CC+CCC=185种.
5.7位同学站成一排合影留念,
(1)其中甲不站排头,乙不站排尾的排法有多少种?
(2)甲、乙和丙三位同学必须相邻的排法共有多少种?
(3)甲、乙和丙三位同学都不能相邻的排法共有多少种?
解:(1)用剔除法:总排有A种,不符合条件的甲在排头和乙在排尾的排法均为A,但这两种情况均包含了甲在排头同时乙在排尾的情况共有A种.
∴甲不站排头,乙不站排尾的排法有A-2A+A=3 720种.
(2)用捆绑法:第一步,将甲、乙和丙三人"捆绑"成一个大元素与另外4人的排列为A种,第二步,"释放"大元素,即甲、乙和丙在捆绑成的大元素内的排法有A种,
∴甲、乙和丙三位同学必须相邻的排法共有A·A=720种.