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六人按要求站成一排,分別有多少種不同的站法?

(1)甲不站在兩端;

(2)甲、乙不相鄰;

(3)甲在乙的左邊(可以不相鄰);

(4)甲、乙之間間隔兩個人;

(5)甲不站左端,乙不站右端.

解:(1)解法一:因為甲不在兩端,分兩步排隊,首先從甲以外的5個人中任選兩人站在左、右兩端,有種方法,然后讓剩下的4個人(其中包括甲)站在中間的4個位置,有種方法,因此共有種站法.

(注:這里使用的方法稱為“位置分析法”)

解法二:因為甲不在兩端,分兩步排隊,首先排甲,有種方法;第二步讓其他5人站在其他5個位置上,有種方法,故有種站法.

(注:這里使用的方法稱為“元素分析法”)

解法三:第一步,先讓甲以外的人站排,有種方法;第二步,讓甲插入這5個人之間的空當中,有種,故共有種站法.

(注:這種解法稱為“插空法”)

解法四:在排隊時,對6個人,不考慮甲的站法要求而任意排列,有種方法,但其中包括甲在左端或右端的情況有種方法,因此共有排法種站法.

(注:這種解法稱為“間接法”或“排異法”)

(2)因為甲、乙不相鄰,中間有隔當,可用“插空法”.第一步,先讓甲、乙以外的四人站排,有種方法,第二步,將甲、乙兩人排在四人形成的空當中(含兩端),有種.

    故共有種方法.

    也可以用間接法,將甲、乙兩人看成一個整體,當作一個元素與其他4個元素(人)進行站排,共有種.根據題意,應有種.

(3)在全排列中,甲在乙的左邊與甲在乙的右邊的排列一一對應,各占一半,故有種站法.

(注:此題解法稱為“對稱法”)

(4)解法一:分三步.第一步,從甲、乙以外的4個人中任選2個排甲、乙之間兩個位置上,有種方法;第二步,把甲、乙及中間2個人看作一個元素與剩下2個人作全排列,有種方法;第三步,對甲、乙進行全排列.故共有種方法.

(注:此方法稱為“捆綁法”)

解法二:用插入法,先將甲、乙以外的4個人站排,有種方法,然后將甲、乙按條件插入,如上圖有3種方法,故共有·3·=144種方法.

(5)解法一(間接法):甲在左端站法有種,乙站右端有種方法,其中甲在左端且乙在右端有種方法,故共有種方法.

    解法二(直接法):以元素甲為準可分兩類,①甲站右端時有種方法;②甲不在右端,此時應分三步,先排甲,在中間4個位置之一,再排乙,因乙不在右端,故有種方法,最后再排其余4人,有種方法.故共有+··=504種方法.

點評:“元素分析法”“位置分析法”是解決排列問題的最基本方法,它們的共同點是先考慮特殊元素的要求.有兩個約束條件時,往往以一個約束條件為軸心展開討論,但要兼顧其他條件的約束.直接法、間接法、插入法、捆綁法、對稱法,都是分析問題的常用方法.

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