本题导读
本题主要考查含有约束条件的排列组合应用题。题目要求将 6 人中的 4 人分配到 4 个不同的城市,且甲、乙两人有特定的位置限制(不去巴黎)。解决此类问题通常采用特殊位置(或特殊元素)优先安排的方法,或使用总排列数减去不合题意情况的间接法。
📌【题干】
Question
(2005年福建卷(理)) 9. 从 6 人中选 4 人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览,要求每个城市有一人游览,每人只游览一个城市,且这 6 人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的选择方案共有 ()
A. 300 种 B. 240 种 C. 144 种 D. 96 种
🔍【思路分析】
破题导航
- 方法一(特殊位置优先法):
- 限制条件在于“巴黎”这个城市不能由甲、乙游览。
- 第一步:优先安排去巴黎的人。因为甲、乙不能去,只能从剩下的 人中任选 1 人去巴黎,有 种选法。
- 第二步:安排剩下的三个城市(伦敦、悉尼、莫斯科)。此时还剩下 5 人(包括没被选中的甲、乙),从中任选 3 人全排列分配到这三个城市,方案数为 。
- 根据分步乘法计数原理,两步方案数相乘即可。
- 方法二(间接排除法):
- 总方案数:不考虑限制条件,从 6 人中选 4 人分别去 4 个城市的总排列数为 。
- 不合题意数:减去甲去巴黎或乙去巴黎的情况。
- 甲去巴黎:甲固定,剩下 3 个城市从其余 5 人中选 3 人,有 种;
- 乙去巴黎:同理有 种。
- 用总数减去这两个不合题意的情况数即可。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
解:
方法一:位置优先分析法 由于甲、乙两人不去巴黎游览,因此“巴黎”是一个受到严格限制的特殊位置,应优先予以安排:
第一步(安排去巴黎的人): 除去甲、乙两人,能去巴黎的候选人只有其余的 4 人。 从这 4 人中任选 1 人去巴黎游览,共有:
第二步(安排去其余三个城市的人): 巴黎的人选确定后,还剩下 人(此时甲、乙两人在其余城市没有限制,回归候选池)。 从这 5 人中任意挑选 3 人,分别派往伦敦、悉尼、莫斯科三个不同的城市进行全排列游览,共有:
根据分步乘法计数原理,不同的选择方案总共有:
故 (B) 选项正确。
- 方法二:间接排除法
计算无限制条件下的总选择方案数: 从 6 人中选出 4 人分配到 4 个不同的城市,总共有:
计算不符合题意(甲或乙去了巴黎)的方案数:
- 若甲去了巴黎,则巴黎位置固定,剩下的伦敦、悉尼、莫斯科 3 个城市由剩下的 5 人来选派,共有 种;
- 若乙去了巴黎,同理,剩下的 3 个城市由剩下的 5 人来选派,共有 种。 (注:由于甲、乙是两个不同的人,甲去巴黎和乙去巴黎这两个事件是互斥的,不存在重复计算的情况。)
用总方案数减去不合题意的方案数,得到符合题意的方案数为:
故 (B) 选项正确。
综合上述, (B) 选项符合题意。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:分步乘法计数原理、排列数与组合数的混合建模应用。
- 核心方法:特殊位置优先法、正难则反的对立排除法。
- 避坑指南:
- 切勿在第一步就将甲、乙完全从后续的候选池中剔除。有些同学在第一步让其余 4 人中的 1 人去了巴黎后,误以为后续只能从剩下的 3 人里选人去剩下的城市,算成 种。请注意:甲、乙只是不去巴黎,但完全可以去伦敦、悉尼或莫斯科。因此在安排完巴黎后,甲、乙必须重新放回候选人名单中参与剩下的分派。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题源自 2005 年福建卷理科数学第 9 题,是排列组合中非常经典的“有限制条件的元素分配问题”。
- 结论推广:设有 个不同的元素分配到 个不同的位置( ),其中有 个特殊元素不能分配到某个特殊位置 。常用的解决策略有两种:
- 位置优先法:优先从其余 个元素中选 1 个填入位置 ,再将剩下的 个元素全排列分入剩下的 个位置,方案数为 。
- 元素分类法:按特殊元素是否参与分配进行分类讨论。
🔗【关联脉络】
Multi column