题目
一名老师和两名男生两名女生站成一排照相,要求两名女生必须站在一起且老师不站在两端,则不同站法的种数为 ____ .
一名老师和两名男生两名女生站成一排照相,要求两名女生必须站在一起且老师不站在两端,则不同站法的种数为 ____ .
题目解答
答案
解:将两名女生看成一个整体,另两名男生构成三个元素,自由排列,有${A}_{3}^{3}$种站法,这三个元素产生4个空位,老师不站在两端,优先安排,有${A}_{2}^{1}$种站法,两名女生有${A}_{2}^{2}$种站法,
故不同站法的种数为${A}_{3}^{3}$${A}_{2}^{1}$${A}_{2}^{2}$=24.
故答案为:24.
故不同站法的种数为${A}_{3}^{3}$${A}_{2}^{1}$${A}_{2}^{2}$=24.
故答案为:24.
解析
考查要点:本题主要考查排列组合中的相邻元素绑定法和限制条件排列法。
解题思路:
- 绑定法:将两名女生视为一个整体,简化问题。
- 分步处理:先排列其他元素,再插入老师的位置,最后考虑女生内部排列。
关键点:
- 女生必须相邻,需将她们合并为一个“块”。
- 老师不能在两端,需优先安排其位置,避免冲突。
步骤1:绑定女生为一个整体
将两名女生视为一个整体(“女生块”),此时问题转化为女生块、老师、两名男生共4个元素的排列问题。
步骤2:排列非老师元素
除去老师,剩下女生块、男生1、男生2共3个元素,它们的排列方式为:
$A_3^3 = 3! = 6 \text{种}$
步骤3:插入老师的位置
3个元素排列后形成4个空位(两端和中间),老师不能选两端,因此有2个中间空位可选:
$A_2^1 = 2 \text{种}$
步骤4:排列女生内部
女生块内部两名女生的排列方式为:
$A_2^2 = 2! = 2 \text{种}$
步骤5:总排列数
将各步骤结果相乘:
$A_3^3 \times A_2^1 \times A_2^2 = 6 \times 2 \times 2 = 24 \text{种}$