题目
五位身高差不多的学生从左往右排成一字队列,其中小兵排在左边第二个或右边第二个,共有多少种排法?A. 48B. 64C. 120D. 240
五位身高差不多的学生从左往右排成一字队列,其中小兵排在左边第二个或右边第二个,共有多少种排法?
A. 48
B. 64
C. 120
D. 240
题目解答
答案
A. 48
解析
本题考查排列组合的知识,解题思路是根据小兵的位置分情况讨论,再利用排列数公式计算每种情况下的排法数量,最后根据分类加法计数原理求出总的排法数量。
步骤一:分析小兵的位置情况
已知小兵排在左边第二个或右边第二个,所以分两种情况进行讨论:
- 情况一:小兵排在左边第二个。
- 情况二:小兵排在右边第二个。
步骤二:计算每种情况下的排法数量
- 情况一:小兵排在左边第二个
此时小兵的位置已经确定,只需要对其余$4$位学生进行全排列。
根据排列数公式$A_{n}^m=\frac{n!}{(n - m)!}$(其中$n$表示总数,$m$表示选取的个数),对$4$位学生进行全排列,即$n = 4$,$m = 4$,则排法有$A_{4}^4$种。
计算$A_{4}^4$:
$\begin{align*}A_{4}^4&=\frac{4!}{(4 - 4)!}\\&=\frac{4!}{0!}\\&=\frac{4\times3\times2\times1}{1}\\&= 24\end{align*}$ - 情况二:小兵排在右边第二个
同理,小兵的位置确定后,对其余$4$位学生进行全排列,排法也有$A_{4}^4 = 24$种。
步骤三:根据分类加法计数原理计算总的排法数量
分类加法计数原理是指:完成一件事,有$n$类办法,在第$1$类办法中有$m_1$种不同的方法,在第$2$类办法中有$m_2$种不同的方法……在第$n$类办法中有$m_n$种不同的方法,那么完成这件事共有$N = m_1 + m_2 + \cdots + m_n$种不同的方法。
因为上述两种情况是互斥的,所以总的排法数量为两种情况的排法数量之和,即$24 + 24 = 48$种。