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排列与组合最直接的区别,是交换所选对象的位置后,是否被题目视为一个新结果。选出两名代表,只看选中谁,通常用组合;选出一名组长和一名记录员,角色不同,交换角色就产生新结果,通常用排列。判断前必须先定义“一个结果包含哪些信息”,不能只看题目有没有出现“选”或“排”。
从甲、乙、丙三人中选两名代表,结果只有甲乙、甲丙、乙丙三组。甲乙与乙甲包含相同成员,题目没有职位和先后要求,因此是同一组。这个小例子说明组合是在挑成员,不记录成员的排列顺序。
若改成选一名组长和一名记录员,且同一人不能兼任,则甲组长乙记录员、乙组长甲记录员是两个不同结果。三人任选一名组长有3种,剩下任选记录员有2种,共3×2=6种,这是有角色区别的安排。
人数再大,也可以先拿三个人缩小问题。若交换后连“谁做什么”都变了,顺序或位置就是结果的一部分;若只改变书写顺序而没有改变实际名单,就不应重复计数。

从5人中依次选3人承担三个不同任务,不允许兼任,第一步5种,第二步4种,第三步3种,共60种。每次选完后,下一次可选对象减少,这是不放回且角色有区别的条件,不能写成5的三次方。
如果只是从5人中选3人组成一个小组,前面60个有序结果把同一组三人写成了6种顺序。每组恰好重复3×2×1=6次,所以应除以6,得到10组。除重复不是看到数字大就随便除,而是要证明每个目标结果被算了同样多次。
这也是组合数公式的来源之一。先有序选取,再去掉组内顺序造成的重复。若对象重复次数并不相同,就不能直接用一个统一除数;先找到重复来自哪里,比急着套公式更重要。
用1、2、3组成两位数,若数字可以重复,十位3种、个位仍有3种,共9个;不允许重复时,十位3种、个位只剩2种,共6个。两种情形都看位置,但可选集合不同,不能把“有顺序”误当作“一律用不放回排列”。
若数字中有0,还要处理首位限制。用0、1、2组成不重复的两位数,十位只能选1或2,有2种,个位再从剩下两数中选,有2种,共4个。把0放在十位写成01不构成通常意义的两位数,这个无效结果需要在计数时排除。
可以先列合法结果12、10、21、20,再核对乘法是否覆盖且不重复。小规模列举不是低级方法,而是对模型的独立检查,尤其适合发现被首位、角色或兼任条件漏掉的限制。
从3名女生和2名男生中选2人,要求至少一名女生,可按女生人数分为一女一男和两女两类。前者3×2=6组,后者从3女中选2人为3组,合计9组。两类互不重叠,而且覆盖全部合法情况,才可以相加。
也可从所有两人组10组中减去两男这一组,仍得9组。正面分类与反面扣除得到一致结果,是很好的检查。但“至少一名”不能拆成“先选一名女生,再任意选一人”,因为两女组会因先选谁而被重复计算。

分步乘法要求一个结果需要连续完成几步;分类加法要求一个结果只落在某一种情况。判断依据不是句子长短,而是各部分结果能否共同组成一次选择,或者彼此是互斥的不同选择路线。
写解答时先说明对象是否可重复、位置是否不同、是否有先后限制,再列式。例如“5选3”本身信息不足,可能问小组,也可能问岗位安排;只写一个组合数或排列数而不解释,无法证明模型与题意一致。
得到答案后检查数量级:加上限制后的结果不应超过没有限制的结果;把角色去掉后,结果数通常不会更多。若两种分类方法得到不同数字,先查是否有重叠或遗漏,不要把其中一个答案强行改成另一个。
再做一题反向变式:仍是选两人,把“代表”改成“第一、第二发言人”,看看为什么原来的每一组变成两种安排。能指出一个结果到底记录了什么,就能在排列、组合与允许重复的分步计数之间作出清楚选择。
若把三张不同号码卡排成一列,有6种顺序;若三张卡分别写A、A、B,两个A在结果中不区分,则只有AAB、ABA、BAA三种。不能因为摆了三件实物,就默认最终排列能够区分每一件。
也可临时给两个A编号得到6种,再发现每种文字序列都因交换两个A重复2次,所以除以2。这个除数有明确重复来源,与前面无职务小组去掉组内顺序的思路一致。若题目另有颜色或编号可以区分两个A,结果数又会改变。
因此开始列式前,应把“结果看什么”写成一句话:只看成员、看角色、看数字顺序,还是看最终字符。对象在现实里能否辨认与题目是否把它们视为不同结果,不应混为一谈。