在一场比赛中,有 $10$ 名选手参加,前三名将获得金、银、铜牌。若不允许并列,且每名选手只能获得一枚奖牌,则不同的颁奖方式共有多少种?
这道题考排列组合里的排列。拿到题先想:金、银、铜是三个不同的位置,顺序不一样结果就不一样,所以不是选出来就算完,得把顺序排进去。直接按位置一个个填,10 人选金牌,剩下 9 人选银牌,再剩 8 人选铜牌,连乘就是答案。
最容易掉坑的是把排列当组合,只算选出哪三个人获奖,忘了金、银、铜是有区别的。比如误选 A 项 120,其实就是 C(10,3),只考虑了‘谁获奖’没考虑‘谁拿什么奖’。还有少数人会把铜牌当成没区别,或者把三个位置当成无序集合,结果都偏小。记住:只要题目里出现了‘一等奖、二等奖、冠军、亚军’这种带顺序的名词,立马切换到排列思维。
这道题考查的是排列组合中的排列概念。排列是指从 n 个不同元素中取出 m 个元素,按照一定的顺序排成一列。公式为 $P(n,m) = \frac{n!}{(n-m)!}$,也可以理解为从 n 开始连续乘 m 个数。与之相对的是组合,组合不考虑顺序,只关心选了哪些元素。关键区别在于:排列看顺序,组合不看顺序。
命题人特别喜欢用‘金、银、铜’‘冠亚季军’‘一等奖、二等奖’这种有明确等级之分的场景来考排列。这类题目的陷阱通常就藏在‘顺序’二字上——如果选手之间没有区别,或者奖项没有先后之分,那就是组合;但只要奖项有高低、有区别,就必须考虑顺序,否则就会漏掉大量情况。
拿到题先想:这三个位置(金、银、铜)是不是不一样的?显然是的。那能不能按位置一个个填?
根据乘法原理,把每一步的可能性相乘,就是总的颁奖方式数。
$10 \times 9 \times 8 = 720$ 或者用排列公式验证:$P(10,3) = \frac{10!}{(10-3)!} = \frac{10!}{7!} = 10 \times 9 \times 8 = 720$
最容易错选的是 A 项 120,那是 $C(10,3)$ 的结果,相当于只考虑‘哪三个人获奖’,完全忽略了‘谁拿什么奖’。比如张三、李四、王五三人获奖,如果只算组合,张三拿金牌、李四拿银牌、王五拿铜牌,和李四拿金牌、张三拿银牌、王五拿铜牌,会被当成同一种情况,这显然是不对的。所以看到‘金、银、铜’这种有顺序的奖项,千万别用组合公式。
排列组合基础在题库中已考过 147 题,覆盖 8 个考试级别,从 2007 年到 2026 年分布较为均匀,其中 2023 年 19 题、2024 年 40 题、2025 年 43 题是近年高频段,说明这类题型在 CSP 提高级等考试中持续热门。计数原理相关题目共 36 题,近年考频也呈上升趋势(2024 年 5 题、2025 年 5 题)。分赛事来看,CSP 提高级占 15 题,CSP 入门级 13 题,NOIP 提高组初赛 7 题,显示该知识点在多个赛段都有稳定考查。
基于近年考频数据,排列组合基础在未来几年仍将是 CSP 提高级等考试的常考内容,尤其喜欢结合‘奖项顺序’‘名次区分’等实际场景出题。考生需熟练掌握排列与组合的区别,以及乘法原理、排列公式的灵活运用,才能在类似题目中快速准确作答。