$5$ 位同学排队,其中一位同学不能排在第一,则共有多少种可能的排队方式?( )。
先算5人全排列总数,再减去那位同学固定在第一位的非法情况,用减法排除更稳妥。
容易把题目看成只有5种可能,或者只算出24却误以为这就是答案,其实24是‘必须排第一’的情况;还有人直接忽略限制条件算出120。核心是理解‘不能排第一’意味着要排除掉那位同学占据首位的所有排列。
【考点】排列组合|容斥思想|基础运算
这道题在《GESP 八级考纲》“排列与组合”模块,属于最基础的计数问题。命题人放这道题,就是卡住那些“一看到排队就只会背 n! 公式、却不懂如何结合限制条件”的考生——八级不考高深技巧,考的就是把条件翻译进数学的正确率。
解题思维用“总数 − 排除”最稳妥。5 个不同元素全排列是 5! = 120;让那位“不能排第一”的同学固定在第一位,剩下 4 人任意排就是 4! = 24。符合要求的排队方式 = 120 − 24 = 96。
陷阱拆解:A 项 5 是把“5 位同学”误解成“只有 5 种可能”,完全没做乘法原理;B 项 24 只算了“那位同学排第一”的 4!,却忘了要减去而不是直接当答案——这是命题人最爱给的“一半对一半错”的陷阱;D 项 120 忽略了“不能排第一”这个条件,直接用 5!,相当于把题目当无限制排列来算。
反命题思维:如果把条件改成“那位同学必须排在第一”,答案就是 24;改成“那位同学不能排在第一或第二”,就要减去 2 个位置各 4!,得 120 − 48 = 72。刷到这类题先问自己:命题人是在考“乘法原理”还是“减法排除”?别一看到 5 个人就下意识算 5!。
考频与趋势:组合数学在题库共 110 题,GESP 八级占 58 题,2023 年 16 题、2024 年 35 题、2025 年 38 题、2026 年 12 题;排列组合基础在题库共 147 题,GESP 八级同样 58 题,2023 年 19 题、2024 年 40 题、2025 年 43 题、2026 年 12 题。这类“带限制的全排列”在八级出现频率高,且近年题量持续上升。
预测:暂无足够依据预测未来具体形式,但可预期仍会围绕“某元素不能/必须放在某位置”的简单减法或乘法组合考察。