(推荐)排列组合问题之插板法
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排列组合问题之插板法:
插板法是用于解决“相同元素”分组问题,且要求每组均“非空”,即要求每组至少一个元素;若对于
“可空”问题,即每组可以是零个元素,又该如何解题呢?
例1.现有10个完全相同的球全部分给7个班级,每班至少1个球,问共有多少种不同的分法?
【解析】:题目中球的分法共三类:
第一类:有3个班每个班分到2个球,其余4个班每班分
到1个球。其分法种数为C
3
7
=35。
第二类:有1个班分到3个球,1
个班分到2个球,其余5个班每班分到1个球。其分法种数2*C
2
7
=42。 第三类:有1个班分到4个球,其余的6个班每班分到1个球。其分法种数C
1
7
=7。
所以,10个球分给7个班,每班至少一个球的分法种数为84: 。
由上
面解题过程可以明显感到对这类问题进行分类计算,比较繁锁,若是上题中球的数目较多处
理起来将更加
困难,因此我们需要寻求一种新的模式解决问题,我们创设这样一种虚拟的情境——插板。
将
10个相同的球排成一行,10个球之间出现了9个空档,现在我们用“档板”把10个球隔成有
序的7
份,每个班级依次按班级序号分到对应位置的几个球(可能是1个、2个、3个、4个),借助于这
样的
虚拟“档板”分配物品的方法称之为插板法。
由上述分析可知,分球的方法实际上为档板的插
法:即是在9个空档之中插入6个“档板”(6
个档板可把球分为7组),其方法种数为C
3<
br>9
=84。
由上述问题的分析解决看到,这种插板法解决起来非常简单,但同时也提
醒各位考友,这类问题模型适
用前提相当严格,必须同时满足以
下3个条件:
①所要分的元素必须完全相同;
②所要分的元素必须分完,决不允许有剩余;
③参与分元素的每组至少分到1个,决不允许出现分不到元素的组。
下面再给各位看一道例题:
例2.有8个相同的球放到三个不同的盒子里,共有( )种不同方法.
A.35
B.28 C.21 D.45
【解析】:这道题很多同学错选C,错误的原因是直接套
用上面所讲的“插板法”,而忽略了“插板法”
的适用条件。例2和例1的最大区别是:例1的每组元素
都要求“非空”,而例2则无此要求,即可以出
现空盒子。
其实此题还是用“插板法”,只是要做一些小变化,详解如下:
设想把这8个球一个接一个排起来,即|● |●|●|●|●|●|●|●|,共形成9个空档(此时的空档<
br>包括中间7个空档和两端2个空档),然后用2个档板把这8个球分成3组,先插第一个档板,由于可以<
br>有空盒,所以有9个空档可以插;再插第二个板,有10个空档可以插,但由于两个板是不可分的(也就是
说当两个档板相邻时,虽然是两种插法,但实际上是一种分法),所以共C
2
10
种。
【提示】:利用“插板法”解决
这种相同元素问题时,一定要注意“空”与“不空”的分析,防止掉
入陷阱。
【总结】:
“非空”问题插板法原型为:设有M个相同元素,分成 N组,每组至少一个元素的分组
方法共有CN
(M-1)
;“可空”问题插板法问题原型为:设有M个相同元素,分成
N组,则分组方法共有C
(N-1)
(M+2)
种方法。
练习1.有10级台阶,分8步走完。每步可以迈1级、2级或3级台阶,有多少中走法?(答案为 )
老子曰:夫物芸芸,各复归其根,归根曰静,静曰复命。在平时的学习中,我们应当学会寻找共性,
寻找根源,从本质上理解归纳各种
问题。
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