球与盒子的排列组合问题(精华版)
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球与盒子的排列组合问题(精华版)
首先看一下分类,主要有8种:
1)球 同,盒 同,无 空箱
2)球 同,盒 同,允许空箱
3)球 同,盒不同,无 空箱
4) 球 同,盒不同,允许空箱
5)
球不同,盒相同,无 空箱
6)球不同,盒相同,允许空箱
7)
球不同,盒不同,无 空箱
8)球不同,盒不同,允许空箱
做这种题型关键是要对号入座,下面的解释分析统一假设m个球,n个盒子。
先从最简单入手,第8种,每个球都有n种选择,所以是
n
m
剩下的我们先从前四种(数字都不会太大,且分析较简单)开始。
做题时一看到球同,盒同,就想到凑数法,事实证明这是最快的一种方法。
如第(1)种,假设m=7,n=4.它的情况只有 1 1 1 4
1 1
2 3
1 2 2 2
这3种情况,所以答案是3.
第(2)种是在第(1)种的基础上延伸 它的情况如下
0,0,0,7
0,0,1,6
0,0,2,5
0,0,3,4
0,1,1,5
0,1,2,4
0,1,3,3
0,2,2,3
1,1,1,4
1,1,2,3
1,2,2,2
所以答案是11种。
第(3)种,典
型的插板法(不懂的网上搜一下)。记住就行
C
n-1
m-1
n-1
C
第(4)种,是上面方法的延伸,同样记住就行
mn-1
下面分析球不同的 (5) (6) (7)3种情况
先给各位献上一张表,大家别看到数字
就害怕了,其实也就是类似与乘法口诀表,(5)(6)
(7)的答案都可以在这个表上找到。
看一下图上的数字是怎么来的,看下面解释
第一左右两边都是1,第几行就有几个数,比如第5行就是1XXX1
第二 S(n,k)
=S(n-1,k-1)+k*S(n-1,k),含义是第N排的第K个数等于他上一排的上一个位置
数字加上一排的同样位置数字的K倍
例如S(7,3)就是第7排第3个数字,所以他等于上排第6
排第2个数字+第6排第3个
位置*3
所以画图的话,明显第1排是1,第2排1,1,推
理第3排(左右两边都是1,只有中间那
个数字没确定)
所以S(3,2)=第2排第1个
数字+第2排第2个数字两倍=1+1*2=3,所以第3排数字就是1,3,1.
同理S(4,2)=
S(3,1)+2*S(3,2)=1+2*3=7,
S(4,3)=S(3,2)+3*S(3,3)=3+3*1=6......如此类推三角形 所以第(5)种即:N不同球,M同箱子,无空箱。一共有
S(N,M)种
分法,比如7个
不同
球,4个相同箱子,每个箱子至少一个,则看三角形的第7行,第4个数字多少。
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而类型6,N不同球
,M同箱,允许空的时候(在类型5的基础上允许空箱)。明显是N个球不变,一个空
箱子都没有+有一
个空箱子+有两个空箱子+有三个空箱子+,,,,,,都装在一个箱子。说的简单点一共
有就是 <
br>S(N,1)+S(N,2)+S(N,3)+..........S(N,M)=也就是说第N
排开始第1个数字一直加到第M个数字就是总的分法
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而类型7同样是在类型5的基础上升华,因为5是
箱同的,而7箱不同,所以箱子自身多了P(M,M)=M!
倍可能
所以类型7的公式就是
M!乘以
S(N,M)