排列組合問題一直以來是我們公考喜歡考察的知識點,通常聯(lián)系生活實際,但是題型多樣,思路靈活,不易掌握,是眾多考生的頭疼之處。下面就其中一種模型進行說明。
【題目】:把n個相同元素分給m個不同的對象,每個對象至少 1 個元素,問有多少種不同分法的問題
【條件】:隔板模型適用前提相當嚴格,必須同時滿足以下 3 個條件:
(1)n個相同元素;
(2)m個不同對象;
(3)每個對象至少分到 1 個。
【本質(zhì)】:同素分堆。
【公式】:C(m-1,n-1)
例題:
10個相同的蘋果分給3個不同小朋友,每個小朋友至少分一個蘋果,問有多少種不同的分法。
將上面的10個蘋果分成3份,只需要往上面的10個蘋果形成的空隙中插入2塊板子就可以分成3堆,但是需要注意的是,不可以在開頭或者結(jié)尾的空檔中加入隔板(如果在開頭加入的話就表明第一個小朋友沒有分到蘋果,而如果在最后一個空加隔板則表明,最后一個小朋友沒有分到蘋果),同時也不能在中間的同一個空檔加入2個隔板(這樣的情況表明第二個小朋友沒有分到蘋果)。所以,這種題型的解法就是,在10個蘋果形成的9個空隙中間插入2個隔板,一共的方法有C(3-1,10-1)=C(2,9)種方法。
當然公考不只考察這一種模型,可能還會有各種變形,但是無論怎么變形,核心都是構(gòu)造“至少分一”的標準模型。
【變形1】n 個相同元素分成 m 份,每份數(shù)量不定。
例1:將 15個完全相同的小球放到4個編號分別為 1、2、3、4 的盒子中,要求每個盒子中放的球數(shù)不少于自身的編號,則一共有多少種方法?
A.54 B.55 C.56 D.57
【答案】C
【解析】此題中沒有要求每個盒子中至少放一個球,而是1號盒子至少一個,2號盒子至少2個,3號盒子至少3個,4號盒子至少4個小球。因此首先需要做的是把這樣復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成“ n 個相同元素分給m個不同對象,每人至少 分1 個元素,問有多少種不同分法”的問題。故分兩步進行,第一步先給 2 號盒子1個球,3 號盒子給2個球,4號盒子給3個球,第二部就將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成了“9個相同的小球,分給4個不同的盒子,每個盒子至少放一個球”的標準模型,方法數(shù)為C(4-1,9-1)=C(3,8),則共有56種放法。
【變形2】n 個相同元素分成 m 份,至少分多個元素。
例2::30份報紙分給3家不同的單位,每家至少8份,問有多少種不同的分配方法?
A. 27 B.28 C. 29 D.30
【答案】B
【解析】要構(gòu)造“至少分一”,那么先給每家單位7份,這時題目便轉(zhuǎn)化成了“9份相同的報紙分給不同的3家單位,每家至少分一”,有C(3-1,9-1)=C(2,8)=28。
【變形3】n 個相同元素分成 m 份,隨意分,分完即可。
例3:王老師要將20個一模一樣的筆記本分給3個不同的學(xué)生, 任意分,分完即可,有多少種不同的方法?
A.190 B.231 C.680 D.1140
【答案】B。
【解析】這道題中說“隨意分,分完即可”即每個盒子可以為空,即至少0個,不能直接用標準隔模型來做,因此首先需要做的是轉(zhuǎn)化成把“ n 個相同元素分給m個不同對象,每人至少分1”的問題。故分兩步進行,第一步先向每個人借1個相同的本子;第二步,將此題轉(zhuǎn)化“將 23 本相同的書分給3個不同的學(xué)生,每個學(xué)生至少一本”的標準模型,則有C(3-1,23-1)=C(2,22)=231種。
考試吧認為,備考有效方法是題型與解法歸類、識別模式、熟練運用。要破解隔板模型的排列組合題,關(guān)鍵就是在于理解題目含義,找到題干的變形條件將之進行適當轉(zhuǎn)化,從而與標準模型對應(yīng)起來,根據(jù)公式快速求解!
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