隔板模型是排列组合中,常见的模型之一,解决这类问题并不难,只要记住隔板模型公式,大多数题都能迎刃而解。
一.隔板模型:
将n个相同的元素,分给m个不同对象,每个对象至少分1个,有多种不同情况。
例:将7个相同的苹果,分给3个小朋友,每人至少分一个,必须分完,一共有多少种不同情况?
解析:这个题7个相同的苹果,分给3个小朋友,每人至少一个,是完全符合隔板模型的情况的,这个题用排列组合去做,难点是苹果是相同的,所以不能用常规的方法去做,我们现将7个相同苹果排在一排,由于是相同元素,所以就只有这一种情况,
7个苹果排一排,会产生8个空,我们插入2个隔板就可以将7个苹果分成3组,当然关注到每人至少一个,所以插入隔板不能头和尾的空插入,所以只有中间6个空可以插入,6个空中选2个空插入隔板为C(2,6)=15种,我们会发现m个元素,产生能插入的m-1个空,分给n个对象,只需用n-1个隔板去隔,所以总结出隔板模型公式C(n-1,m-1)。
二.公式
C(n-1,m-1)
三.条件
1.必须是相同元素,分给不同对象
2.必须分完不能有剩余
3.必须每人至少分得1个
四.变式:
有些题不满足隔板模型的3个条件,但是也能用隔板模型来做,那么我们怎么去做呢?
方法:想办法转换为满足标准隔板模型3个条件的题。
例1:10个相同的投影仪,分给3个不同的教学部,每个教学部至少分得2台,必须分完,一共有多少种情况?
A.12 B.15 C.20 D.24
答案【B】解析:10个相同投影仪满,分给3个不同教学部满足,条件1,必须分完,满足条件2,每个教学部至少分得2台,不满足条件3,我们如果每个教学部先分1台投影仪,还剩7台,剩下7台每个教学部至少分得1台,那么加上之前分得的1台,每个教学部就至少分得2台了,所以后面7台,每个教学部至少分得1台,就满足隔板模型3个条件,则结果为C(2,6)=15, 故选B选项。
例2:9个相同的小球,放入编号分别为1、2、3的盒子的,必须放完,每个盒子放的小球个数不低于它的编号,一共有多少种情况?
A.8 B.10 C.12 D.15
答案【B】解析:9个相同的小球,放入编号为1、2、3的盒子,满足条件1,必须放完,满足条件2,每个盒子放的小球书不低于它的编号,不满足条件3,如果我们先给编号1的盒子,不放入小球,编号为2的盒子,先放入1个小球,编号为3的盒子,先放入2个小球,还剩6个小球,每个盒子至少放1个小球,就能满足标准隔板模型的3个条件,所以结果为C(2,5)=10,故选B选项。
例3:现在张老师有8本相同的笔记本,分给3个学生,必须分完,但是张老师暂时没想到怎么分,那么一共有多少种分的情况数。
A.28 B.32 C.45 D.50
答案【C】解析:8本相同的笔记本,分给3个学生,满足条件1,必须分完,满足条件2,没告诉每人至少1本,说明有人可以分得0本笔记本,不满足条件3,如果我们先向每个学生各“借”一本笔记本,那么就一共有11本了,再分给3个学生,每人至少1本,可以保证借的一定能还上,那么就满足标准隔板模型的3个条件,此时结果为C(2,10)=45。
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