排列组合问题一直以来是我们公考喜欢考察的知识点,通常联系生活实际,但是题型多样,思路灵活,不易掌握,是众多考生的头疼之处。下面就其中一种模型进行说明。
【题目】:把n个相同元素分给m个不同的对象,每个对象至少 1 个元素,问有多少种不同分法的问题
【条件】:隔板模型适用前提相当严格,必须同时满足以下 3 个条件:
(1)n个相同元素;
(2)m个不同对象;
(3)每个对象至少分到 1 个。
【本质】:同素分堆。
【公式】:C(m-1,n-1)
例题:
10个相同的苹果分给3个不同小朋友,每个小朋友至少分一个苹果,问有多少种不同的分法。
将上面的10个苹果分成3份,只需要往上面的10个苹果形成的空隙中插入2块板子就可以分成3堆,但是需要注意的是,不可以在开头或者结尾的空档中加入隔板(如果在开头加入的话就表明第一个小朋友没有分到苹果,而如果在最后一个空加隔板则表明,最后一个小朋友没有分到苹果),同时也不能在中间的同一个空档加入2个隔板(这样的情况表明第二个小朋友没有分到苹果)。所以,这种题型的解法就是,在10个苹果形成的9个空隙中间插入2个隔板,一共的方法有C(3-1,10-1)=C(2,9)种方法。
当然公考不只考察这一种模型,可能还会有各种变形,但是无论怎么变形,核心都是构造“至少分一”的标准模型。
【变形1】n 个相同元素分成 m 份,每份数量不定。
例1:将 15个完全相同的小球放到4个编号分别为 1、2、3、4 的盒子中,要求每个盒子中放的球数不少于自身的编号,则一共有多少种方法?
A.54 B.55 C.56 D.57
【答案】C
【解析】此题中没有要求每个盒子中至少放一个球,而是1号盒子至少一个,2号盒子至少2个,3号盒子至少3个,4号盒子至少4个小球。因此首先需要做的是把这样复杂的问题转化成“ n 个相同元素分给m个不同对象,每人至少 分1 个元素,问有多少种不同分法”的问题。故分两步进行,第一步先给 2 号盒子1个球,3 号盒子给2个球,4号盒子给3个球,第二部就将复杂的问题转化成了“9个相同的小球,分给4个不同的盒子,每个盒子至少放一个球”的标准模型,方法数为C(4-1,9-1)=C(3,8),则共有56种放法。
【变形2】n 个相同元素分成 m 份,至少分多个元素。
例2::30份报纸分给3家不同的单位,每家至少8份,问有多少种不同的分配方法?
A. 27 B.28 C. 29 D.30
【答案】B
【解析】要构造“至少分一”,那么先给每家单位7份,这时题目便转化成了“9份相同的报纸分给不同的3家单位,每家至少分一”,有C(3-1,9-1)=C(2,8)=28。
【变形3】n 个相同元素分成 m 份,随意分,分完即可。
例3:王老师要将20个一模一样的笔记本分给3个不同的学生, 任意分,分完即可,有多少种不同的方法?
A.190 B.231 C.680 D.1140
【答案】B。
【解析】这道题中说“随意分,分完即可”即每个盒子可以为空,即至少0个,不能直接用标准隔模型来做,因此首先需要做的是转化成把“ n 个相同元素分给m个不同对象,每人至少分1”的问题。故分两步进行,第一步先向每个人借1个相同的本子;第二步,将此题转化“将 23 本相同的书分给3个不同的学生,每个学生至少一本”的标准模型,则有C(3-1,23-1)=C(2,22)=231种。
考试吧认为,备考有效方法是题型与解法归类、识别模式、熟练运用。要破解隔板模型的排列组合题,关键就是在于理解题目含义,找到题干的变形条件将之进行适当转化,从而与标准模型对应起来,根据公式快速求解!
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