隔板模型是排列組合中,常見的模型之一,解決這類問題并不難,只要記住隔板模型公式,大多數(shù)題都能迎刃而解。
一.隔板模型:
將n個相同的元素,分給m個不同對象,每個對象至少分1個,有多種不同情況。
例:將7個相同的蘋果,分給3個小朋友,每人至少分一個,必須分完,一共有多少種不同情況?
解析:這個題7個相同的蘋果,分給3個小朋友,每人至少一個,是完全符合隔板模型的情況的,這個題用排列組合去做,難點是蘋果是相同的,所以不能用常規(guī)的方法去做,我們現(xiàn)將7個相同蘋果排在一排,由于是相同元素,所以就只有這一種情況,
7個蘋果排一排,會產(chǎn)生8個空,我們插入2個隔板就可以將7個蘋果分成3組,當然關(guān)注到每人至少一個,所以插入隔板不能頭和尾的空插入,所以只有中間6個空可以插入,6個空中選2個空插入隔板為C(2,6)=15種,我們會發(fā)現(xiàn)m個元素,產(chǎn)生能插入的m-1個空,分給n個對象,只需用n-1個隔板去隔,所以總結(jié)出隔板模型公式C(n-1,m-1)。
二.公式
C(n-1,m-1)
三.條件
1.必須是相同元素,分給不同對象
2.必須分完不能有剩余
3.必須每人至少分得1個
四.變式:
有些題不滿足隔板模型的3個條件,但是也能用隔板模型來做,那么我們怎么去做呢?
方法:想辦法轉(zhuǎn)換為滿足標準隔板模型3個條件的題。
例1:10個相同的投影儀,分給3個不同的教學(xué)部,每個教學(xué)部至少分得2臺,必須分完,一共有多少種情況?
A.12 B.15 C.20 D.24
答案【B】解析:10個相同投影儀滿,分給3個不同教學(xué)部滿足,條件1,必須分完,滿足條件2,每個教學(xué)部至少分得2臺,不滿足條件3,我們?nèi)绻總教學(xué)部先分1臺投影儀,還剩7臺,剩下7臺每個教學(xué)部至少分得1臺,那么加上之前分得的1臺,每個教學(xué)部就至少分得2臺了,所以后面7臺,每個教學(xué)部至少分得1臺,就滿足隔板模型3個條件,則結(jié)果為C(2,6)=15, 故選B選項。
例2:9個相同的小球,放入編號分別為1、2、3的盒子的,必須放完,每個盒子放的小球個數(shù)不低于它的編號,一共有多少種情況?
A.8 B.10 C.12 D.15
答案【B】解析:9個相同的小球,放入編號為1、2、3的盒子,滿足條件1,必須放完,滿足條件2,每個盒子放的小球書不低于它的編號,不滿足條件3,如果我們先給編號1的盒子,不放入小球,編號為2的盒子,先放入1個小球,編號為3的盒子,先放入2個小球,還剩6個小球,每個盒子至少放1個小球,就能滿足標準隔板模型的3個條件,所以結(jié)果為C(2,5)=10,故選B選項。
例3:現(xiàn)在張老師有8本相同的筆記本,分給3個學(xué)生,必須分完,但是張老師暫時沒想到怎么分,那么一共有多少種分的情況數(shù)。
A.28 B.32 C.45 D.50
答案【C】解析:8本相同的筆記本,分給3個學(xué)生,滿足條件1,必須分完,滿足條件2,沒告訴每人至少1本,說明有人可以分得0本筆記本,不滿足條件3,如果我們先向每個學(xué)生各“借”一本筆記本,那么就一共有11本了,再分給3個學(xué)生,每人至少1本,可以保證借的一定能還上,那么就滿足標準隔板模型的3個條件,此時結(jié)果為C(2,10)=45。
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