巧用隔板法解排列组合题

巧用隔板法解排列组合题
巧用隔板法解排列组合题

巧用隔板法解排列组合题

徐帮利 临沂市第二中学

解决排列组合问题的方法很多,从解题形式来看,可分为直接法和间接法两种;根据具体问题情景又有:相邻问题“捆绑法”;不相邻问题“插空法”;特殊定位“优限法”(优先排列受限制的位置或元素);同元问题“隔板法”等.这里我们重点看一下“隔板法”.

“隔板法”适用于相同元素的分配问题,如投球进盒、名额或指标的分配、部分不定方程的整数解的组数等,解决时通常设计一个问题情景,构造一个隔板模型,将复杂的问题简单化,抽象的问题具体化,从而实现解题的目的.下举例述之.

例1.某运输公司有7个车队,每个车队的车多于4辆,现从这7个车队中抽出10辆车,且每个车队至少抽1辆,组成一个运输队,则不同的抽法有( )种.

A.84

B.120

C.63

D.301

解析:此题若使用其它方法,则需要分类,都比较麻烦,若用“隔板法”,则就轻而易举了.首先将10辆车排好,这样形成9个空,从这9个空中选6个,插入隔板,即将这10辆车分成7份,

每一种插法对应一种抽法,故共有6984C =种不同的抽法.所以选A.

例2.方程123410x x x x +++=共有多少组正整数解?

解析:此题乍看上去,好象思路不太好找,那就只好列举了(麻烦啊!).殊不知,巧构隔板模型,即可化繁为简.将10个完全相同的小球排成一列,形成9个空,从中选3个,插入隔板,将球分成4份,每一种插法所得4份球的各份的数目,分别对应1234x x x x 、、、,即为原方程的一组正整

数解.故原方程组共有3984C =组不同的整数解.

例3.将10个相同的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,每个盒子中所放的球数不少于其编号数,问不同的放法有多少种?

解析:由于条件要求每个盒子中所放的球数不少于其编号数,我们不妨先“找平了”,即先在第1,2,3个盒中各放0,1,2个球.问题即转化为求:将7个相同的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,每个盒中至少1个球的不同放法.将7个小球排成一排,形成6个空,从中选2个,插入

隔板,把球分成三组,放入对应的盒子里,每一种插法,对应一种放法,故共有2615C =种不同的

放法.

强化训练:

1.将10本完全相同的书,分给4名同学,每人至少一本,共有多少种不同的分法?

答案: 3

984

C=种.

2.方程

1220100

x x x

++???+=共有多少组正整数解?

答案:19

99

C组.

隔板法在解排列组合问题中的应用

隔板法在解排列组合问题中的应用 河南省三门峡市卢氏一高(472200)赵建文 隔板法又称隔墙法、插板法是处理名额分配、相同物体的分配等排列组合问题的重要方法,本文将将通过例题将这种方法作以介绍,供同学们学习时参考. 一、将n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),允许若干个人(或位置)为空的问题 例1将20个大小形状完全相同的小球放入3个不同的盒子,允许有盒子为空,但球必须放完,有多少种不同的方法? 分析:本题中的小球大小形状完全相同,故这些小球没有区别,问题等价于将小球分成三组,允许有若干组无元素,用隔板法. 解析:将20个小球分成三组需要两块隔板,将20个小球及两块隔板排成一排,两块隔板将小球分成三块,从左到右看成三个盒子应放的球数,每一种隔板与球的排法对应一种分法.将20个小球和2块隔板排成一排有22个位置,先从这22个位置中取出两个位置放隔 板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有222C 种不同的放法,再将小球 放入其他位置,由于小球与隔板都无差别,故小球之间无序,只有1种放法,根据分步计数 原理,共有222C ×1=231种不同的方法. 点评:对n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),允许若干个人(或位置)为空的问题,可以看成将这n 件物品分成m 组,允许若干组为空的问题.将n 件物品分成m 组,需要1m -块隔板,将这n 件物品和1m -块隔板排成一排,占1n m +-位置,从这1n m +-个位置中选1m -个位置放隔板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有11m n m C -+-种不同的方法, 再将物品放入其余位置,因物品相同无差别,故物品之间无顺序,是组合问题,只有1种放法,根据分步计数原理,共有11m n m C -+-×1=11m n m C -+-种排法,因 1m -块隔板将n 件相同物品分成m 块,从左到右可以看成每人所得的物品数,每一种隔板与物品的 排法对应于一种分法,故有11m n m C -+-种分法. 二、将n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),每人(或位置)必须有物品问题 例2将20个优秀学生名额分给18个班,每班至少1个名额,有多少种不同的分配方法? 分析:本题是名额分配问题,用隔板法. 解析:将20个名额分配给18个班,每班至少1个名额,相当于将20个相同的小球分成18组,每组至少1个,将20个相同的小球分成18组,需要17块隔板,先将20个小球排成一排,因小球相同,故小球之间无顺序,是组合,只有1种排法,再在20个小球之间的19个空档中,选取17个位置放隔板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故 隔板有1719C 种不同的放法,根据分步计数原理,共有1719C 种不同的方法,因17块隔板将20个小球分成18组,从左到右可以看成每班所得的名额数,每一种隔板与小球的排法对应于 一种分法,故有11m n m C -+-种分法. 点评::对n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),每个人(或位置)必须有

排列组合问题之捆绑法插空法和插板法

行测答题技巧:排列组合问题之捆绑法,插空法和插板法 “相邻问题”捆绑法,即在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先将其“捆绑”后整体考虑,也就是将相邻元素视作“一个”大元素进行排序,然后再考虑大元素内部各元素间排列顺序的解题策略。 例1.若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须站在相邻位置,则有多少排队方法? 【解析】:题目要求A和B两个人必须排在一起,首先将A和B两个人“捆绑”,视其为“一个人”,也即对“A,B”、C、D、E“四个人”进行排列,有 种排法。又因为捆绑在一起的A、B两人也要排序,有种排法。根据分步 乘法原理,总的排法有种。 例2.有8本不同的书,其中数学书3本,外语书2本,其它学科书3本。若将这些书排成一列放在书架上,让数学书排在一起,外语书也恰好排在一起的排法共有多少种? 【解析】:把3本数学书“捆绑”在一起看成一本大书,2本外语书也“捆绑”在一起看成一本大书,与其它3本书一起看作5个元素,共有种排法;又3本数学书有种排法,2本外语书有种排法;根据分步乘法原理共有排法种。 【王永恒提示】:运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题。解题过程是“先捆绑,再排列”。 “不邻问题”插空法,即在解决对于某几个元素要求不相邻的问题时,先将其它元素排好,再将指定的不相邻的元素插入已排好元素的间隙或两端位置,从而将问题解决的策略。 例3.若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须不站在一起,则有多少排队方法?

【解析】:题目要求A和B两个人必须隔开。首先将C、D、E三个人排列,有种排法;若排成D C E,则D、C、E“中间”和“两端”共有四个空位置,也即是:︺ D ︺ C ︺ E ︺,此时可将A、B两人插到四个空位置中的任意两个位置,有种插法。由乘法原理,共有排队方法: 。 例4.在一张节目单中原有6个节目,若保持这些节目相对顺序不变,再添加进去3个节目,则所有不同的添加方法共有多少种? 【解析】:直接解答较为麻烦,可根据插空法去解题,故可先用一个节目去插7个空位(原来的6个节目排好后,中间和两端共有7个空位),有种方法;再用另一个节目去插8个空位,有种方法;用最后一个节目去插9个空位,有方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法为=504种。 例4.一条马路上有编号为1、2、……、9的九盏路灯,为了节约用电,可以把其中的三盏关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,则所有不同的关灯方法有多少种? 【解析】:若直接解答须分类讨论,情况较复杂。故可把六盏亮着的灯看作六个元素,然后用不亮的三盏灯去插7个空位,共有种方法(请您想想为什么不是),因此所有不同的关灯方法有种。 【王永恒提示】:运用插空法解决排列组合问题时,一定要注意插空位置包括先排好元素“中间空位”和“两端空位”。解题过程是“先排列,再插空”。 练习:一张节目表上原有3个节目,如果保持这3个节目的相对顺序不变,再添加进去2个新节目,有多少种安排方法?(国考2008-57) A.20 B.12 C.6 D.4

隔板法解决排列组合问题高高三

“隔板法”解决排列组合问题(高二、高三) 排列组合计数问题,背景各异,方法灵活,能力要求高,对于相同元素有序分组问题,采用“隔板法”可起到简化解题的功效。对于不同元素只涉及名额分配问题也可以借助隔板法来求解,下面通过典型例子加以解决。 例1、(1)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有多少种? (2)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问不同放法有多少种? (3)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中要求每个盒子中,要求每个盒子中的小球个数不小于其编号数,问不同的方法有多少种? 解:(1)将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11个间隔中选出3个,放上“隔板”,若把“1”看成隔板,则如图001000010000100隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4四个盒子相应放入2个,4个,4个,2个小球,这样每一种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11个间隔中 选出3个间隔的组合对应于一种放法,所以不同的放法有3 11 C=165种。 (2)法1:(分类)①装入一个盒子有1 44 C=种;②装入两个盒子,即12个相同的小 球装入两个不同的盒子,每盒至少装一个有21 41166 C C=种;③装入三个盒子,即12个相同 的小球装入三个不同的盒子,每盒至少装一个有32 411 C C=220种;④装入四个盒子,即12个 相同的小球装入四个不同的盒子,每盒至少装一个有3 11165 C=种;由加法原理得共有 4+66+220+165=455种。 法2:先给每个小盒装入一个球,题目中给定的12个小球任意装,即16个小球装入4 个不同的盒子,每盒至少装一个的装法有3 15455 C=种。 (3)法1:先给每个盒子装上与其编号数相同的小球,还剩2个小球,则这两个小球可 以装在1个盒子或两个盒子,共有12 4410 C C +=种。 法2:先给每个盒子装上比编号小1的小球,还剩6个小球,则转化为将6个相同的小 球装入4个不同的盒子,每盒至少装一个,由隔板法有3 510 C= 由上面的例题可以看出法2要比法1简单,即此类问题都可以转化为至少分一个的问题。

利用隔板法巧解排列组合题

利用隔板法巧解排列、组合题 河南省卢氏县第一高级中学,孙仕卿 472200 隔板法是将相同的球放入不同的盒子,每盒放入球的个数不限,求不同方法种数的一种解题方法。利用隔板法能够巧解许多排列、组合问题。 一、 放球问题。 例1、把8个相同的球放入4个不同的盒子,有多少种不同方法? 解:取3块相同隔板,连同8个相同的小球排成一排,共11个位置。由隔板法知,在11个位置中任取3个位置排上隔板,共有C 311种排法。 311C =1 2391011????=165(种) 所以,把8个相同的球放入4个不同的盒子,有165种不同方法。 点评:相同的球放入不同的盒子,每个盒子放球数不限,适合隔板法。隔板的块数要比盒子数少1。 一、 指标分配问题。 例2、某校召开学生会议,要将10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,若每班至少1个名额,又有多少种不同分法? 解:名额与名额是没有差别的,而班级与班级是有差别的,这样,把10相同的名额分配到6个不同的班级中,适合隔板法。将10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,每班至少1个名额,可分以下两步完成。第一步:每班先给1个名额,仅有1种给法;第二步:将剩余的4个名额分到这6个班里,由隔板法知,此时,有C 59种不同分法。由分步计数原理知,共有C 59种不同分法。 C 59=C 49=1 2346789??????=126(种)。 答:某校召开学生会议,要将10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,若每班至少1个名额,有126种不同分法. 点评:名额与名额是没有差别的,而班级与班级是有差别的,故适合隔板法。 二、 求n 项展开式的项数。 例3、求10521)(x x x +???++展开式中共有多少项? 解:用10个相同的小球代表幂指数10, 用5个标有1x 、2x 、…、5x 的5个不同的盒子表示数1x 、2x 、…、5x ,将10个相同的小球放入5个不同的盒子中,把标有i x (i=1,2,…,5)每个盒子得到的小球数i k (i=1,2,…,5; i k N ∈),记作i x 的i k 次方。这样,将10个相同的小球放入5个不同的盒子中的每一种放法,就对应着展开式中的每一 项。由隔板法知,这样的放法共有414C 种,故10521)(x x x +???++的展开式中共有414C 项。

排列组合--插板法、插空法、捆绑法32415

排列组合问题——插板法(分组)、插空法(不相邻)、捆绑法(相邻) 插板法(m为空的数量) 【基本题型】 有n个相同的元素,要求分到不同的m组中,且每组至少有一个元素,问有多少种分法? ”表示相同的名额,“”表示名额间形成的空隙,设想在这几个空隙中插入六块“挡板”,则将这10 个名额分割成七个部分,将第一、二、三、……七个部分所包含的名额数分给第一、二、三……七所学校,则“挡板”的一种插法恰好对应了10 个名额的一种分配方法,反之,名额的一种分配方法也决定了档板的一种插法,即挡板的插法种数与名额的分配方法种数是相等的, 【总结】 需满足条件:n个相同元素,不同个m组,每组至少有一个元素,则只需在n个元素的n-1个间隙中放置m-1块隔板把它隔成m份即可,共有种不同方法。 注意:这样对于很多的问题,是不能直接利用插板法解题的。但,可以通过一定的转变,将其变成符合上面3个条件的问题,这样就可以利用插板法解决,并且常常会产生意想不到的效果。 插板法就是在n个元素间的(n-1)个空中插入若干个(b)个板,可以把n个元素分成(b+1)组的方法. 应用插板法必须满足三个条件: (1)这n个元素必须互不相异 (2)所分成的每一组至少分得一个元素 (3) 分成的组别彼此相异 举个很普通的例子来说明 把10个相同的小球放入3个不同的箱子,每个箱子至少一个,问有几种情况? 问题的题干满足条件(1)(2),适用插板法,c9 2=36 下面通过几道题目介绍下插板法的应用 e 二次插板法 例8 :在一张节目单中原有6个节目,若保持这些节目相对次序不变,再添加3个节目,共有几种情况? -o - o - o - o - o - o - 三个节目abc 可以用一个节目去插7个空位,再用第二个节目去插8个空位,用最后个节目去插9个空位 所以一共是c7 1×c8 1×c9 1=504种 【基本解题思路】 将n个相同的元素排成一行,n个元素之间出现了(n-1)个空档,现在我们用(m-1)个“档板”插入(n-1)个空档中,就把n个元素隔成有序的m份,每个组依次按组序号分到对应位置的几个元素(可能是1个、2个、3个、4个、….),这样不同的插入办法就对应着n个相同的元素分到m组的一种分法,这种借助于这样的虚拟“档板”分配元素的方法称之为插板法。

专题十一:隔板法在解排列组合问题中的应用(同元分组问题)

隔板法在解排列组合问题中的应用 隔板法又称隔墙法、插板法是处理名额分配、相同物体的分配等排列组合问题的重要方法,本文将将通过例题将这种方法作以介绍,供同学们学习时参考. 一、将n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),允许若干个人(或位置)为空的问题 例1将20个大小形状完全相同的小球放入3个不同的盒子,允许有盒子为空,但球必须放完,有多少种不同的方法? 分析:本题中的小球大小形状完全相同,故这些小球没有区别,问题等价于将小球分成三组,允许有若干组无元素,用隔板法. 解析:将20个小球分成三组需要两块隔板,将20个小球及两块隔板排成一排,两块隔板将小球分成三块,从左到右看成三个盒子应放的球数,每一种隔板与球的排法对应一种分法.将20个小球和2块隔板排成一排有22个位置,先从这22个位置中取出两个位置放隔 板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有222C 种不同的放法,再将小球 放入其他位置,由于小球与隔板都无差别,故小球之间无序,只有1种放法,根据分步计数 原理,共有222C ×1=231种不同的方法. 点评:对n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),允许若干个人(或位置)为空的问题,可以看成将这n 件物品分成m 组,允许若干组为空的问题.将n 件物品分成m 组,需要1m -块隔板,将这n 件物品和1m -块隔板排成一排,占1n m +-位置,从这1n m +-个位置中选1m -个位置放隔板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有11m n m C -+-种不同的方法, 再将物品放入其余位置,因物品相同无差别,故物品之间无顺序,是组合问题,只有1种放法,根据分步计数原理,共有11m n m C -+-×1=11m n m C -+-种排法,因 1m -块隔板将n 件相同物品分成m 块,从左到右可以看成每人所得的物品数,每一种隔板与物品的 排法对应于一种分法,故有11m n m C -+-种分法. 二、将n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),每人(或位置)必须有物品问题 例2将20个优秀学生名额分给18个班,每班至少1个名额,有多少种不同的分配方法? 分析:本题是名额分配问题,用隔板法. 解析:将20个名额分配给18个班,每班至少1个名额,相当于将20个相同的小球分成18组,每组至少1个,将20个相同的小球分成18组,需要17块隔板,先将20个小球排成一排,因小球相同,故小球之间无顺序,是组合,只有1种排法,再在20个小球之间的19个空档中,选取17个位置放隔板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有1719C 种不同的放法,根据分步计数原理,共有17 19C 种不同的方法,因17块隔板将20个小球分成18组,从左到右可以看成每班所得的名额数,每一种隔板与小球的排法对应于一种分法,故有11m n m C -+-种分法. 点评::对n 件相同物品(或名额)分给m 个人(或位置),每个人(或位置)必须有

插板法、插空法解排列组合问题

插板法、插空法解排列组合问题 华图教育 邹维丽 排列组合问题是行测数学运算中的经常碰到的一类问题,试题具有一定的灵活性、机敏性和综合性,也是考生比较头疼的问题。掌握排列组合问题的关键是明确基本概念,熟练基本题型。解决排列组合问题的方法很多,有插板法,捆绑法,优先法等等,本文主要介绍插板法、插空法在行测数学运算中的应用,以供大家参考。 所谓插板法,就是在n 个元素间的n-1个空中插入若干个(b )个板,可以把n 个元素 分成b+1组的方法,共有b n C 1-种方法。 应用插板法必须满足三个条件: (1) 这n 个元素必须互不相异; (2) 所分成的每一组至少分得一个元素; (3) 分成的组别彼此相异 举个普通的例子来说明。 把8个相同的小球放入3个不同的箱子,每个箱子至少一个,问有几种情况?问题的题 干满足条件(1),(2),(3),所以适用插板法。在8个小球间的7个空插入3个板,共有35 37=C 种情况。 上面介绍的插板法主要是用解决相同元素的名额分配问题,而对于排列组合中常出现的几个元素的不相邻问题,我们可以用插空法来解决,对这种问题,可先将余下的元素进行排列,然后在这些元素形成的空隙中将不相邻的元素进行排列。 下面我们通过几道题来熟悉这两种方法的应用。 例1 某单位订阅了30份学习材料发放给3个部门,每个部门至少发放9份材料。问一共有多少种不同的发放方法?( )(国2010 -46) A.7 B.9 C.10 D.12 【解析】C 。本题乍一看不满足应用插板法的条件,插板法的条件(2)要求所分成的每一组至少分得一个元素,可本题要求每个部门至少发放9份材料。事实上,我们可以分两步来解这道题: 1. 先给每个部门发放8份材料,则还剩下30-8*3=6份材料。 2. 本题即可转化为:将6份学习材料发放给3个部门,每个部门至少发放1份材料。问一共有多少种不同的发放方法?应用插板法可得共有103 5=C

隔板法解决排列组合问题

隔板法解决排列组合问题 Prepared on 22 November 2020

“隔板法”解决排列组合问题(高二、高三)排列组合计数问题,背景各异,方法灵活,能力要求高,对于相同元素有 序分组问题,采用“隔板法”可起到简化解题的功效。对于不同元素只涉及名额分配问题也可以借助隔板法来求解,下面通过典型例子加以解决。 例1、(1)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有多少种 (2)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问不同放法有多少种 (3)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中要求每个盒子中,要求每个盒子中的小球个数不小于其编号数,问不同的方法有多少种 解:(1)将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11个间隔中选出3个,放上“隔板”,若把“1”看成隔板,则如图00隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4四个盒子相应放入2个,4个,4个,2个小球,这样每一种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11个间隔中选出3个间隔的组合对应于一种放法,所以 不同的放法有3 11 C=165种。 (2)法1:(分类)①装入一个盒子有1 44 C=种;②装入两个盒子,即12 个相同的小球装入两个不同的盒子,每盒至少装一个有21 41166 C C=种;③装入三个盒子,即12个相同的小球装入三个不同的盒子,每盒至少装一个有32 411 C C=220种;④装入四个盒子,即12个相同的小球装入四个不同的盒子,每 盒至少装一个有3 11165 C=种;由加法原理得共有4+66+220+165=455种。

“隔板法”解决排列组合问题

隔板法”解决排列组合问题(高二、高三)排列组合计数问题,背景各异,方法灵活,能力要求高,对于相同元素有序分组问题,采用“隔板法”可起到简化解题的功效。对于不同元素只涉及名额分配问题也可以借助隔板法来求解, 下面通过典型例子加以解决。 例1、(1)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4 的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有多少种 (2)12 个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问不同放法有多少种 (3)12 个相同的小球放入编号为1,2,3,4 的盒子中要求每个盒子中,要求每个盒子中的小球个数不小于其编号数,问不同的方法有多少种 解:(1)将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11 个间隔中选出3个,放上“隔板”,若把“ 1”看成隔板,则如图00 隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4 四个盒子相应放入2个,4个,4个,2 个小球,这样每一种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11 个间隔中选出 3 个间隔的组合对应于一种放法,所以不同的放法有C131 =165 种。 1 (2)法1 (分类)①装入一个盒子有C4 4种;②装入两个盒子,即12个相同的小 21 球装入两个不同的盒子,每盒至少装一个有C42C111 66种; ③装入三个盒子,即12个相同 的小球装入三个不同的盒子,每盒至少装一个有C:Gi=220种;④装入四个盒子,即12个 相同的小球装入四个不同的盒子,每盒至少装一个有C131 165种;由加法原理得共有 4+66+220+165=455 种。 法2:先给每个小盒装入一个球,题目中给定的12 个小球任意装,即16 个小球装入 4 个不同的盒子,每盒至少装一个的装法有C135 455 种。 (3)法1:先给每个盒子装上与其编号数相同的小球,还剩2 个小球,则这两个小球可以装在 1 个盒子或两个盒子,共有C41C4210 种。 法2:先给每个盒子装上比编号小 1 的小球,还剩 6 个小球,则转化为将 6 个相同的小球装入4 个不同的盒子,每盒至少装一个,由隔板法有C5310 由上面的例题可以看出法2要比法1简单,即此类问题都可以转化为至少分一个的问题。

10、利用隔板法巧解排列组合问题(四个方面)

利用隔板法巧解排列组合问题(共1页) 1 利用隔板法巧解排列组合问题(四个方面) 隔板法就是在n 个元素间,插入()1b -个板,把n 个元素分成b 组的方法。 一、放球问题。 例1、把8个相同的球放入4个不同的盒子,有多少种不同的放法? 解析:取3块相同隔板,连同8个相同的小球排成一排,共11个位置。由隔板法知,在 11个位置中任取3个位置排上隔板,共有311C 种排法。所以,把8个相同的球放入4个不同 的盒子,有311165C =种不同方法。 点评:相同的球放入不同的盒子,每个盒子放球数不限,适合隔板法。隔板的块数要比盒子数少1。 二、指标分配问题。 例2、某校召开学生会议,要将10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,若每班至少1个名额,有多少种不同分法? 解析:名额与名额是没有差别的,而班级与班级是有差别的,把10相同的名额分配到6个不同的班级,适合隔板法。分两步。第一步:6个班每班先分配1个名额,只有1种分法;第二步:将剩下的4个名额分配给6个班。取615-=块相同隔板,连同4个相同名额排成 一排,共9个位置。由隔板法知,在9个位置中任取5个位置排上隔板,有59C 种排法。由 分步计数原理知:10个学生代表名额,分配到某年级的6个班中,每班至少1个名额,共有59126C =种不同分法。 点评:名额与名额是没有差别的,而班级与班级是有差别的,所以适合隔板法。 三、求n 项展开式的项数。 例3、求()10125x x x +++ 展开式中共有多少项? 解析:用10个相同的小球代表幂指数10, 用5个标有1x 、2x 、 、5x 的5个不同的盒子表示数1x 、2x 、 、5x ,将10个相同的小球放入5个不同的盒子中,把标有i x ()125i = ,,,的每个盒子得到的小球数i k ()125i i k N =∈ ,,,,,记作i x 的i k 次方。这样,将10个相同的小球放入5个不同的盒子中的每一种放法,就对应着展开式中的每一项。取514-=块相同隔板,连同10个相同的小球排成一排,共14个位置。由隔板法知,在14 个位置中任取4个位置排上隔板,有414C 种排法。故()10125x x x +++ 的展开式中共有 4141001C =项。 四、求n 元一次方程组的非负整数解。 例4、求方程1257x x x ++???+=的正整数解的个数。 解析:用7个相同的小球代表数7, 用5个标有1x 、2x 、 、5x 的5个不同的盒子表示均不能为0的正整数未知数1x 、2x 、 、5x 。要得到方程1257x x x ++???+=的正整数解的个数,分两步。第一步:5个盒子每个盒子先分配1个小球,只有1种分法;第二步:将剩下的2个小球分配给5个盒子。取514-=块相同隔板,连同2个相同小球排成一排, 共6个位置。由隔板法知,在6个位置中任取4个位置排上隔板,有46C 种排法。由分步计 数原理知:共有4 6C 种放法。我们把标有i x ()125i = ,,,的每个盒子得到的小球数i k ()125i i k N *=∈ , ,,,,记作:i i x k =。这样,将7个相同的小球放入5个不同的盒子中的每一种放法,就对应着方程1257x x x ++???+=的每一组解()125k k k ,,,。所以,方程1257x x x ++???+=的正整数解共有4615C =个。 例3例4点评:准确理解隔板法的使用条件,是使用隔板法求方程1257x x x ++???+=的非负(或正)整数解的个数的理论依据。

“隔板法”解决排列组合问题

创作编号:BG7531400019813488897SX 创作者:别如克* “隔板法”解决排列组合问题(高二、高三) 排列组合计数问题,背景各异,方法灵活,能力要求高,对于相同元素有序分组问题,采用“隔板法”可起到简化解题的功效。对于不同元素只涉及名额分配问题也可以借助隔板法来求解,下面通过典型例子加以解决。 例1、(1)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有一个小球的不同放法有多少种? (2)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问不同放法有多少种?(3)12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中要求每个盒子中,要求每个盒子中的小球个数不小于其编号数,问不同的方法有多少种? 解:(1)将12个小球排成一排,中间有11个间隔,在这11个间隔中选出3个,放上“隔板”,若把“1”看成隔板,则如图001000010000100隔板将一排球分成四块,从左到右可以看成四个盒子放入的球数,即上图中1,2,3,4四个盒子相应放入2个,4个,4个,2个小球,这样每一种隔板的插法,就对应了球的一种放法,即每一种从11个间隔中选出3个间隔的组合对应于一种放法,所以不同的放法有3 11 C=165种。 (2)法1:(分类)①装入一个盒子有1 44 C=种;②装入两个盒子,即12个相同 的小球装入两个不同的盒子,每盒至少装一个有21 41166 C C=种;③装入三个盒子,即 12个相同的小球装入三个不同的盒子,每盒至少装一个有32 411 C C=220种;④装入四 个盒子,即12个相同的小球装入四个不同的盒子,每盒至少装一个有3 11165 C=种;由加法原理得共有4+66+220+165=455种。 法2:先给每个小盒装入一个球,题目中给定的12个小球任意装,即16个小球

巧用隔板法解排列组合题

巧用隔板法解排列组合题 徐帮利 临沂市第二中学 解决排列组合问题的方法很多,从解题形式来看,可分为直接法和间接法两种;根据具体问题情景又有:相邻问题“捆绑法”;不相邻问题“插空法”;特殊定位“优限法”(优先排列受限制的位置或元素);同元问题“隔板法”等.这里我们重点看一下“隔板法”. “隔板法”适用于相同元素的分配问题,如投球进盒、名额或指标的分配、部分不定方程的整数解的组数等,解决时通常设计一个问题情景,构造一个隔板模型,将复杂的问题简单化,抽象的问题具体化,从而实现解题的目的.下举例述之. 例1.某运输公司有7个车队,每个车队的车多于4辆,现从这7个车队中抽出10辆车,且每个车队至少抽1辆,组成一个运输队,则不同的抽法有( )种. 解析:此题若使用其它方法,则需要分类,都比较麻烦,若用“隔板法”,则就轻而易举了.首先将10辆车排好,这样形成9个空,从这9个空中选6个,插入隔板,即将这10辆车分成7 份,每一种插法对应一种抽法,故共有6984C =种不同的抽法.所以选A. 例2.方程123410x x x x +++=共有多少组正整数解 解析:此题乍看上去,好象思路不太好找,那就只好列举了(麻烦啊!).殊不知,巧构隔板模型,即可化繁为简.将10个完全相同的小球排成一列,形成9个空,从中选3个,插入隔板,将球分成4份,每一种插法所得4份球的各份的数目,分别对应1234x x x x 、、、,即为原方程 的一组正整数解.故原方程组共有3984C =组不同的整数解. 例3.将10个相同的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,每个盒子中所放的球数不少于其编号数,问不同的放法有多少种 解析:由于条件要求每个盒子中所放的球数不少于其编号数,我们不妨先“找平了”,即先在第1,2,3个盒中各放0,1,2个球.问题即转化为求:将7个相同的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,每个盒中至少1个球的不同放法.将7个小球排成一排,形成6个空,从中选2个,插入隔板,把球分成三组,放入对应的盒子里,每一种插法,对应一种放法,故共有2615C =种不同的放法. 强化训练:

排列组合隔板法的应用

排列组合中的插板法 排列组合一直是国考中的热门考点,每年都会考察,也是让广大考生非常头疼的问题,这里就给大家介绍一种常用的解题技巧,插板法: 题型特点:相同的元素有M 个,分成N 份,每份至少分得一个元素,问有多少种情况? 解题公式:情况数=11N M C -- 举个栗子:幼儿园老师把9块糖果分给5个小朋友,每个小朋友至少分得2块糖,有多少种情况? 1. 把9块糖摆一排,9块糖中间有8个空,插入4个板,则9块糖被分成5份。 2. 答案为48C =706种。(其中8为元素的个数减1,4为需要分成的份数减1。) 大家看懂了吗?插板法比较简单,只要掌握了基本的解题方法,直接套用,可以节省很多时间,下面我们来看几道例题: 【真题重现1】(陕西2013-80)某领导要把20项任务分给三个下属,每个下属至少分得三项任务,则共有( )种不同的分配方式。 A.28 B .36 C .54 D .78 【答案】D 【华图解析】先给每个下属2项任务,剩下14项任务分给3个人,也就是将14项任务分为3组。 采用插板法,在13个空中选择2个板将数据分为3份即可,213C =78。答案选择D 。 【真题重现2】(广州2014-37)某办公室接到15份公文的处理任务,分配给甲、乙、丙三名工作人员处理。假如每名工作人员处理的公文份数不得少于3份,也不得多于10份,则共有( )种分配方式。 A.15 B .18 C .21 D .28 【答案】D 【华图解析】“不得少于”即至少分配型,题目解法有两步,第一步每名工作人员分配2份,剩余15-2×3=9份,第二步剩余9份,在中间的8个空中间插2个板,即答案为28C =28,答案选择D 。 【真题重现3】(秋季联考2014-36)将7个大小相同的桔子分给4个小朋友,要求每个小朋友至少得到1个桔子,一共有几种分配方法( ) A.14 B .18 C .20 D .22 【答案】C 【华图解析】“至少分配型”用插板法,7个桔子摆一排,中间有6个空,插3个板,因此分配方法

排列组合插板法插空法捆绑法

排列组合问题——插板法(分组)、插空法(不相邻)、捆绑法(相邻) 插板法(m为空得数量) 【基本题型】 有n个相同得元素,要求分到不同得m组中,且每组至少有一个元素,问有多少种分法? ? 图中“”表示相同得名额,“"表示名额间形成得空隙,设想在这几个空隙中插入六块“挡板”,则将这10 个名额分割成七个部分,将第一、二、三、……七个部分所包含得名额数分给第一、二、三……七所学校,则“挡板”得一种插法恰好对应了10 个名额得一种分配方法,反之,名额得一种分配方法也决定了档板得一种插法,即挡板得插法种数与名额得分配方法种数就是相等得, 【总结】?需满足条件:n个相同元素,不同个m组,每组至少有一个元素,则只需在n个元素 得n—1个间隙中放置m—1块隔板把它隔成m份即可,共有种不同方法。? 注意:这样对于很多得问题,就是不能直接利用插板法解题得。但,可以通过一定得转变,将其变成符合上面3个条件得问题,这样就可以利用插板法解决,并且常常会产生意想不到得效果。 插板法就就是在n个元素间得(n-1)个空中插入若干个(b)个板,可以把n个元素分成(b+1)组得方法.?应用插板法必须满足三个条件:?(1)这n个元素必须互不相异 (2)所分成得每一组至少分得一个元素 (3) 分成得组别彼此相异 举个很普通得例子来说明?把10个相同得小球放入3个不同得箱子,每个箱子至少一个,问有几种情况??问题得题干满足条件(1)(2),适用插板法,c9 2=36 ?下面通过几道题目介绍下插板法得应用?e 二次插板法 例8:在一张节目单中原有6个节目,若保持这些节目相对次序不变,再添加3个节目,共有几种情况? —o - o - o —o-o -o -三个节目abc?可以用一个节目去插7个空位,再用第二个节目去插8个空位,用最后个节目去插9个空位?所以一共就是c7 1×c81×c9 1=504种 【基本解题思路】 将n个相同得元素排成一行,n个元素之间出现了(n-1)个空档,现在我们用(m-1)个“档板”插入(n-1)个空档中,就把n个元素隔成有序得m份,每个组依次按组序号分到对应位置得几个元素(可能就是1个、2个、3个、4个、….),这样不同得插入办法就对应着n个相同得元素分到m组得一种分法,这种借助于这样得虚拟“档板”分配元素得方法称之为插板法。? 【基本题型例题】 【例1】共有10完全相同得球分到7个班里,每个班至少要分到一个球,问有几种不同分法??解析:我们可以将10个相同得球排成一行,10个球之间出现了9个空隙,现在我们用6个档板"插入这9个空隙中,就“把10个球隔成有序得7份,每个班级依次按班级序号分到对应位置得几个球(可能就是1个、2个、3个、4个),这样,借助于虚拟“档板"就可以把10个球分到了7个班中。? 【基本题型得变形(一)】 ?题型:有n个相同得元素,要求分到m组中,问有多少种不同得分法??解题思路:这种问题就是允许有些组中分到得元素为“0",也就就是组中可以为空得。对于这样得题,我们就首先将每组都填上1个,这样所要

隔板法在排列组合中的应用

在排列组合中,对于将不可分辨的球装入到可以分辨的盒子中而求装入方法数的问题,常用隔板法。 例1. 求方程X+Y+Z=10的正整数解的个数。 [分析]将10个球排成一排,球与球之间形成9个空隙,将两个隔板插入这些空隙中(每空至多插一块隔板),规定由隔板分成的左、中、右三部分的球数分别为x、y、z之值(如下图)。则隔法与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为C92=36(个)。实际运用隔板法解题时,在确定球数、如何插隔板等问题上形成了一些技巧。下面举例说明。 技巧一:添加球数用隔板法。 ○ ○ ○∣○ ○ ○∣○ ○ ○ ○ 例2. 求方程X+Y+Z=10的非负整数解的个数。 [分析]注意到x、y、z可以为零,故上题解法中的限定“每空至多插一块隔板”就不成立了,怎么办呢?只要添加三个球,给x、y、z各一个球。这样原问题就转化为求X+Y+Z=13的正整数解的个数了,故解的个数为C122=66(个)。 [点评]本例通过添加球数,将问题转化为如例1中的典型隔板法问题。技巧二:减少球数用隔板法: 例3. 将20个相同的小球放入编号分别为1,2,3,4的四个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于它的编号数,求放法总数。 解法1:先在编号1,2,3,4的四个盒子分别放0,1,2,3个球,剩下14个球,有1种方法;再把剩下的球分成4组,每组至少1个,由

例1知方法有C133=286(种)。 解法2:第一步先在编号1,2,3,4的四个盒子分别放1,2,3,4个球,剩下10个球,有1种方法;第二步把剩下的10个相同的球放入编号为1,2,3,4的盒子里,由例2知方法有C133=286(种)。 [点评] 两种解法均通过减少球数将问题转化为例1、例2中的典型问题。 技巧三:先后插入用隔板法。 例4. 为宣传党的十六大会议精神,一文艺团体下基层宣传演出,准备的节目表中原有4个歌舞节目,如果保持这些节目的相对顺序不变,拟再添两个小品节目,则不同的排列方法有多少种? [分析] 记两个小品节目分别为A、B。先排A节目。根据A节目前后的歌舞节目数目考虑方法数,相当于把4个球分成两堆,由例2知有C51种方法。这一步完成后就有5个节目了。再考虑需加入的B节目前后的节目数,同理知有C61种方法。故由分步计数原理知,方法共有C51* C61 (种)。[点评] 对本题所需插入的两个隔板采取先后依次插入的方法,使问题得到巧妙解决。 解答排列组合问题,首先必须认真审题,明确是属于排列问题还是组合问题,或者属于排列与组合的混合问题,其次要抓住问题的本质特征,灵活运用基本原理和公式进行分析,同时还要注意讲究一些策略和方法技巧。下面介绍几种常用的解题方法和策略。

排列组合的方法捆绑法-插空法和插板法

“相邻问题”捆绑法,即在解决对于某几个元素要求相邻的问题时,先将其“捆绑”后整体考虑,也就是将相邻元素视作“一个”大元素进行排序,然后再考虑大元素内部各元素间排列顺序的解题策略。 例1.若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须站在相邻位置,则有多少排队方法? 【解析】:题目要求A和B两个人必须排在一起,首先将A和B两个人“捆绑”,视其为“一个人”,也即对“A,B”、C、D、E“四个人”进行排列,有种排法。又因为捆绑在一起的A、B两人也要排序,有种排法。根据分步乘法原理,总的排法有种。 例2.有8本不同的书,其中数学书3本,外语书2本,其它学科书3本。若将这些书排成一列放在书架上,让数学书排在一起,外语书也恰好排在一起的排法共有多少种? 【解析】:把3本数学书“捆绑”在一起看成一本大书,2本外语书也“捆绑”在一起看成一本大书,与其它3本书一起看作5个元素,共有种排法;又3本数学书有种排法,2本外语书有种排法;根据分步乘法原理共有排法种。 【王永恒提示】:运用捆绑法解决排列组合问题时,一定要注意“捆绑”起来的大元素内部的顺序问题。解题过程是“先捆绑,再排列”。 “不邻问题”插空法,即在解决对于某几个元素要求不相邻的问题时,先将其它元素排好,再将指定的不相邻的元素插入已排好元素的间隙或两端位置,从而将问题解决的策略。 例3.若有A、B、C、D、E五个人排队,要求A和B两个人必须不站在一起,则有多少排队方法? 【解析】:题目要求A和B两个人必须隔开。首先将C、D、E三个人排列,有种排法;若排成D C E,则D、C、E“中间”和“两端”共有四个空位

置,也即是:︺ D ︺ C ︺ E ︺,此时可将A、B两人插到四个空位置中的任意两个位置,有种插法。由乘法原理,共有排队方法: 。 例4.在一张节目单中原有6个节目,若保持这些节目相对顺序不变,再添加进去3个节目,则所有不同的添加方法共有多少种? 【解析】:直接解答较为麻烦,可根据插空法去解题,故可先用一个节目去插7个空位(原来的6个节目排好后,中间和两端共有7个空位),有种方法;再用另一个节目去插8个空位,有种方法;用最后一个节目去插9个空位,有方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法为=504种。 例4.一条马路上有编号为1、2、……、9的九盏路灯,为了节约用电,可以把其中的三盏关掉,但不能同时关掉相邻的两盏或三盏,则所有不同的关灯方法有多少种? 【解析】:若直接解答须分类讨论,情况较复杂。故可把六盏亮着的灯看作六个元素,然后用不亮的三盏灯去插7个空位,共有种方法(请您想想为什么不是),因此所有不同的关灯方法有种。 【王永恒提示】:运用插空法解决排列组合问题时,一定要注意插空位置包括先排好元素“中间空位”和“两端空位”。解题过程是“先排列,再插空”。 练习:一张节目表上原有3个节目,如果保持这3个节目的相对顺序不变,再添加进去2个新节目,有多少种安排方法?(国考2008-57) A.20 B.12 C.6 D.4 插板法是用于解决“相同元素”分组问题,且要求每组均“非空”,即要求每组至少一个元素;若对于“可空”问题,即每组可以是零个元素,又该如何解题呢?下面先给各位考生看一道题目:

排列组合的基本方法——隔板法

一、知识要点预备: 二、知识要点: 排列组合的基本方法——隔板法 排列组合中分配问题,是排列组合中的难点问题,其中涉及到名额分配或相同物品的分配问题,适宜采用隔板法,下面我们就来一起研究一下这种方法。 例1 10个优秀指标名额分配给6个班级,每个班至少一个,共有多少种不同的分配方法? 解析:本小题涉及到了名额分配的问题,宜采用隔板法。用5个隔板插入10个指标中的9个空隙,即有59C 种方法。按照第一个隔 板前的指标数为1班的指标,第一个隔板与第二个隔板之间的指标数为2班的指标……依此类推,共有59126C =种分法。 例2 10个优秀指标名额分配到一、二、三3个班,若名额数不少于班级序号数,共有多少种不同的分配方法? 解析:先拿3个指标分配给二班一个,三班两个,然后,问题就转化为7个优秀名额分配个三个班级,每班至少一个。由例1可知,共有2615C =种不同的分配方法。 例3 研究不定方程123410x x x x +++=的正整数解有多少个? 解析:该问题可以这样处理:将方程左边的1234x x x x 、、、看成是 4个班级得到的名额数,右边的10看成是10个名额。这样就相当于10个优秀名额分配到4个班级,每个班级至少有一个名额,共有多少种不同的分配方法。这样,本题就转化为里例1的形式,所以本题的答案即为3984C =。

例4 研究不定方程123410x x x x +++=的非负整数解有多少个? 解析:本题与上一题的不同点就在于本题求的是非负整数解的个数,即1234x x x x 、、、有可能等于0,所以本题就不能再直接的看成 是例1的名额分配的问题了。但我们可以通过转化将其转化为名额分配的问题。方程123410x x x x +++=即为123411((1)14x x x x ++++++=()()+1),通过这样的转化形式,11x +、21x +、 3x +1、41x +就都是正整数了。所以本题的最后答案是313 286C =。 对应练习: 1.某校准备组建一个由12人组成篮球队,这12个人由8个班的学生组成,每班至少一人,名额分配方案共 ___种 。 2.有20个不加区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子里,要求每个盒子内的球数不少编号数,问有多少种不同的方法? (216C ) 3.不定方程12350100x x x x ++++=L 中不同的整数解有_______个。(4999C ) 答案: 1.711330C = 2.216120C = 3.4999C 例析隔板法的应用 基础题型:将n 个相同元素分给m 个不同对象(n ≥m ),每个对象至少有一个元素,由C n-1m-1种方法。 解析:本题型可描述为n-1个空中插入m-1块板,共有 C n-1m-1种方法。此种解法称为隔板法。下面通过几个例题体会一下隔板法的应用。

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