排列组合--插板法、插空法、捆绑法

排列组合问题——插板(分组)、插空法(不相邻)、捆绑法(相邻)
                                          m为空的数量)                   
【基本题型】
n个相同元素,要求分到不同的m中,且每组至少有一个元素,问有多少种分法?
图中“ ”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 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?
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?
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
【基本解题思路】
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。
【基本题型例题】
?【例1 共有10完全相同的球分到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个相同的球排成一行,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10个球隔成有序的7份,每个班级依次按班级序号分到对应位置的几个球(可能是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。
????
【基本题型的变形(一)】
题型:有n个相同的元素,要求分到m组中,问有多少种不同的分法?
解题思路:这种问题是允许有些组中分到的元素为“0”,也就是组中可以为空的。对于这样的题,我们就首先将每组都填上1个,这样所要元素总数就m个,问题也就是转变成将(n+m)个元素分到m组,并且每组至少分到一个的问题,也就可以用插板法来解决。??
波速测试仪【例2】有8个相同的球放到三个不同的盒子里,共有( )种不同方法.
  A35 B28 C21 D45
解答:题目允许盒子有空,则需要每个组添加1个,则球的总数为8+3×1=11,此题就有C102=45(种)分法了,选项D为正确答案。
【基本题型的变形(二)】
题型:有n个相同的元素,要求分到m组,要求各组中分到的元素至少某个确定值Ss1,且每组的s值可以不同),问有多少种不同的分法?
解题思路:这种问题是要求组中分到的元素不能少某个确定值s,各组分到的不是至少为一
个了。对于这样的题,我们就首先将各组都填满,即各组就填上对应的确定值s那么多个,这样就满足了题目中要求的最起码的条件,之后我们再分剩下的球。这样这个问题就转变为上面我们提到的变形(一)的问题了,我们也就可以用插板法来解决。
【例315个相同的球放入编号为123的盒子内,盒内球数不少于编号数,有几种不同的放法?
解析:
编号1:至少1个,符合要求。
编号2:至少2个:需预先添加1个球,则总数-1
编号3:至少3个,需预先添加2个,才能满足条件,后面添加一个,则总数-2
则球总数15-1-2=12个放进3个盒子里
所以C112=55(种)
【例】10 个学生中,男女生各有5 人,选4 人参加数学竞赛。
1)至少有一名女生的选法种数为_______________
2AB 两人中最多只有一人参加的选法种数为___________
解法110 名中选4 名代表的选法的种类:精绝国C104,  排除4名参赛全是男生:C54  (排除法)C104  ----C54=205
社会主义探索阶段解法2:选1女生时,选2个女生时,选3乙炔雌二醇4个女生时的选法,分别相加
2010年国考真题)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?(    A.7        B.9        C.10        D.12 
解析:每个部门先放8个,后面就至少放一个,三个部门则要先放8×3=24份,还剩下30-24=6份来放入这三个部门,且每个部门至少发放1份,则C(5,2)=10
                                                                     
插空法就是对于解决某几个元素要求不相邻的问题时,先将其他元素排好,再将所指定的不相邻的元素插入它们的间隙或两端位置。首要特点就是不相邻。下面举例说明。
. 数字问题
【例】 把1,2,3,4,5组成没有重复数字且数字12不相邻的五位数,则所有不同排法有多少种?
解析:本题直接解答较为麻烦,因为可先将3,4,5三个元素排定,共有种排法,然后再将1,2插入四个空位共有种排法,故由乘法原理得,所有不同的五位数有
. 节目单问题
【例】在一张节目单中原有六个节目,若保持这些节目的相对顺序不变,再添加进去三个节目,则所有不同的添加方法共有多少种?
解析:-o - o - o - o - o - o -?六个节目算上前后共有七个空位,那么加上的第一个节目则有种方法;此时有七个节目,再用第二个节目去插八个空位有种方法;此时有八个节目,用最后一个节目去插九个空位有种方法。由乘法原理得,所有不同的添加方法为:
. 关灯问题
【例】一条马路上有编号1,2,3,4,5,6,7,8,9的九盏路灯,为了节约用电,可以把其中的三盏灯关掉,但不能同时关掉相邻两盏或三盏,则所有不同的关灯方法有多少种?
解析:如果直接解答须分类讨论,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七个空位(用不亮的3盏灯去插剩下亮的6盏灯空位,就有7个空位)共有种方法,因此所有不同的关灯方法为种。
青海师范大学学报. 停车问题
【例】停车场划出一排12个停车位置,今有8辆车需要停放,要求空位置连在一起,不同
的停车方法有多少种?
解析:先排好8辆车有种方法,要求空位置连在一起(剩下4个空位在一起,来插入8辆车,有9个空位可以插),将空位置插入其中有种方法。所以共有种方法。
. 座位问题
【例】 3个人坐在一排8个椅子上,若每个人左右两边都有空位,则坐法的种类有多少种?
解法:先拿出5个椅子排成一排,在5个椅子中间出现4个空,再让3个人每人带一把椅子去插空,于是有种。
                                                                    石家庄铁道学院学报
解答:根据题目要求,则其中一个盒子必须得放2个,其他每个盒子放1个球,所以从6个球中挑出2个球看成一个整体,则有,这个整体和剩下4个球放入5个盒子里,则有。方法是
排列组合中的解题方法之插板法
  一、基础理论:
  插板是一个无形的东西即板子,它不能代表一个元素,它区别于插空法。插板法是用于解决相同元素分组问题。判断插板法的题目主要看题干中的两个词语:相同元素?至少为1?如果有这样两个词语一般此题就可以直接插板进行解题。

本文发布于:2024-09-22 06:45:41,感谢您对本站的认可!

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