隔板法的三种题型,隔板法的三种题型例题

巧用隔板法快速攻破行测排列组合难题

  如果让你把7个大小相同的橘子分给4个小朋友,要求每个小朋友至少分到1个橘子,问一共有多少种不同的分法?  看完问题后,你能快速得出答案吗?如果难倒你的话,那就说明你对排列组合中的隔板法还不太了解哦!这种题型在国考中出现的概率很大,不会的小伙伴不妨先和小编一起来学习一下吧。(解锁正确分法下拉至文末)

  首先,让我们一起来正确认识一下隔板法  隔板法主要针对的是相同元素的不同分堆问题。我们也可以把它理解为:  如果把n个相同的元素分给m个不同的对象,每个对象至少有一个,问有多少种不同的分法的问题。其基本公式为:

  然后,再来看一下隔板法都有哪些题型特征  隔板法一共有三种题型:①标准型、②多分型、③少分型,后两种都需要基于“标准型”来解题,具体要怎么操作呢?下面我们再来通过3个例题分别介绍一下隔板法的三种题型特征及应用,接着往下看

  1、标准型:   标准型需要同时具备的3个要求:(1)被分配的n个元素无差别;(2)这n个元素分给m个不同对象;(3)每个对象至少分一个元素。

  【解析】正确答案为C。  【解题思路】本题中相同的元素是6本相同的书,故n=6;放进4个抽屉,即将书分成4堆,故m=4;每个抽屉至少放1本书,故本题为隔板法中的标准题型。  【解题方法】把6本书排成一排,因为书是相同的,不存在排列顺序问题。要把这6本书分成4堆,只要在这6本书形成的空隙中插入5个隔板即可。6本书排成一排,形成了7个空。但是,因为要求每个抽屉至少放1本书,所以最前面的空和最后一个空是不能插板的,则只能在中间形成的5个空中插入3个隔板,即从5个空中选择3个空插入隔板,代入公式:   

  2、多分型   多分型需要同时具备的3个要求:(1)被分配的n个元素无差别;(2)这n个元素分给m个不同的对象;(3)每个对象至少分x个元素。

  【解析】正确答案为D。   【解题思路】此题中没有要求至少发1份,而是要求至少发9份的,因此需要将其转化为标准型的隔板模型,方法就是先每个部门分x-1个元素,剩下的元素就转化为每个部门至少分一个元素了。  【解题方法】假设三个部门分别为A、B、C,每个部门可以先分8份,然后再把剩下的6份发给3个部门,保证每个部门发1份,代入公式:   

  3、少分型   少分型需要同时具备的3个要求:(1)被分配的n个元素无差别;(2)这n个元素被分给m个不同的对象;(3)被任意分给这m个不同的对象。

  【解析】正确答案为B。  【解题思路】这道题中说每个盒子可以为空,就意味着有的盒子可以分0个元素,因此可以采用“先借后还”的思路,先向每一个盒子借一个元素,总共就会有n个元素了,由于借了一个元素,接下来在分的时候,每个盒子则至少需要分一个,这样就转化成了标准的隔板模型。  【解题方法】在分之前先向每个盒子借3个小球,总共就会有23个小球,接下来分的时候需要再给每个盒子一个小球,就变成每个盒子至少分一个小球了,有多少种分法,代入公式:  

  以上就是今天所讲的排列组合之隔板法的运用了,希望大家理解并能熟练运用,为行测得高分奠定坚实的基础!  【上文解锁】一共有20种不同的分法,你做对了吗?  【解析】此题为隔板法的标准型,因为相同的元素是7个大小相同的橘子,故n=7;给4个小朋友,故m=4;所以只要在这7个橘子之间插入6个隔板即可,代入公式:  

MBA联考数学专题(二)- 妙用隔板法

从本周起,我们邀请了数学助教:张三的哥(江湖人称 三哥)来给大家讲解数学联考专题。一周一期,一期一会,暂定在星期三。

每周三,不见不散哦~

专题思维导图:

专题解析:

在组合数学中,隔板法(又叫插空法)是排列组合的推广,主要用于解决不相邻组合与追加排列的问题。隔板法就是在n个元素间插入(b-1)个板,即把n个元素分成b组的方法。

不允许为空: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)不为空的问题,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m-1块隔板,因隔板无差别,故隔板之间无序,是组合问题,故隔板有Cm-1n-1。

允许为空: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m-1块隔板,将这n件物品和m-1块隔板排成一排,占n+m-1位置,从这n+m-1个位置中选m-1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Cm-1n+m-1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Cm-1n+m-1×1= Cm-1n+m-1种排法。

例题解析:

一、放球问题

例1

把个相同的球放入个不同的盒子,有多少种不同的放法?( )

A.110 B.144 C.165 D.180 E.210

【解析】:取块相同隔板,连同个相同的小球排成一排,共个位置。由隔板法知,在个位置中任取个位置排上隔板,共有种排法。所以,把个相同的球放入个不同的盒子,有种不同方法。故选C

例2

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?( )

A.180 B.200 C.230 D.231 E.240

【解析】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。

将20个小球分成三组需要两块隔板,因为允许有盒子为空,不符合隔板法的原理,那就人为的再加上3个小球,保证每个盒子都至少分到一个小球,那就符合隔板法的要求了(分完后,再在每组中各去掉一个小球,即满足了题设的要求)。然后就变成待分小球总数为23个,球中间有22个空档,需要在这22个空档里加入2个隔板来分隔为3份,共有C(22,2)=231种不同的方法。故选D

例3

现有7个完全相同的小球,将它们全部放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,每个盒子至少放一个球,问有多少种不同的放法?( )

A.6 B.20 C.35 D.48 E.以上答案均不正确

【解析】这道题满足隔板法基本模型的三大条件,所以我们可以直接应用隔板法。首先我们将7个小球排成一排。在7个小球中间一共有6个间隔,在这6个间隔中我们挑出3个间隔插入隔板,这样我们就将小球分成了四份,并且每一份都至少有一个小球。接着我们将这四份小球按从左到右的顺序依次放入1-4号四个盒子中,就得到了对应的一种放法。这样一来,每一种隔板的插法就对应了一种小球的方法。6个间隔中插入3个隔板的插法共有种C(6,3)=20,即本题共有20种不同的放法。

例4

现有8个完全相同的小球,将它们全部放入编号为1,2,3的三个盒子中,允许出现空盒,问有多少种不同的放法?

【解析】先加入3个球,加上原来地8个球,现在共有11个球,利用隔板法将它们放到三个盒子中,共有种C(10,2)=45种放法。对于每一种放法,然后都从每个盒子中拿出一个球,当盒中分到一个球之后还回1个球,该盒实际上是空盒;分到两个球后还回1个球,该盒实际上只含一个球,依此类推。这样就成功地将8个相同的小球分入了三个盒中,允许有空盒的共有45种放法。

二、指标分配问题

例1

某校召开学生会议,要将个学生代表名额,分配到某年级的个班中,若每班至少个名额,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,把相同的名额分配到个不同的班级,适合隔板法。分两步。第一步:个班每班先分配个名额,只有种分法;第二步:将剩下的个名额分配给个班。取块相同隔板,连同个相同名额排成一排,共个位置。由隔板法知,在个位置中任取个位置排上隔板,有种排法。由分步计数原理知:个学生代表名额,分配到某年级的个班中,每班至少个名额,共有种不同分法。

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1

求展开式有多少项?

【解析】用个相同的小球代表幂指数, 用个标有、、、的个不同的盒子表示数、、、,将个相同的小球放入个不同的盒子中,把标有的每个盒子得到的小球数,记作的次方。这样,将个相同的小球放入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。取块相同隔板,连同个相同的小球排成一排,共个位置。由隔板法知,在个位置中任取个位置排上隔板,有种排法。故的展开式有项。

四、求n元一次方程组的非负整数解。

例1

求方程的正整数解的个数。

【解析】用个相同的小球代表数, 用个标有、、、的个不同的盒子表示均不能为的正整数未知数、、、。要得到方程的正整数解的个数,分两步。第一步:个盒子每个盒子先分配个小球,只有种分法;第二步:将剩下的个小球分配给个盒子。取块相同隔板,连同个相同小球排成一排,共个位置。由隔板法知,在个位置中任取个位置排上隔板,有种排法。由分步计数原理知:共有种放法。我们把标有的每个盒子得到的小球数,记作:。这样,将个相同的小球放入个不同的盒子中的每一种放法,就对应着方程的每一组解。所以,方程的正整数解共有个。

升级-元素不相邻问题:

当元素之间不相邻,则可将插入“隔板”改为插入“元素”,即插空法。

例1

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?( )

A.36 B.64 C.80 D.84 E.90

【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P(3,3)=6;若排成DCE,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,P(4,2)=12有种插法,共有排队方法:6*12=84。故选D

例2

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? ( )

A.501 B.504 C.505 D.507 E.510

【解析】直接解答较为麻烦,可利用插空法去解题,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7种方法;再用另一个节目去插8个空位,有8种方法;用最后一个节目去插9个空位,有9种方法,由乘法原理得:所有不同的添加方法为7*8*9=504种。故选B

例3

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? 

A.35 B.36 C.37 D.38 E.39

【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C(7,3)=35种方法,因此所有不同的关灯方法有35种。故选A。

【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”。

练习题:

1. 有9颗相同的糖,每天至少吃1颗,要4天吃完,有多少种吃法?( )

A. 20 B.36 C.45 D.56 E.60

2.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?( )

A. 20 B.36 C.45 D.56 E.60

3.若将10只相同的球随机放入编号为1、2、3、4的四个盒子中,则每个盒子不放空的投放方法有( )[2009,01]

A. 72 B.84 C.96 D.108 E.120

参考答案:公众号后台回复“隔板法”即可获得练习题答案。

关于隔板法的问题介绍,就到这里了,如果有相关问题,可以在备考群向数学助教提问。

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