探究球入盒类型的排列组合题
2016-05-30华腾飞
高中生学习·高三版 2016年1期
华腾飞
排列组合中,有一类类似于球入盒问题,如何快速、准确地求解此类问题呢?求解此类问题的关键是要弄清楚:球的“同”与“不同”、盒子的“同”与“不同”. 下面分类例析,相信同学们定会从中受到启示,掌握求解此类问题的技巧,从而提高分析问题和解决问题的能力.
将不同小球放入不同的盒中
1. 球少盒多型
求解此种类型的问题,通常利用分步计数原理或排列的方法.
例1 若将3个不同的小球放入4个不同的盒子里,有几种不同的放法?
解析 可分三步完成,由于每一个球都有4种放法,所以共有[43=64]种不同的放法.
例2 若将3个不同的小球放入4个不同的盒子中,每盒至多放一个,有多少种不同的放法?
解析 将盒子看作元素,即从4个不同的盒子里任意取3个放入3个不同的小球,这显然是排列问题. 因此共有[A34=24]种不同的放法.
2. 球多盒少且每盒至少放一球型
求解此类问题的方法是先分组,然后排列.
例3 把4本不同的书奖给3名同学,每个人至少得1本,共有多少种不同的奖励方法?
解析 分配方案为“2,1,1”,即一个盒子放2个球,另两个盒子各放一个球. 将某两个球合为一体,球的搭配有[C24]种方法. 盒子的选择则为三个数字的全排列,即[A33]. 综上可得,[C24?A33=36]种不同的奖励方法.
例4 将4个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,则恰有一个空盒的放法共有多少种?
解析 “恰好型”问题实际上确定了分配方案. 本题的分配方案为“2,1,1,0”,共有[C24?A34=144]种不同的放法.
3. 球与盒个数相同
例5 若将4个不同的小球放入4个不同的盒子里,每盒至少放一个,有多少种不同的放法?……
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