【中學】排列組合中的相同與不同

2021-02-19 蘑菇棒棒答

上周把代數的部分基本梳理完,蘑菇答疑群有家長欽點了想要看排列組合。

小編自然是有求必應啦,這周我們就開始總結排列組合。

排列組合,在小學中稱為加法原理和乘法原理,是組合問題的一部分。

排列組合問題從小奧開始,貫穿到高考、高聯,但從本質來說,從頭到尾只有兩個公式:

註:排列的 

雖然只有兩個公式,但是對於難題,如何有規劃的去計數,做到不重複不遺漏,是非常困難的.

而且這類問題並不方便進行驗算(驗算最好的方法是枚舉法),不少同學能用不同的方法把難題算出幾個不同的答案,然後還覺得自己每個方法都沒問題.(最悲哀的是可能一個都不對)

今天我們就來討論最基礎的一類問題:X個相同/不同的球放入Y個相同/不同的盒子.(當然這裡的球和盒子在不同的題目中會是不同的人、物,大家自行代入)

今天我們用8個球、4個盒子舉例,默認條件是每個盒子必須有球.

「相同」的球、「相同的盒子」,這類題的方法就是簡單的枚舉.如果情況比較多,建議有序地枚舉,比如放球數量從大到小、放的最多的盒子從最大開始慢慢縮減.

這題有:

 

 

 

共5種.

在①的前提下進行「選盒」操作即可.

 

選出一個盒子放5個球: 

 

先選出一個盒子放4個球,再選出一個盒子放2個球: 

 

選出兩個盒子放3個球: 

 

先選出一個盒子放3個球,再選出一個盒子放2個球: 

 

1種

共35種

在①的前提下進行「選球」操作即可

 

 

 

 

 

共1701種

四種情況講完啦,那麼今天的內容就到這裡,大家拜拜~

Emmmm,小編被右邊的進度條出賣了!

上面的式子是不是很麻煩?想想如果球和盒的數量變大,①的情況也會迅速增加,那對應的②③④也會變得相當之麻煩.

所以,真正的乾貨現在才開始!

什麼?這你還想要更簡單?

沒有了,不存在的!

乖乖去枚舉!

這類題利用擋板法可以更好地去解決:

首先我們將8個球排成一排,會形成7個空檔,在其中插入3塊板子,即可將球分成4塊,從左到右分別歸屬於4個不同的盒子即可.

有 

「老師,你漏了③!」

不不不,我沒有,我們先來講④

這題我們用容斥原理的思想來做.

首先我們來考慮每個球隨便放的情況: 

這時候我們多算了哪些呢?多算了有空盒的情況.

按照4元容斥原理的思想和公式去處理即可.

 

有40824種.

好了,這次真結束啦,是不是乾貨滿滿?

掌握後再也不用怕這類題啦~

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