隔板法是解決排列組合問題的常用方法,這類題型在歷年國家公務員考試中都有所涉及,非常值得我們在複習備考過程中給予足夠的關注。中公教育專家建議考生重點掌握。
隔板法是指利用假定的隔板解決相同元素的分配問題。題幹標準形式一般表述為「把n個相同的元素分給m個不同的對象,每個對象至少1個元素,問有多少種不同的分法?」,為使每個對象至少分一個,先去掉n個連續相同元素兩端的空隙,用隔板的方法在元素之間形成的(n-1)個空隙中插入(m-1)個隔板,則n個相同元素被分為m堆,對應於m
不同的對象。其分法數用公式可以表示為。
利用隔板法解決此類問題,題幹必須同時滿足:所分的元素完全相同;分給不同的對象且必須分完;每個對象必須至少分到1個。若遇到題幹所給的部分條件不能滿足,比如:「至少分多個」或者「至少分0個」,需要轉化成「至少分一個」的標準形式。
例1:12個相同的小球放入編號為1、2、3、4的盒子中,問每個盒子中至少有一個小球的不同放法有多少種?
【中公解析】要將12個小球放入四個盒子中,小球相同,要完全分完且每個盒子裡至少有一個,符合隔板法的應用條件。所以解決本題只需要在12個小球形成的11個間隔中插入3個隔板即可。總的放法有=165(種)。
在例1中,題幹表述正好是利用隔板法解決排列組合問題的標準形式,但是在實際的公職類考試中,題幹的表述並不是標準的形式,即某些條件沒有滿足。在這樣的情況下,我們就需要對題幹進行轉換,變為利用隔板法解題的標準形式。
例2:12個相同的小球放入編號為1、2、3、4的盒子中,每盒可空,問不同的放法有多少種?
【中公解析】本題是相同元素分配,考慮利用隔板法,但是題幹中允許每盒可空,這和利用隔板法解題的條件不符,所以我們不能直接利用隔板法。需要對題幹條件進行轉化。若我們在四個盒子中先分別放一個小球,這樣就可以滿足利用隔板法的前提條件,原題就轉換為「把16個球放到4個盒子裡,每個盒子至少要有一個球,不同的放法有多種?」。就是要在16個球形成的15個間隔中插入3塊隔板,共有=455種。
在例2中,我們通過給每個盒子裡面加上一個小球,把轉換把原題轉變為每個盒子裡面至少有一個小球,這樣就可以利用隔板法來解決。
例3:12個相同的小球放入編號為1、2、3、4的盒子中,要求每個盒子中的小球數至少為2個,問不同的放法有多少種?
【中公解析】題幹中要求每個盒子中的小球數至少為2個,這與我們利用隔板法的條件不同,我們需要對其進行轉換。我們可以先在每個盒子中先放一個小球,這樣還剩8個球,原題就轉換為「8個相同的小球放入編號為1、2、3、4的盒子中,要求每個盒子中的小球數至少為1個,問不同的放法有多少種?」這樣我們就可以直接利用隔板法來解決了。就是要在個8球形成的7個間隔中插入3塊隔板,共有=35種。
在例3中,要求每個盒子中的小球數至少為2個,我們通過先在每個盒子中放1個,轉化為每個盒子中的小球數至少為1個。
例4:12個相同的小球放入編號為1、2、3、4的盒子中,要求每個盒子中的小球數不小於其編號數,問不同的放法有多少種?
【中公解析】本題題幹所給的內容,我們無法直接利用隔板法解決。必須先通過轉換。可以將1個、2個、3個小球放入編號為2、3、4的盒子中,這樣原題轉換為將6個小球放在4個盒子中,每個盒子至少放一個小球,也就是在6個球所形成的5個間隔中插入三個隔板,共有=10(種)。
在例4中,我們可以通過在編號為2、3、4的盒子中先放1、2、3個小球,把原題轉化為我們熟悉的標準形式,從而快速解題。
以上是專家總結出來的公務員考試中考查隔板法的常見問法,考生要想在考試中熟練解決這類問題,就必須要熟記和理解隔板法的利用前提,即所分的元素完全相同、分給不同的對象且必須分完、每個對象必須至少分1個。此外還要熟練掌握此類問題不同問法之間的轉換。