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。
注意插板法的三要件:相同元素分配;所分组是不相同的;每组至少分到一个。
插板法的例题:
(1)将8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,要求每个盒子至少放一个球,一共有多少种方法?A.21 B.28 C.32 D.48
解析:8个球中间有7个空,分到3个盒子需要插两块板,插板法C(7 2)=21种,选A。
对于不满足第三个条件即“每组至少一个”的情况,要先转化为标准形式,再使用插板法。
(2)将8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,要求每个盒子至少放两个球,一共有多少种方法?A.3 B.6 C.12 D.21
解析:先往每个盒子里提前放一个,还剩下5个;转化为5个相同的球分到3个不同的盒子,每个盒子至少一个,插板法C,6种,选B
(3)将8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,一共有多少种方法?A.15 B.28 C.36 D.45
解析:此时因为每个盒子可以分0个,先让每个盒子提供一个球给我们、分的时候再还回去;转化为11个相同的球分到3个不同的盒子,每个盒子至少一个,插板法 C(10 2)=45种,选D
此时也可以根据八个球之间9个空,两个板子插不同的空有C(9 2)=36种、插同一个空有C(9 1)=9种,36+9=45种;对比三种不同的考法,其实它们之间是存在密切联系的。
8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,每个盒子至少放0个球,有C(10 2)种;
8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,每个盒子至少放一个球,有C(7 2)种;
8个完全相同的球放到3个不同的盒子中,每个盒子至少放两个球,有C(4 2)种;
插板法公式理解思路为:将 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。
例题: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 “把 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,这样,借助于虚拟 “档板 ”就可以把 10 个球分到了 7 个班中。
插板法基本题型的变形
(1)变形1: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。
例题:有 8 个相同的球放到三个不同的盒子里,共有( )种不同方法 。
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 C(10 ,2) =45(种)分法了。