隔板法详解(各种方法)

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隔板法详解(各种方法)

2024-07-13 11:48:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

理解隔板法 【定义】

隔板法就是在n个元素间的(n-1)个空中插入k个板,可以把n个元素分成k+1组的方法。  

应用隔板法必须满足3个条件:    (1) 这n个元素必须互不相异; (2) 所分成的每一组至少分得1个元素; (3) 分成的组别彼此相异。

 

【公式】

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?

C(n-1,m-1)=C(9.2)

 

 

接下来才是重点。

 

【隔板应用】 普通隔板法

例1. 求方程 x+y+z=10的正整数解的个数。

 

分析:将10个球排成一排,球与球之间形成9个空隙,将两个隔板插入这些空隙中(每空至多插一块隔板),规定由隔板分成的左、中、右三部分的球数分别为x、y、z之值(如下图)。则隔法与解的个数之间建立了一一对立关系,故解的个数为C(n-1,m-1)=C(9,2)=36(个)。

                                                                                                                     

 

 

添元素隔板法

例2. 求方程 x+y+z=10的非负整数解的个数。

分析:注意到x、y、z可以为零,故例1解法中的限定“每空至多插一块隔板”就不成立了,怎么办呢?只要添加三个球,给x、y、z各添加一个球,这样原问题就转化为求 x+y+z=13的正整数解的个数了,则问题就等价于把13个相同小球放入3个不同箱子,每个箱子至少一个,有几种情况?易得解的个数为C(n+m-1,m-1)=C(12,2)=66(个)。

 

 

例3: 把10个相同小球放入3个不同箱子,第一个箱子至少1个,第二个箱子至少3个,第三个箱子可以放空球,有几种情况? 我们可以在第二个箱子先放入10个小球中的2个,小球剩8个放3个箱子,然后在第三个箱子放入8个小球之外的1个小球,则问题转化为 把9个相同小球放3不同箱子,每箱至少1个,几种方法? C(8,2)=28 

 

 

例4. 将20个相同的小球放入编号分别为1,2,3,4的四个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于它的编号数,求放法总数。(减少球数用隔板法)

分析:先在编号1,2,3,4的四个盒子内分别放0,1,2,3个球,剩下14个球,有1种方法;再把剩下的球分成4组,每组至少1个,由例1知方法有C(13,3)=286(种)。

 

 

例5:有一类自然数,从第三个数字开始,每个数字都恰好是它前面两个数字之和,直至不能再写为止,如257,1459等等,这类数共有几个? 因为前2位数字唯一对应了符合要求的一个数,只要求出前2位有几种情况即可,设前两位为ab 显然a+b



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