隔板法在解排列组合问题中的应用中学数学论文

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隔板法在解排列组合问题中的应用中学数学论文
                                      洋浦中学   范嗣波
隔板法又称隔墙法、插板法是处理名额分配、相同物体的分配等排列组合问题的重要方法，本文将将通过例题将这种方法作以介绍，供同学们学习时参考.
一、将件相同物品（或名额）分给个人（或位置），允许若干个人（或位置）为空的问题
例1将20个大小形状完全相同的小球放入3个不同的盒子，允许有盒子为空，但球必须放完，有多少种不同的方法？
分析：本题中的小球大小形状完全相同，故这些小球没有区别，问题等价于将小球分成三组，允许有若干组无元素，用隔板法.
解析：将20个小球分成三组需要两块隔板，将20个小球及两块隔板排成一排，两块隔板将小球分成三块，从左到右看成三个盒子应放的球数，每一种隔板与球的排法对应一种分法.将20个小球和2块隔板排成一排有22个位置，先从这22个位置中取出两个位置放隔板，因隔板无差别，故隔板之间无序，是组合问题，故隔板有种不同的放法，再将小球放入其他位置，由于小球与隔板都无差别，故小球之间无序，只有1种放法，根据分步计数原理，共有×1=231种不同的方法.
点评：对件相同物品（或名额）分给个人（或位置），允许若干个人（或位置）为空的问题,可以看成将这件物品分成组，允许若干组为空的问题.将件物品分成组，需要块隔板，将这件物品和块隔板排成一排，占位置，从这个位置中选个位置放隔板，因隔板无差别，故隔板之间无序，是组合问题，故隔板有种不同的方法，再将物品放入其余位置，因物品相同无差别，故物品之间无顺序，是组合问题，只有1种放法，根据分步计数原理，共有×1=种排法,因块隔板将件相同物品分成块，从左到右可以看成每人所得的物品数，每一种隔板与物品的排法对应于一种分法，故有种分法.
二、将件相同物品（或名额）分给个人（或位置），每人（或位置）必须有物品问题
例2将20个优秀学生名额分给18个班，每班至少1个名额，有多少种不同的分配方法？
分析：本题是名额分配问题，用隔板法.
解析：将20个名额分配给18个班，每班至少1个名额，相当于将20个相同的小球分成18组，每组至少1个，将20个相同的小球分成18组，需要17块隔板，先将20个小球排成一排，因小球相同，故小球之间无顺序，是组合，只有1种排法，再在20个小球之间的19个空档中，选取17个位置放隔板，因隔板无差别，故隔板之间无序，是组合问题，故隔板有种不同的放法，根据分步计数原理，共有种不同的方法，因17块隔板将20个小球分成18组，从左到右可以看成每班所得的名额数，每一种隔板与小球的排法对应于一种分法，故有种分法.
点评：：对件相同物品（或名额）分给个人（或位置），每个人（或位置）必须有物品问题,可以看成将这件物品分成组，每组不空的问题.将件物品分成组，需要块隔板，将这件物品排成一排，因物品无差别，故物品之间无顺序，是组合问题，只有1种排法，再在这件物品之间的空档中选取个位置放隔板，占位置，从这个位置中选个位置放隔板，因隔板无差别，故隔板之间无序，是组合问题，故隔板有种不同的放法，根据分步计数原理，共有1×=种不同排法,因块隔板将件相同物品分成块，从左到右可以看成每人所得的物品数，每一种隔板与物品的排法对应于一种分法，故有种分法.
对相同物品分配问题，注意某若干组能否为空，能为空和不能为不空，方法不同，要体会和掌握.