插板法及其应用
隔板法适用类型:一组相同的元素分成若干不同的组,要求每组至少一个元素。
插板法理论分析:假定M个元素,分成N组。M个元素中间有(M-1)个空,如果想分为N组的话需要插入(N-1)个木板,所以方法数为:C(M-1,N-1);
注意插板法的三要件:①相同元素分配;②所分组是不相同的;③每组至少分到一个。
插板法的三种基本形式:
(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
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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(4 2)=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;
这三种基本形式,要牢牢掌握。
例1:某单位订阅了30份相同的学习材料发放给3个部门,每个部门至少发放9份材料。问共有多少种不同的发放方法?
A.12 B.10 C.9 D.7
解析:每个部分先提前分8份材料,还剩下30-3×8=6份;相当于6份材料分给3个部门,每个部门至少分1份,插板法C(5 2)=10种,选B
例2:某办公室接到15份公文的处理任务,分配给甲、乙、丙三名工作人员处理。假如每名工作人员处理的公文份数不得少于3份,也不得多于10份,则共有( )种分配方式。 【广州2014】
A.15 B.18 C.21 D.28
解析:每人先分2份、还剩下15-3×2=9份;相当于9份公文分给三个人,每人至少1份、至多8份,插板法C(8 2)=28种,选D
例3:某单位共有10个进修的名额分到下属科室,每个科室至少一个名额,若有36种不同分配方案,问该单位最多有多少个科室? 【黑龙江2015】
A.7 B.8 C.9 D.10
解析:C(10-1,n-1)=36,代入n=8满足,选B
补充:若问最少有多少个科室,因为C(9 2)=36,此时为3个科室。
例4:把10个相同的球放入编号为1,2,3的三个盒子中,使得每个盒子中的球数不小于它的
编号,则不同的方法有(  )种。
A.10 B.15 C.20 D.25
解析:第二个盒子先提前放1个球、第三个盒子先提前放2个球,还剩下10-1-2=7个球;相当于把7个相同的球放入三个不同的盒子,每个盒子至少一个球,插板法C(6 2)=15种,选B
例5: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?
A.15 B.28 C.36 D.66
解析:第二个盒子先提前放2个球、从第三个盒子拿出1个球,还剩下10-2+1=9个球;相当于把9个相同的球放入三个不同的盒子,每个盒子至少一个球,插板法C(8 2)=28种,选D
例6:现有9块巧克力(其中5块有夹心),若将这些巧克力分给3个小朋友,平均每个人都有3块,问每个小朋友都至少分得1块夹心巧克力的情况有多少种? 【粉笔模考】
A.6 B.9 C.12 D.25
解析:相当于把5块夹心巧克力分给3个人,每人至少1块、至多3块,插板法C(4 2)=6种,然后再分配非夹心巧克力使得每人恰好3块即可,选A
对于插板法的基础题型来说,最关键的一步就是把题中的条件转化成插板法的标准形式,即“每组至少一个”。
★插板法技巧进阶篇
①在直接使用插板法时,有时会出现不满足题意的情况,需要减掉。
例6:某单位购买了10台新电脑,计划分配给甲、乙、丙3个部门使用。已知每个部门都需要新电脑,且每个部门最多得到5台,那么电脑分配方法共有( )种。 【广东2013】
A.9 B.12 C.18 D.27
解析:插板法C(9 2)=36种;然后去掉不满足题意的情况(即有的部门多于5台):选一个部门C(3 1)、先分给这个部门5台,再把剩下的5台分给3个部门,插板法C(4 2),则不满足题意的情况有C(3 1)×C(4 2)=18种,满足题意的情况有36-18=18种,选C粉笔
例7:有3个单位共订300份《人民日报》,每个单位最少订99份,最多101份。问一共有多少种不同的订法? 【黑龙江2010】
A.4 B.5 C.6 D.7
解析:
解法一:分类:99+100+101的情况有A(3 3)=6种,100+100+100的情况有一种,共7种,选D
解法二:每个单位先提前分98份,还剩下300-3×98=6份;相当于把6份日报分给3个单位,每个单位至少分1份、至多分3份,插板法减去有单位分到4份的情况,C(5 2)-C(3 1)=7种,选D
②有时直接正面使用插板法,因为需要减掉的情况比较多,可以考虑从反面入手,利用“先全部分下去再收回一部分”的思想。
例3:四个小朋友分17个相同的玩具,每人至多分5个,至少分1个,那么有多少种分法?【河南招警2011】
A.18 B.19 C.20 D.21
解析:每个小朋友先分5个、共分了20个,再收回20-17=3个,每人至少交回0个,插板法C(6 3)=20种,选C
例4:某快问快答节目第一关设置4道题,选手答错任意一题则立即停止答题。比赛规定:第一题到第四题的答题时间分别限定在10、8、6、3秒内(选手每题的答题时间都计为整秒且至少为1秒),某位选手通过第一关,答题用时24秒,则该选手在4道题上的答题用时组合有
多少种: 【粉笔模考】
A.8 B.15 C.19 D.20
解析:总的时间上限=10+8+6+3=27秒,相当于从27秒中去掉3秒,每题可以去0秒、第四题最多去2秒;转化为三个名额分给四道题,每道题至少分0个,再去掉三个名额都分给第四题的情况,插板法,C(6 3)-1=19种,选C
如果对于以上知识都已理解,可以通过下面几道练习题进行巩固。
练习1:有3个单位共订300份《人民日报》,每个单位最少订99份,最多102份。问一共有多少种不同的订法?
A.6 B.7 C.8 D.10
解析:每个单位先提前分98份,还剩下300-3×98=6份;相当于把6份日报分给3个单位,每个单位至少分1份、至多分4份,插板法C(5 2)=10种,选D
练习2:某办公室接到15份公文的处理任务,分配给甲、乙、丙三名工作人员处理。假如每
名工作人员处理的公文份数不得少于2份,也不得多于10份,则共有多少种分配方式:
A.52 B.53 C.54D.55
解析:每人先分1份、还剩下12份;相当于把12份公文分给3个人,每人至少1份、至多9份,插板法C(11 2)=55种,去掉有人分到多于9份的情况(即10+1+1)、有C(3 1)=3种,则满足题意的情况有55-3=52种,选A
练习3:某办公室接到18份公文的处理任务,分配给甲、乙、丙三名工作人员处理。假如每名工作人员处理的公文份数不得少于3份,也不得多于10份,则共有多少种分配方式: