楊建國(guó)
n個(gè)不同元素按照某些條件分配給k個(gè)不同得對(duì)象,稱(chēng)為分配問(wèn)題
排列組合應(yīng)用題中的分配分組問(wèn)題,是一類(lèi)抽象難懂的問(wèn)題,包含的類(lèi)型也特別多主要有以下幾種:均分無(wú)分配對(duì)象、均分有分配對(duì)象、非均分組無(wú)分配對(duì)象、非均分組有分配對(duì)象、部分均分無(wú)分配對(duì)象、部分均分有分配對(duì)象。很多同學(xué)在做這類(lèi)題目的時(shí)候分不清楚到底是屬于哪類(lèi)的分組分配問(wèn)題。下面主要從一些例題分析這些不同類(lèi)型的分組分配問(wèn)題,從而更好的辨別這些類(lèi)型的問(wèn)題。
例1 六本不同的書(shū),分為三組,求在下列條件下各有多少種不同的分配方法?
(1)每組兩本。
(2)甲、乙、丙三人,每人兩本
(3)一組一本,一組二本,一組三本。
(4)甲、乙、丙三人,一人一本、一人兩本、一人三本。
(5)一組四本,另外兩組各一本。
(6)甲、乙、丙三人,一人四本、一人一本、一人一本。
分析 顯然以上6個(gè)小題分別對(duì)應(yīng)一種類(lèi)型的分配問(wèn)題。
(1)分組與順序無(wú)關(guān),是組合問(wèn)題。分組數(shù)是C26C24C22=90(種),這90種分組實(shí)際
上重復(fù)了6次。我們不妨把六本不同的書(shū)寫(xiě)上1、2、3、4、5、6六個(gè)號(hào)碼,考察以下兩種
分法:(1,2)(3,4)(5,6)與(3,4)(1,2)(5,6),由于書(shū)是均勻分組的,三組的本
數(shù)一樣,又與順序無(wú)關(guān),所以這兩種分法是同一種分法。以上的分組方法實(shí)際上加入了組的
順序,因此還應(yīng)取消分組的順序,即除以組數(shù)的全排列數(shù)A33,所以分法是C26C24C22A33=15(種)。所以平均分組是無(wú)序的,各組合數(shù)相乘時(shí)產(chǎn)生了順序,故應(yīng)消序(除以平均組數(shù)的全排列)。
(2)“分為三組,再將這三組分給甲、乙、丙三人”,因此只要將分組方法數(shù)再乘以A33,即C26C24C22A33A33=90(種)。
(3)先分組,方法是C16C25C33,那么還要不要除以A33?我們發(fā)現(xiàn),由于每組的書(shū)的本數(shù)是不一樣的,因此不會(huì)出現(xiàn)相同的分法,即共有C16C25C33=60(種)分法。所以不平均分組是有序的,不需要消序。
(4)類(lèi)似(2)可以得到C16C25C33A33=360(種)。
(5)分組方法是C46C12C11=30(種),那么其中有沒(méi)有重復(fù)的分法呢?我們發(fā)現(xiàn),其中兩組的書(shū)的本數(shù)都是一本,因此這兩組有了順序,而與四本書(shū)的那一組,由于書(shū)的本數(shù)不一樣,不可能重復(fù)。所以實(shí)際分法是C46C12C11A22=15(種)。所以局部平均分組應(yīng)局部消序。
(6)類(lèi)似(2)可以得到C46C12C11A22A33=90(種)。
對(duì)于分配問(wèn)題做到先分組,再分配。
類(lèi)似的問(wèn)題比如:
例2 12本不同的書(shū)分給甲、乙、丙三人按下列條件,各有多少種不同的分法?
(1)一人三本,一人四本,一人五本;
(2)甲三本,乙四本,丙五本;
(3)甲兩本,乙、丙各五本;
根據(jù)上面例題的分析容易得出答案:
(1)C312C49C55·A33
(2)C312C49C55
(3)C212C510C55
下面再看幾個(gè)分配問(wèn)題的變形問(wèn)題:
例3 四個(gè)不同的小球放入編號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)盒子中,恰有一個(gè)空盒的放法有多少種?
分析 恰有一個(gè)空盒,則另外三個(gè)盒子中小球數(shù)分別為1,1,2。實(shí)際上可轉(zhuǎn)化為先將四個(gè)不同的小球分為三組,兩組各1個(gè),另一組2個(gè),分組方法有C14C13C22A22(種),然后將這三組(即三個(gè)不同元素)分配給四個(gè)小盒(不同對(duì)象)中的3個(gè)的排列問(wèn)題,即共有C14C13C22A22A34=144(種)。
例4 有甲、乙、丙三項(xiàng)任務(wù),甲需2人承擔(dān),乙、丙各需1人承擔(dān),從10人中選派4人承擔(dān)這三項(xiàng)任務(wù),不同的選法有多少種?
分析 先考慮分組,即10人中選4人分為三組,其中兩組各一人,另一組二人,共有C110C19C28A22(種)分法。再考慮排列,甲任務(wù)需2人承擔(dān),因此2人的那個(gè)組只能承擔(dān)甲任務(wù),而一個(gè)人的兩組既可承擔(dān)乙任務(wù)又可承擔(dān)丙任務(wù),所以共有C110C19C28A22A22=2520(種)不同的選法。
例5 設(shè)集合A={1,2,3,4},B={6,7,8},A為定義域,B為值域,則從集合A到集合B的不同的函數(shù)有多少個(gè)?
分析 由于集合A為定義域,B為值域,即集合A、B中的每個(gè)元素都有“歸宿”,而
集合B的每個(gè)元素接受集合A中對(duì)應(yīng)的元素的數(shù)目不限,所以此問(wèn)題實(shí)際上還是分組后分
配的問(wèn)題。先考慮分組,集合A中4個(gè)元素分為三組,各組的元素?cái)?shù)目分別為1,1,2,則
共有C14C13C22A22(種)分組方法。再考慮分配,即排列,再乘以A33,所以共有C14C13C22A22A33=36(個(gè))不同的函數(shù)。
總之,掌握上述方法,就能順利解決任何分配問(wèn)題。而且,學(xué)會(huì)了分配問(wèn)題,還能將一些其他的排列組合問(wèn)題轉(zhuǎn)化為分配問(wèn)題來(lái)解決。