排列组合综合
——不同元素的分组、分配问题
(1)能够分析事件如何完成,并从不同角度解决同一个问题.
(2)学会解决计数中的一类特殊问题:不同元素的分组、分配问题.
例1六本不同的书
(1)平均分成三堆,问有多少种分法?
不同元素的分组问题
分析:每堆两本,分三步完成,
第一步从六本中任取两本作为第一堆,有 种取法,
第二步从剩下的四本中任取两本作为第二堆,有 种取法,
第三步剩下的两本作为第三堆,有 种取法.
据分步乘法原理,分堆方法数是 种.
思考:这样分堆会有重复吗?
例1六本不同的书
(1)平均分成三堆,问有多少种分法?
不同元素的分组问题
思考:这样分堆会有重复吗?
怎么样才能去掉重复的分堆呢?
答:这样分堆会造成重复分堆,例如可以假设这六本书编号为1,2,3,4,5,6号,先取两本,取到3,4作为第一堆,再取5,6两本作为第二堆,剩下1,2作为第三堆,这是一种分堆的方法.
然后第二次分堆时,先取到1,2作为第一堆,再取到5,6作为第二堆,剩下3,4作为第三堆,很显然这种分堆方法跟第一种分堆方法是一样的.而且继续下去,这种分堆方法会重复3次,即 次.
6次只算1次,可以除以 得到,所以六本不同的书,平均分成三堆,
最后的分堆方法数是 种.
分析:例如,可以假设这六本书编号为1,2,3,4,5,6号,先取四本,取到1,2,3,4作为第一堆,再取到5作为第二堆,剩下6作为第三堆,这是一种分堆的方法。然后第二次分堆时,先取到1,2,3,4作为第一堆,再取到6作为第二堆,剩下5作为第三堆,这两种分堆方法是一样的,所以有重复.会重复几次呢?
例1六本不同的书
(2)如果按照4,1,1分成三堆,问有多少种分法?
不同元素的分组问题
分析:同样分三步,先取4本,再取1本,剩1本,所以有 种分法.
思考:这样分堆会有重复吗?
怎么样才能去掉重复的分堆呢?
我们观察发现会重复两次,原因是5与6那两堆.按照先5作为一堆后6作为一堆与先6一堆后5作为一堆是一样的分堆方法.1,2,3,4因为个数跟他们个数不一样,所以不会产生重复,所以按照4,1,1分堆,有种分法 .
元素个数相同的堆之间一般会有重复,比如第一问中的均分,每堆有两个元素,堆之间会有重复问题,还有就是第二问中4,1,1的1,1两堆之间会有重复.
思考:什么样的分堆会有重复呢?
例1六本不同的书
(1)平均分成三堆,问有多少种分法?
(2)如果按照4,1,1分成三堆,问有多少种分法?
不同元素的分组问题
例1六本不同的书
(3)如果按照3,2,1分成三堆,问有多少种分法?
解:有 种分法.
不同元素的分组问题
例2六本不同的书
(1)平均分给三个同学,问有多少种分法?
不同元素的分组与分配问题
法1:边取边分,有 种分法.
法2:分析,可以考虑先分组, 再分配给三个同学,所以
有 分法.
不同元素的分组与分配问题
例2六本不同的书
(2)如果按照4,1,1分给三个同学,问有多少种分法?
(3)如果按照3,2,1分给三个同学,问有多少种分法?
解:先分组,后分配
解:先分组,后分配
解:可以考虑,先分组,再分配.
分组可以按2,2,2分,4,1,1分,3,2,1分,所以有
(4)分给三个同学,每个同学至少有一本,问有多少种分法?
练习1
1. 当前新冠肺炎疫情形势依然严峻,防控新冠肺炎疫情需常态化为加大宣传力度,提高防控能力,某县疾控中心拟安排某4名医务人员到流动人口较多的某3个乡镇进行疫情防控督查,每个医务人员只去一个乡镇,每个乡镇至少安排一名医务人员,则不同的安排方法共有___种.
2.将5位同学分配到三个班,每班至少一人,共有多少种不同的分配方法?
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不同元素的分组与分配问题
(1)完全平均分组:在分组时,每组元素的个数都相等.
①只分组无分配时,需要除以这几组的“全排列”,以确保消去重复;
②分组且分配时,一种方法是先分组再分配;另一种方法是可以用分步乘法
计数原理解题.
(2)部分平均分组:在分组时,每组的个数是不均等的,而是有一部分个数相同.
需要除以相同的组的“全排列”,保证没有重复.
(3)非平均分组:每组所要分的元素个数是不相同的.这种分组不考虑重复现象。
解题思想:先分组、后分配