文档介绍:一 提出分组与分配问题,澄清模糊概念
n个不同元素按照某些条件分配给k个不同得对象,称为分配问题,分定向分配和不定向分配两种问题;
将n个不同元素按照某些条件分成k组,称为分组问题。
分组问题有不平均分组、平均分组、和部分平均分组三种情况。
分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同是不区分的;而后者即使2组元素个数相同,但因对象不同,仍然是可区分的。对于后者必须先分组后排列。
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二 基本的分组问题
例1 六本不同的书,分为三组,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?
(1)每组两本(均分三堆)15
(2)一组一本,一组二本,一组三本60
(3)一组四本,另外两组各一本15
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分析:
(1)分组与顺序无关,是组合问题。分组数是C62*C42*C22=90(种)
这90种分组实际上重复了6次。
我们不妨把六本不同的书标上1、2、3、4、5、6六个号码。
考察以下两种分法:(1,2)(3,4)(5,6)与(3,4)(1,2)(5,6),由于书是均匀分组的,三组的本数一样,又与顺序无关,所以这两种分法是同一种分法。以上的分组方法实际上加入了组的顺序,因此还应取消分组的顺序,即除以组数的全排列数A33=6,所以分法是 90/6=15(种)。
(2)先分组,方法是C61*C52*C33=60 ,那么还要不要除以A33?我们发现,由于每组的书的本数是不一样的,因此不会出现相同的分法,即共有 =60(种) 分法。
(3)分组方法是C64*C21*C11=30(种)
其中有没有重复的分法?我们发现,其中两组的书的本数都是一本,因此这两组有了顺序,而与四本书的那一组,由于书的本数不一样,不可能重复。所以实际分法是C64*C21*C11/A22=15(种)。
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通过以上三个小题的分析,我们可以得出分组问题的一般方法。
结论1: 一般地,n个不同的元素分成p组,各组内元素数目分别为m1 ,m 2,…,mP ,其中k组内元素数目相等,那么分组方法数是
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三 基本的分配的问题
1定向分配问题
例2 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配方法?
(1) 甲两本、乙两本、丙两本.
(2) 甲一本、乙两本、丙三本.
(3) 甲四本、乙一本、丙一本.
分析:由于分配给三人,每人分几本是一定的,属分配问题中的定向分配问题,由分布计数原理不难解出:
(1)C62*C42*C22=90(种)
(2)C61*C52*C33=60(种)
(3)C64*C21*C11=30(种)。
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2不定向分配问题
例3 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,求在下列条件下各有多少种不同的分配 方法?
(1) 每人两本
(2) 一人一本、一人两本、一人三本
(3) 一人四本、一人一本、一人一本
分析:此组题属于分配中的不定向分配问题,是该类题中比较困难的问题。由于分配给三人,同一本书给不同的人是不同的分法,所以是排列问题。实际上可看作“分为三组,再将这三组分给甲、乙、丙三人”,
因此只要将分组方法数再乘以A33=6 ,即
(1)15*6=90(种)
(2)60*6=360(种)
(3)15*6=90(种)。
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结论2. 一般地,如果把不同的元素分配给几个不同对象,并且每个不同对象可接受的元素个数没有限制,那么实际上是先分组后排列的问题,即分组方案数乘以不同对象数的全排列数。
解不定向分配题的一般原则:先分组后排列。
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例4 六本不同的书,分给甲、乙、丙三人,每人至少一本,有多少种分法?
分析:六本书和甲、乙、丙三人都有“归宿”,即书要分完,人不能空手。因此,考虑先分组,后排列。先分组,六本书怎么分为三组呢?有三类分法(1)每组两本(2)分别为一本、二本、三本(3)两组各一本,另一组四本。所以根据加法原理,分组法是 + +
=90(种)。再考虑排列,即再乘以 。所以一共有540种不同的分法。
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例6 有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法有多少种?
分析:先考虑分组,即10人中选4人分为三组,其中两组各一人,另一组二人,共有C10 4*C42(种)分法。再考虑排列,甲任务需2人承担,因此2人的那个组只能承担甲任务,而一个人的两组既可承担乙任务又可承担丙任务,全排。
共C10 4*C