挡板法即在n个元素(n-1个空)中插入k-1个板子,把这n个元素分成k组,方案数为$C_{n-1}^{k-1}$(每组至少一个元素)
例1:
把10个相同的小球放入3个箱子,每个箱子至少一个,问有几种情况?
或求方程 x+y+z=10的正整数解的个数
答案:$C_{10-1}^{3-1}$=$C_{9}^{2}$
例2:
把10个相同的小球放入3个箱子,每个箱子可以不放,问有几种情况?
或求方程 x+y+z=10的非负整数解的个数
我们假设给每个箱子各添一个球,问题就转化为与例1相同的问题:
把13个相同小球放入3个不同箱子,每个箱子至少一个,有几种情况?
答案:$C_{12}^{2}$
好了,进入正题:(体会思想)
添元素挡板法
例3:
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,第三个箱子可以不放球,有几种情况?
先给第3个箱子添一个球,再从10个球中拿出2个放入第1个箱子,则问题又转化为例1:
把9个(10+1-2)相同小球放入3个不同箱子,每个箱子至少一个,有几种情况?
答案:$C_{8}^{2}$
例4:
将20个相同的小球放入编号分别为1,2,3,4的四个盒子中,要求每个盒子中的球数不少于它的编号数,求放法总数。(减少球数用隔板法)
先从20个球中拿出6个分为1,2,3个分别放在2,3,4四个盒子内,则问题变为(又是例1):
把14个相同小球放入4个不同箱子,每个箱子至少一个,有几种情况?
答案:$C_{13}^{3}$
例5:
有一类自然数,从第三个数字开始,每个数字都恰好是它前面两个数字之和,直至不能再写为止,如257,1459等等,这类数共有几个?
性质:(1)前两位确定一个数 (2)设前两位为a,b,则a+b<=9,且a不为0
所以只需要找前两位满足(2)的有几种情况
然后我就错误的把问题转化为:把9个1分成两部分,前一部分>=1,后一部分可为0 ==> 把9个小球放入两个箱子,第一个至少一个,第二个可以不放 ==> 变为例3,答案$C_{9}^{1}$ 想想这题和例3有什么区别? 嗯,例3必须把10个小球全部放入,而本题是<=9
所以 怎么做?
想法1:我们添一个箱子c,则问题转化为:把9个小球放入3个箱子,第一个箱子a至少1个,第二第三个箱子b,c可以不放
这样就同例3了,给第2,3个箱子每个先添1个球,问题变为:把11个小球放入3个箱子,每个箱子至少一个
想法2:我们假设在9个1中插入两个板子,分成3组,第一组为a,第二组为b,但此时b一定>=1,且a+b<=8,
所以我们把9扩大到10,则a+b<=9成立,但此时b一定>=1,
那我们就再扩大,把10变成11,当第1个板子插在9和10中间时,a=9,b本应为1,但你只选取前9位的答案,所以把b看作0
(即下面的添板挡板法)
答案:$C_{10}^{2}$
添板挡板法
附上dalao的上一题添板挡板法的解释:
显然a+b<=9 ,且a不为0 1 -1- 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 - - 1代表9个1,-代表10个空位 (第一个没有因为a不能为0),
我们可以在这9个空位中插入2个板,分成3组,第一组取到a个1,第二组取到b个1,但此时第二组始终不能取空,
若多添加第10个空时,设取到该板时第二组取空,即b=0,所以一共有 c(10,2)=45
懂了?
选板法
例6:
有10粒糖,如果每天至少吃一粒(多不限),吃完为止,求有多少种不同吃法?
10粒糖,9个空,插9个板,每个板选择放或不放
答案:$2^9$
分类插板法
例7: