解排列组合问题的利器之一：“隔板法”

解排列组合问题的利器之一：“隔板法”

赵善辉

赵善辉（山东省齐河县职业中专山东德州251114）

排列、组合是历年对口高考必考内容之一,它联系实际,生动有趣,题型多样,思路灵活。教材中出现的解决这类问题常见的方法有插空法、捆绑法、排除法等，本文在这里介绍教材里没有出现的一种方法——隔板法。

隔板法可解决相同元素的分配问题，在相同元素之间插入隔板来达到分配的目的，它强调的是分配之后每组元素的个数,而与每一组包含哪几个元素无关。

【例1】把8个相同的篮球任意分给甲乙丙丁四所学校，每所学校至少一个，有多少种不同的分法？

解析：可把8个相同的篮球排成一列，8个篮球中间有7个空隙（不包括两端），用3个隔板分别插在7个空隙中，把8个篮球分成4组，例如OOIOOOIOIOO依次分配给甲乙丙丁四所学校的篮球数为2、3、1、2，所以每一种分隔法都对应了一种分法,于是分法种数为C73=35。

上述问题还可以转化为方程x1+x2+x3+x4=8的正整数解的个数，方程的一组解（x1，x2，x3，x4）对应一种分配方案，有8个1排成一列，中间有7个空隙（不包括两端），7个空隙中选出3个分别插入3个“+”，8个1被分成4组，每种插入方法对应着方程的一个解，此方程正整数解的个数为C73=35。

【例2】把8个相同的篮球任意分给甲乙丙丁四所学校，有多少种不同的分法？

解析：设分给甲乙丙丁四所学校的篮球数分别为x1、x2、x3、x4，方程x1+x2+x3+x4=8（x1∈N，x2∈N,x3∈N，x4∈N）解的个数即为分配方案的种数，（x1+1）+（x2+1）+（x3+1）+（x4+1）=8+1+1+1+1=12。

设x1+1=y1，x2+1=y2，x3+1=y3，x4+1=y4，

y1+y2+y3+y4=12（y1∈N，y2∈N，y3∈N，y4∈N）

两个方程解的个数相同，由【例1】中的方法知，第二年方程的解有C113=165个，方程x1+x2+x3+x4=8（x1∈N，x2∈N,x3∈N，x4∈N）解的个数为C113=165，所以有165种分法。

可用借球法这样解释：本题中有的学校可能没分到球，先借4个球分别给4个学校，以上问题变成了：12个相同的篮球任意分给甲乙丙丁四所学校，每所学校至少一个，有多少种不同的分法？用隔板法可得有C113=165种分配方案。

隔板法在解题过程中带有一定的格式化、程序化,可使解题过程简单明了、快捷准确，但任何一种方法都不是包治百病的灵药，在解决具体问题时还应灵活掌握，各种方法综合运用。

以下几题，同学们可小试牛刀。

练习：（1）把20台电脑分给18个村，要求每村至少分一台，共有多少种分配方法?

A.190B.171C.153D.19

（2）（a+b+c+d）10的展开式中共有多少项？

（3）在所有的三位数中，各位数字之和是19的数共有多少个？

答案：（1）B(2)C143=364(3)C102=45

【分析】三位数的数字和等于19，这个三位数的三个数字不可能有0。可以想象成19个1排成一排，中间插2个木板，分成三部分，这三部分的和肯定等于19。第一部分是百位上的数字，第二部分是十位上的数字，第三部分是个位上的数字。但是每一部分有可能大于9，不能作为一个三位数的某一个位上的数字，找一个新的三位数，新三位数的每一位加原来三位数的对应位的数字都等于10（百位数字加百位数字，十位数字加十位数字，个位数字加个位数字）。新三位数和老三位数是一一对应的，有多少个这样的新三位数就有多少个这样的老三位数。新三位数的数字和等于30-19=11，可以用“隔板法”，就不会出现上面的问题了。