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研線小課堂 | 排列組合中的分房問題

排列組合是我們考試中很重要的一塊內容,也是分值占比較大的一塊。奈何這一塊的題型多變,形式復雜,出題人變著花樣玩兒我們。我們往往找不著規律,很難下手。

其中有一塊內容很有意思,大家差不多都知道答案的樣子長啥樣,但往往又容易搞混,不知具體該選擇哪一個。這就是“分房問題”。

例如:3個人隨機進入5個房間,共有多少種方法?

這種問題的答案往往是這樣的:

很多同學都能排除其他選項,但都搞不清楚,到底是應該選A還是選B?今天我們就來把這個問題好好地講講。

1,認識一個人,要多層次、多角度、多方面去觀察、思考。同樣的,我們做一種類型的題,要想搞清楚里面的門道,也要掌握不同的解題方法。

對于分房問題,因為模型比較簡單,我們打算講兩種方法。當然,每種方法,我都會用2道題來讓你深刻理解。

一、首先我們來看最正經的“分房問題”:如下

3個人隨機進入5個房間,共有多少種方法?

假設我們現在讓第一個人來選擇進入房間,那這個人有多少種進房間的選擇呢?很明顯,他有5種選擇,他想進哪個房間都可以,所以他有5種選擇方案。

根據乘法原理,第一個人選擇好以后,事情還沒有完成,我們還需要第二個人和第三個人完成選擇,也就是第2步和第3步。第2個人和第3個人都有5種選擇方案,所以最終的結果就應該是:

在這道題中,人是活的,房間是死的。人具有選擇性,而房間是被選擇的。所以誰具有選擇性,誰就應該騎在別人頭上。誰是被選擇的,誰就應該“被壓迫”。

人具有選擇性,所以人的數字應該在上面。房間不具備選擇性,所以房間的數字應該在下面。所以答案是:B。

二、上面那道題是“正宗”的“分房問題”,下面我們換個場景,換個數據來試試,看我們能否快速地做出答案。例如:

10個人坐公交車,經過8個車站,中間沒人上車,請問下車方式有多少種?

這個和上個題目很類似,其中人是具有選擇性的,站點是被選擇的,所以人的數目要“騎上去”,站點的數目要“蹲下來”,所以答案就是8的10次方。

三、其他的類似于5個學生,每人只參加1個社團,共4個社團可選;5名運動員,參與4項體育運動,只能報名一項運動,等等,都是同樣的思路。

我們來總結一下,這種方法的思路就是一句話:

誰有選擇性,誰就是上流!

2,一個問題當然不止一種解法,不同的解法適合不同的人來理解。下面我們就還拿上面的兩道題,從另一個角度來講一講。

四、仍然是最正經的“分房問題”:如下

3個人隨機進入5個房間,共有多少種方法?

我們不再用選擇和被選擇的角度,我們換一個角度。我們來這樣子思考:所有的房子能不能歸到同一個人名下(家里好幾套房子的娃兒,快閃開),當然是不能!那所有的人能不能歸到同一個房間里面呢?也就是所有的人(3個人而已)能不能進入到所有的房間里呢?是可以的,這個時候,我們就說房間是個“大吃貨”,它能把所有的人都吃到肚子里去。

人和房間比起來,房間算是“吃貨”,因為它能容納所有的人。而人在這里不是“吃貨”,因為一個人不能同時進所有的房間。

“吃貨”嘛,愛吃當然容易胖了,胖了自然就體重偏大,分量大自然就比較接地氣一點,對應的數字就在下面啦!

因為房間代表“吃貨”,所以它對應的數字5就在下面。所以答案是:5的3次方

②下面我們換個場景,換個數據來試試,看我們能否快速地做出答案。

例如:10個人坐公交車,經過8個車站,中間沒人上車,請問下車方式有多少種?

在這道題里面,一個人不能在每一個車站都下車,但是同一個車站,可以讓所有的乘客都下車,所以我們可以說,車站具有“吃貨”的性質,所以車站的數字就在下面,所以答案是8的10次方。

③其他的類似于5個學生,每人只參加1個社團,共4個社團可選;5名運動員,參與4項體育運動,只能報名一項運動,等等,都是同樣的思路。如社團是“吃貨”,體育運動是“吃貨”。

我們來總結一下,這種方法的思路就是判斷:

誰要是吃貨,誰就在下層!

品,你品,你細品!只顧著吃,不顧著學習和思考的,只能活在底層了!數學中蘊含著多么豐富的道理啊!

3,當然,上面兩個方法都很簡單,對應的題也很簡單。現在我們來一個這類題型中偏難一些的,也就是學渣容易蒙對,而學霸容易做錯的題。

看招:5個人競選3名班干部(擦黑板專員、最后一排之排長、風扇開關總管),請問有多少種方法?

這個應該是3的次方還是5的3次方?答案是

有同學不服氣了,根據老師你,您剛才講的選擇性來說,人才有選擇性,人的數字應該在上頭啊。

不是這樣的。不是說誰是活物,誰就具有選擇性的!人有時候是身不由己的!

從選擇性來說,人是不具備選擇性的,你以為你想當最后一排的排長,你就能當上啊!在這里,班干部的職位是具有選擇性的。比如風扇開關總管這個職位,我從5個人里選,我想讓誰當,誰就當。所以在這里,職位反而是具有選擇性的,所以職位的數字3應該在上頭。

那從“吃貨”角度呢?也不難理解,一個人可以同時兼任這3個職位,但是一個職位,可不能夠讓5個人都干。所以人在這里是具有“吃貨”性質的,所以人的數字5是在下面的。

其他的比如還有:5個人爭奪3項比賽的冠軍。也是同樣的道理,一個人可以同時拿3項冠軍,但一個冠軍不能是5個人都得。

4,總結一下,我們總共講了兩種思路:

誰有選擇性,誰就是上流!

誰要是吃貨,誰就在下層!

數學很枯燥,學著學著就容易惱羞成怒、心懷怨恨!因此學習過程中給自己找點樂子很有必要,這期的樂子如何?是不是講出了硬核雞湯的趕腳?歡迎點贊評論點在看!我們下期再見!

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責任編輯:tjl
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