解决至少与至多问题的根本思路是整体分类,局部分步的思路,但当类别较多时,也可以采用间接法来考虑,利用间接法解决问题时要注意不满足条件的情况有几种,每一种不满足条件的情况如何计算;同时要注意正确理解至少与至多的真正含义.
【例1】 将5本不同的书分给3人,每人至少1本,有几种不同的分法?
【思考与分析】 每人至少1本可以分成1人1本,其余两人各2本和1人3本,其余两人各1本两种情况,对这两种情况分别求解再求和即可.
解一: 每人至少1本,则出现两种情况:
(1)1人1本,其余两人各2本,先将5本书分成三份,再把这3
份分给三个不同的人,则
(2)1人3本,其余两人各1本,先将5本书分成三份,再把这3份分给三个不同的人,则
=60.共有
=150(种)不同的分法.
解二:甲、乙、丙三人只可能是1+2+2,2+2+1,2+1+2三种情况和1、1、3的排列所以有122221C5C4C5C3C5C390,与=60,共150种。
【小结】 在每一类中,都采用了先取元素分份,然后再将三份分给三个人的方法,体现了向基本类型转化的思路,此题若用间接法,就会很复杂.
【例2】 从7名男生和5名女生中选出5人组成代表队,其中最多有3名男生,则不同的选法种数有多少?
【思考与分析】 可以采用分类讨论求解也可以采用间接法求解.
方法1: 分类讨论
被选出的5人中最多有3名男生,则出现4类:
(1)3名男生和2名女生共有
的选法;(3)1名男生和4名女生共有种不同的选法;(2)2名男生和3名女生共有种不同的选法(4)5名女生共有种不同的选法, 种不同 由分类计数原理可得:不同的选法共有:
方法2: 间接法
从7名男生和5名女生中任选出5人共有596(种)排法. 种不同的方法,不满足条件的共有下列两种情况:(1)4名男生和1名女生共有种不同的选法;(2)5名男生共有
种不同的选法,则满足条件的选法共有
=596(种).
【小结】 当分类的次数少于不满足条件的类别时,可采用分类,否则可采用间接法.分类解决比较直
接,而且在每一类中计算方便,间接法中要明确不满足条件的情况有几种,不可遗漏.
【例3】 6个人排成一排,甲、乙两人中间至少有一个人的排法有多少种?
【思考与分析】 “甲、乙之间至少有一个人”,共包括四种情况:两人之间有一个人、有两个人、有三个人、有四个人,进而转化为相邻问题或不相邻问题,分别利用“捆绑”法或“插空”法解决.
解: (1)两人之间有1个人:
(2)两人之间有2个人:=192(种); =144(种);
(3)两人之间有3个人:
(4)两人之间有4个人:=96(种); =48(种).
则不同的排法种数共有=480(种).
【小结】 此种解法虽然分类较多,但在每一类中解决的方法都不是很难,可以使用,但如果对问题中的条件进一步理解:“甲、乙之间至少有一个人”的含义实质就是甲、乙两人不相邻,从而转化为不相邻问题,很简单就可以采用插空法来处理即:种.
可见,解决至少与至多问题要注意分清至少与至多的含义,准确地把握分类标准,若正面入手,分类较多,可以从反面入手,利用间接法可以简化计算过程.
解决至少与至多问题的根本思路是整体分类,局部分步的思路,但当类别较多时,也可以采用间接法来考虑,利用间接法解决问题时要注意不满足条件的情况有几种,每一种不满足条件的情况如何计算;同时要注意正确理解至少与至多的真正含义.
【例1】 将5本不同的书分给3人,每人至少1本,有几种不同的分法?
【思考与分析】 每人至少1本可以分成1人1本,其余两人各2本和1人3本,其余两人各1本两种情况,对这两种情况分别求解再求和即可.
解一: 每人至少1本,则出现两种情况:
(1)1人1本,其余两人各2本,先将5本书分成三份,再把这3
份分给三个不同的人,则
(2)1人3本,其余两人各1本,先将5本书分成三份,再把这3份分给三个不同的人,则
=60.共有
=150(种)不同的分法.
解二:甲、乙、丙三人只可能是1+2+2,2+2+1,2+1+2三种情况和1、1、3的排列所以有122221C5C4C5C3C5C390,与=60,共150种。
【小结】 在每一类中,都采用了先取元素分份,然后再将三份分给三个人的方法,体现了向基本类型转化的思路,此题若用间接法,就会很复杂.
【例2】 从7名男生和5名女生中选出5人组成代表队,其中最多有3名男生,则不同的选法种数有多少?
【思考与分析】 可以采用分类讨论求解也可以采用间接法求解.
方法1: 分类讨论
被选出的5人中最多有3名男生,则出现4类:
(1)3名男生和2名女生共有
的选法;(3)1名男生和4名女生共有种不同的选法;(2)2名男生和3名女生共有种不同的选法(4)5名女生共有种不同的选法, 种不同 由分类计数原理可得:不同的选法共有:
方法2: 间接法
从7名男生和5名女生中任选出5人共有596(种)排法. 种不同的方法,不满足条件的共有下列两种情况:(1)4名男生和1名女生共有种不同的选法;(2)5名男生共有
种不同的选法,则满足条件的选法共有
=596(种).
【小结】 当分类的次数少于不满足条件的类别时,可采用分类,否则可采用间接法.分类解决比较直
接,而且在每一类中计算方便,间接法中要明确不满足条件的情况有几种,不可遗漏.
【例3】 6个人排成一排,甲、乙两人中间至少有一个人的排法有多少种?
【思考与分析】 “甲、乙之间至少有一个人”,共包括四种情况:两人之间有一个人、有两个人、有三个人、有四个人,进而转化为相邻问题或不相邻问题,分别利用“捆绑”法或“插空”法解决.
解: (1)两人之间有1个人:
(2)两人之间有2个人:=192(种); =144(种);
(3)两人之间有3个人:
(4)两人之间有4个人:=96(种); =48(种).
则不同的排法种数共有=480(种).
【小结】 此种解法虽然分类较多,但在每一类中解决的方法都不是很难,可以使用,但如果对问题中的条件进一步理解:“甲、乙之间至少有一个人”的含义实质就是甲、乙两人不相邻,从而转化为不相邻问题,很简单就可以采用插空法来处理即:种.
可见,解决至少与至多问题要注意分清至少与至多的含义,准确地把握分类标准,若正面入手,分类较多,可以从反面入手,利用间接法可以简化计算过程.