种不同方法。所以名额分配总数是 种。
例35 6人带10瓶汽水参加春游,每人至少带1瓶汽水,有多少种不同的带法?
解:将问题转化成把10个相同的球放到6个不同的盒子里,每个盒子里至少放1个球,有多少种不同的放法?
即把排成一行的10个0分成6份的方法数,这样用5块闸板插在9个间隔中,共有 =126种。
即原问题中有126种不同带法。
例36 对正方体的8个顶点作两两连线。其中异面直线的有( )对。
A.156 B.174 C.192 D.210
分析:由于每一个三棱锥对应于3对异面直线,故可构造三棱锥,问题即特化为正方体8个顶点构成三棱锥的个数,易得异面直线有( -6-6)×3=174(对),选B。
十二、建立排列组合与集合之间的对应关系的策略
排列组合问题往往因其文字叙述抽象而使学生理解困难,在解决这类问题时,我们通常是根据加法或乘法原理将问题分类或分步逐一计算,然而由于问题的抽象性与复杂性,我们在分类或分步的过程中,经常会出现重复或遗漏的现象。如果我们运用集合与对应的思想来分析和处理这类问题,则能有效地解决上述矛盾。 例37 由数字1,2,3,4,5可以组成多少个无重复数字的
(1)1不在首位、5在末位的五位数? (2)2,3都与4不相邻的五位数?
解:(1)A={1 在首位的五位数},B={5 在末位的五位数},
则原题即求 n( )。
已知n( )=n(B)-n(A∩B),
易知n(B)= ,n(A∩B)= ,
(即1在首位,5在末位的五位数的个数),n( )= - =18,
因而满足已知条件的五位数有18个。
(2)设A={2与4相邻的五位数},B={3与4相邻的五位数},则原题即求n( )。
由摩根律、容斥原理及性质2,
有n( )=n( )=n(I-A∪B)=n(I)-n(A∪B)=n(I)-n(A)-n(B)+n(A∩B)
= =36,即有36个满足已知条件的数。
说明:其中n(I)表示由数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的五位数的个数,即它们的全排列数,n(A∩
B)表示2与4相邻且3与4相邻的五位数的个数,那么4一定排在2与3之间,且2,4,3相邻,故有 种排法。 例38 将数字1,2,3,4填入标号为1,2,3,4的四个方格里,每格填一个数,则每个方格的标号与所填数字均不同的填法有多少种?
解:设Ai(i=1,2,3,4)表示i填在标号为i的方格内,且其余格子都填满的所有填法的集体,
则原题即求n ,由摩根律及容斥原理,有
n
=n( )
=n(I)-n(A1∪A2∪A3∪A4)
=n(I)- (Ai∩Ah∩Aj)+n(A1∩A2∩A3∩A4)
= 。
即有9种填法。
说明:系数 代表从集合A1、A2、A3、A4中每次取出1个、2个、3个、4个组成交集的个数,
例39 男运动员6名,女运动员4名,其中男女队长各1人,选派5人外出比赛,在下列情形下各有多少种选派方法?
(1)队长至少有1人参加;(2)既要有队长,又要有女运动员。