把m个同样的苹果放在n个同样的盘子里,允许有的盘子空着不放,问共有多少种不同的分法?(用k表示)5,1,1和1,5,1 是同一种分法
时间: 2023-06-01 11:01:44 浏览: 296
### 回答1:
这是一个经典的组合问题,可以使用插板法来解决。
假设有m个苹果和n个盘子,我们可以用n-1个板子将这m个苹果分成n组,每组表示放在一个盘子里的苹果数。
例如,当m=5,n=3时,可以用4个板子将5个苹果分成3组:
OO|OOO|O
表示第一个盘子放了个苹果,第二个盘子放了3个苹果,第三个盘子放了1个苹果。
根据插板法,共有C(m+n-1, n-1)种不同的分法,其中C表示组合数。
但是,题目中要求同样的分法只算一种,因此需要去重。具体来说,对于每种分法,我们可以将苹果数从小到大排序,这样就可以保证同样的分法只出现一次。
例如,对于5个苹果分成1,1,3和3,1,1这两种分法,排序后都变成了1,1,3,因此只算一种。
综上所述,共有C(m+n-1, n-1) / n种不同的分法,其中/ n是因为需要去重。
### 回答2:
这个问题可以用数学知识来解决,具体来说是通过排列组合的方法来求解。
首先,我们可以考虑将这m个苹果放到n个盘子里面,不考虑空盘子的情况下,总共有多少种放法。这可以用经典问题“放球问题”来解决,即将m个球放入n个不同盒子的方案数。根据分配原理,这个方案数为:
C(m+n-1, n-1)
其中,C表示组合数,表示从m+n-1个元素中选择n-1个元素的组合数。
接下来考虑有空盘子的情况。我们可以用插板法来解决这个问题,即将n个盘子之间放置n-1个板子,其中第k个板子表示第k个盘子之前(不包括第k个盘子)有多少个盘子被占用了。显然,每个板子可以放在n-1个位置上(包括第一个盘子和最后一个盘子的两端),因此总方案数为:
C(m+n-1, n-1) * n^(n-1)
但是,这个结果还没有考虑盘子之间的顺序,即对于一组分配方案,如果将其中两个非空盘子交换顺序,那么得到的方案是不同的。具体来说,如果将k和l两个非空盘子交换位置,则其对应的分配方案仍然是不同的,当且仅当k和l之间的所有盘子都是空盘子。因此,我们可以将n个盘子拆分成若干个“盘子块”,每个盘子块中的盘子都是相邻的且都是空盘子,盘子块之间的位置可以随意调整。显然,共有n!种不同的盘子块排列方式,因此最终方案数为:
k = (1/n!) * C(m+n-1, n-1) * n^(n-1)
综上所述,将m个苹果放到n个盘子里,允许有的盘子空着不放,共有k种不同的分法,其中k的计算公式为:
k = (1/n!) * C(m+n-1, n-1) * n^(n-1)
### 回答3:
这是一道比较典型的组合数学问题。我们可以采用“球盒问题”的思想来解决。
将m个同样的苹果放到n个同样的盘子中,可以看作在m个苹果之间放入(n-1)个隔板的问题。将盘子从左到右编号为1,2,……,n-1,为了保证至少有一个苹果放在每个盘子里,我们在m个苹果之间插入n-1个隔板,这样就可将m个苹果分成n份,每份代表每个盘子里的苹果数。
例如,假设有4个苹果和3个盘子,我们将隔板插入苹果之间,得到:
* 苹果 | 苹果 | 苹果 | 隔板 | 苹果 | 隔板 | 苹果 |
* 第1个盘子 | 第2个盘子 | 第3个盘子 |
在这个排列中,第1个盘子里有3个苹果,第2个盘子里有1个苹果,第3个盘子里有0个苹果。
因此,问题就变成了将m个苹果和(n-1)个隔板进行排列的问题。总的方案数k就是(m+n-1)个物体进行排列,其中m个苹果和(n-1)个隔板相同,因此方案数为:
k = (m+n-1)! / (m!*(n-1)!)
需要注意的是,对于任意的排列,如果其中有两个盘子的苹果分布完全相同,那么这两种排列就是等价的。因此,我们需要将所有等价的排列视为同一种分法。
综上所述,将m个苹果放入n个盘子中的不同分法数为:
k' = (m+n-1)! / (m!*(n-1)!) / n
其中,除以n是为了将所有等价的排列视为同一种分法。
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