构思精妙 耐人寻味——一道竞赛题的背景及变通

1994年上海市高三年级数学竞赛第13题是: 在一个棱长为6cm的密封正方体盒子中放入一个半径为1cm的小球,无论怎样摇动盒子,小球在盒子中不能达到的空间的体积是______ cm~3(盒子的厚度不计)。     

一道概率题的拓展与证明

问题1设有标号为1,2,3的三个盒子和标号为1,2,3的三个小球,将这三个小球任意地放入这三个盒子,每个盒子放一个小球.若j(j=1,2,3)号球放入j号盒子,则称该球放对     

排列组合中一类“放球入盒”问题的解法

“放球入盒”问题可以分为两类.一n个不同的小球放入m个不同的盒子里例17个不同的小球放入7个不同的盒子里,有几种不同的放法?分析:先将7个小球全排列,然后依次将小球装入7个盒子里,共有A77=7!种.不能同时将球和盒子都作全排列,因为将球全排列后,每个盒子都有可能装到每个小球.例27个不同的小球放入7个不同的盒子里,恰好有一盒子是空盒,则共有几种不同的放法?分析:运用乘法原理中的分步要不重复,不遗漏.对于本题,第一步,选一盒为空,有C17种;第二步,从7个不同小球中选两个成一组,有C27种;第三步,从剩余的6个空盒中选一空盒装已选的2个球,有…     

错在哪里

题目将三个完全相同的小球随机地放入编号依次为1,2,3,4,5的盒子里,用随机变量ξ表示有球的盒子编号的最大值.（Ⅰ）求P（ξ=2）;（Ⅱ）求ξ的分布列和数学期望Eξ.这是浙江省台州市2010年一次模拟试卷中的一道考题,试卷所附的答案是：（Ⅰ）由于是＂完全相同＂的三个小球,因此,把这三个小球放入有编号的5个盒子中,其结果有三种;i）三个小球在其中的3个盒子中,有C_5~3种;ii）三个小球分别     

古典概型常见错误剖析

一、重复计算或漏算事件个数致误例1一个盒子里装有完全相同的十个小球,分别标上1,2,3,…,10这10个数字,今随机地取两个小球.(1)小球是不放回的;(2)小球是有放回的.求两个小球上的数字为相邻整数的概率.错解:随机选取两个小球,记事件A为两个小     

隔板原理在组合问题中的应用

问题　把ｎ个相同的小球放入ｍ个不同的盒子中 (ｎ ≥ｍ≥ 1) ,要求每个盒子非空 ,问有多少种不同的放法 ?这是一个常见的组合问题 ,可先将ｎ个小球排成一列 ,然后在每两个小球的ｎ- 1个空档中插入ｍ- 1块隔板 ,这样就将ｎ个小球分割成ｍ组 ,每组小球依次放入ｍ个盒子中 ,就得到Ｃｍ- 1ｎ- 1种不同放法 .我们不妨把这种方法称为“隔板原理” ,它在解决一类组合应用题时十分有用 ,试看以下几例 :例 1　某校高一年级共有 12个班级 ,现要从中选出 2 0名同学参加座谈会 ,要求每班至少有一名同学参加 ,共有多少种不同的选法 ?解　将 2 0个名额 (…     

从一道经典"重复"排列易错题谈起

问题 4个不同的小球,放入3个有编号的盒子,每个盒子至少要有1个球,则共有多少种放法? 错解 先从4个不同的小球中取3个放到每个盒子里,有A34种方法,剩下的1个可以给任意一个盒子有3种放法,共有3×A34种不同的放法.     

不妨预先放入“-1”个小球

众所周知,有一类相同元素的分配问题是可以借助“档板法”来处理的.例1将10个相同的小球分装到3个不同的盒子中,每个盒子中至少分到1个小球,共有多少种不同的分法?解析把10个小球一字排开,中间有9个空位,若从中任取2个空位插上档板,则可把这10个小球分成3份,每份至少1个小球,将每个盒子对应取其中1份,恰好满足题意的要求,所以共有C92种不同的分法.这方法虽巧,但有局限性,即有“每盒子至少分到1个小球”的要求.如果没有了这样的要求,该如何处理呢?例2将10个相同的小球分到3个不同的盒子中,共有多少种不同的分法?解析该题是在没有任何限制的…     

方程x_1+x_2+···+x_k=n的整数解的组数及其应用

先研究简单情形:不定方程x1+x2+x3=10(1)的正整数解的组数.此问题可以直观地理解为:将十个相同的小球,放入三个编了号的盒子中,要求每个盒子不空的投放方法种数.这不同于高中教材介绍的普通组合问题,但又十分常见.我们将这十个相同的小球排成一行,相邻的两球之间有一个空隙,共有9个空隙.任取两个空隙并在每个空隙中插入一个“隔板”,这两个隔板将10个小球分成三段,若从左到右各段中小球的个数依记为y1、y2、y3,则y1、y2、y3都是正整数,并且满足y1+y2+y3=10,说明有序数对(y1、y2、y3)是方程(1)的一组正整数解;反之,对于方程(1)的任意一组正整…     

这道题应该这样解

拜读了2005年《小学教学设计》第3期的《数字与数位》一文,受益匪浅。但我认为文中例3的解不是三个,而是五个。[例3]若干个同样的盒子排成一排,小明把63个同样的小球放在这些盒子里后外出。小亮从每个盒子里取出一个小球,然后把这些小球再放到小球数最少的盒子里,再把盒子重排一下。小明回来后,没有发现有人动过盒子。问:一共有多少个盒子?通过分析可知,原来那些盒子里装的小球数是一些连续的自然数(具体分析过程不再赘述,参见原文)。现在问题可转化为:将63拆成若干个连续自然数的和,一共有多少种拆法?每一种拆法有多少个加数就一共有多少个…     

巧用隔板分组法解一类分配问题

隔板分组法常常用于解决一类相同元素分给不同对象的分配问题.对有些问题来说,若能使用该方法,则可使问题化难为易,迎刃而解.下面举例说明隔板分组法的妙用.1 要求盒子中都有小球例1 把12个相同的小球放入编号为1,2,3,4的盒子中,问每个盒子中至少有1个小球的不同放法有多少种?     

主动学习数学案例的分析

例：将编号为1、2、3、4、5的5个小球放进编号为1、2、3、4、5的5个盒子中,要求只有两个小球与其所在的盒子编号相同,问有多少种不同的方法？     

不妨预先放入“-1”个小球

众所周知,有一类相同元素的分配问题是可以借助"档板法"来处理的. 例1将10个相同的小球分装到3个不同的盒子中,每个盒子中至少分到1个小球,共有多少种不同的分法?     

球·盒子模型的应用

在解决排列组合的问题时,常常碰到有关球放入盒子的问题,这类问题的变化较多,学生掌握起来比较困难,且其它一些问题可以转化为球·盒子问题,也即具有模型置换的功能,本文拟就此谈些方法.模型之一:把m个不同小球随意放入n个不同盒子.把m个不同小球随意放入n个不同盒子的问题,实质上是一个重复排列的问题,可以用乘法原理解决.第一个球有n种放法,第二个球有n种放法……第m个球有n种放法,故共有n·n……nm=nm种不同的放法.例1　五个学生报名参加数、理、化、外四门学科竞赛,每人限报一门,则报名方法有多少种?分析　五个学生类比于5个不同的小球,…     

最基本的计数问题及其解法例析

有一些基本的计数问题,只有准确熟练地掌握它们,才能进一步解决与之相关的复杂问题.一、元素不同、位置不同——先选后派【引例1】4个不同的小球(编号1,2,3,4)放入四个不同的盒子(编号1,2,3,4)中,则恰有一个空盒     

用“插板法”求解无差异元素的分配问题

无差异元素的分配问题,是排列组合问题中的基本类型,是对排列组合思想的充分体现.认真研究,大有裨益.本文将例析该类题目的类型及解法.例1将10个相同的小球分别装入4个不同的盒子中,且每盒至少一个小球,问有多少种不同的装法?     

隔板法解排列组合问题

如果将放有小球的盒子紧挨着成一行放置，便可看作成一行的小球的空隙中插入了若干隔板，相邻两块隔板形成一个“盒”．每一种插入隔板的方法对应着小球放人盒子的一种方法，此法称为隔板法．隔板法专门解决相同元素的分配问题．     

巧用余数解题

我们知道:整数。被正整数b除时,若商数为q、余数为二,则有a一bq+二(o毛二<〔b).下面的几道竞赛题,是用余数来解的例子. 例1放有小球的1 997个盒子从左到右排成一行,如果最左边的盒里有8个小球,且每四个相邻的盒里共有30个小球,那么最右边的盒子里有个小球. (1997年“希望杯”初一数学邀请赛题) 解设从左到右1997个盒子的小球数依次为“1,口2一CZ3,二’,虎1 996一倪l, 97·依题意有。,+。2十倪。+。、一30, ‘:十反。+“、十“5一30. 由以上两个等式,显然有。l一晰.‘ 同理里,。5=。9,“。一。,3,。,3~。1;,…, 所以。l一。:一。。一。13一…     

解组合问题的一个重要模型

r 个无区别的小球分别放入 n 个不同的盒子中,每个盒子所放球数不加限制,其放法总数为:G_(n r-1)~r.在解一些组合问题时经常用到这一结论,我们可以把这个结论看成一个模型,即“球·盒子模型”,利用这个模型我们可以很方便地解决一些组合问题.首先证明这个结论.考察 n 1个1和个 r     

让孩子享受新数学

“数学啊,真好玩!能看,能说,还能摸!”教学“小猫钓鱼”时,要认识“0”,于是,我为每组孩子准备了三个盒子:红盒子里有2个小球,蓝盒子里有1个小球,