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隔板模型是一个组合数学中的经典问题,用于解决将相同元素分配给不同对象的问题。下面是隔板模型的基本公式及其计算方法:
隔板模型公式
将 ( n ) 个相同的元素分配给 ( m ) 个不同的对象,每个对象至少分得一个元素,分配方法的总数为:
[
binom{n-1}{m-1}
]
公式解释
( n ) 是要分配的相同元素的总数。
( m ) 是接收元素的不同的对象的数目。
( binom{n-1}{m-1} ) 是从 ( n-1 ) 个空隙中选择 ( m-1 ) 个位置插入隔板的组合数。
应用条件
所有元素必须完全相同。
所有元素必须分完,不允许有剩余。
每个对象至少分到一个元素,不允许有对象分不到元素。
例题
假设有 10 个相同的球,需要分给 3 个小朋友,每个小朋友至少分得一个球,有多少种分配方案?
根据隔板模型公式,我们需要从 9 个空隙中选择 2 个位置插入隔板,所以分配方案数为:
[
binom{10-1}{3-1} = binom{9}{2} = frac{9 times 8}{2 times 1} = 36
]
因此,有 36 种不同的分配方案