圣代冰淇淋
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组合
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高中数学 -- 2022年01月28日

摘要
有多少口味的圣代冰淇淋可以选?
组合数
假设 5 张红牌和 2 张黑牌排成一排. 如果所有的红牌都无法区分,所有的黑牌都无法区分,那么有多少种方法可以将它们排成一排?
我们可以把这个问题想象成有 7 个位置可以放置卡片. 如果我们为 2 张黑牌选择 2 个位置,则其他位置应正好被 5 张红牌占据.
因此,原问题即转化为求将 2 张黑牌放入 7 个位置的方法的数量,即.
球罐模型
小明正在将 10 个相同的弹珠倒入三个分别为红色、黄色和蓝色的花瓶中. 那么有多少种方式可以将弹珠放到花瓶里(允许花瓶有空瓶)?
这是一个典型的球罐模型问题. 我们用10个小球表示10个弹珠,将其排成一排.
然后用两块分隔板,放入小球中,如图是一种分配方案,3个花瓶中分别放有2,4,4个弹珠.
也就是将10个相同的小球和2块相同的分隔板排成一排,第一个分隔板的左侧代表放入红色花瓶的弹珠数,第2个分隔板左侧的弹珠代表放入绿色花瓶的弹珠数,右侧的代表放入蓝色花瓶的弹珠数.
按照这样的操作方法分配,共有种分配方案.
如果我们设3个花瓶中的弹珠数分别是,那么原问题也可以转化为求解方程
有多少个非负整数解.
也就是说方程的非负整数解的个数为
.
一般的,将n个相同的小球分配到m个不同的罐子中,共有种方式.
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题目
一家冰淇淋店的圣代可以从6种不同的配料(坚果,巧克力,饼干,草莓,蓝莓,芒果)中选择最多四种配料,配料允许重复, 那么一共可以制作出 __________种不同的圣代.
选项
提交



由于配料的数量可取
或
. 不妨在6种配料外增加一个额外的配料, 称为 "空白". 当选择 "空白 "时, 圣代中不会添加任何东西.
这样问题就变成了从7种配料中选择4种(允许重复)的组合问题.
也可以看成是不定方程
非负整数解的个数问题. 其中
表示第
种配料选择的次数.
这个问题可以用球罐模型来解决.
即有7个罐子放置4个小球的问题, 也就是将6块隔板和4个小球排成一排.
因此共有
例如, 下图表示选择了第2,3,4,5种配料各1份.