本题导读
本题考查排列组合中的元素不均匀分配问题。通过对 3 名教师去 6 所学校且“每校至多 2 人”这一容斥限制条件,要求学生通过严谨的分类讨论策略,实现计数模型的精准构建。
📌【题干】
Question
(2007年陕西卷(理)) 安排 3 名支教教师去 6 所学校任教,每校至多 2 人,则不同的分配方案共有 种.(用数字作答)
🔍【思路分析】
破题导航
- 状态分类:由于教师总数仅 3 人,满足“每校至多 2 人”的分配模式只有两种情况:
- 情况一:3名教师去3所不同的学校,每校1人(即“1, 1, 1”结构);
- 情况二:有2名教师打包去同一所学校,剩下1名教师去另一所学校(即“2, 1”结构)。
计算汇总:对两种独立情况分别运用排列组合公式计算出方案数,最后利用分类加法原理求和。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
根据“每校至多 2 人”的限制,将 3 名教师的分配方案分为两类:
第一类方案:3名教师各去一所不同的学校(每校1人). 先从 6 所学校中选出 3 所,再将 3 名教师进行全排列: 方法数为 种.
第二类方案:有2名教师去同一所学校,另1名教师去另一所学校(一校2人,一校1人). 先从 3 名教师中选出 2 人合为一个组:方法数为 种; 此时变为 2 个元素实体(一个双人组,一个单人项),分配到 6 所学校中的 2 所不同的学校: 方法数为 种. 则第二类方案总数为 种.
由分类加法计数原理可知,总的分配方案种数为: 种.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:有限元素的分类分配模型,排列组合基本公式的混合交叉应用。
核心方法:不重不漏的分类讨论法。
避坑指南:容易忽略“2, 1”分组时,分出来的两个实体(双人组与单人项)是互不相同的,放入学校时属于排列 而非组合 ;同时要警惕分类界限模糊导致重复计数。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题源于教材中排列组合综合应用章节中关于“分组与分配”问题的演变题型,是高考考查概率统计前置排列组合基本功的压轴填空题。
结论推广:对于 个不同元素分配到 个不同位置且满足容斥边界的问题,通用解法是依据整数拆分原理(Integer Partition),先将 拆分为符合边界的各项整数和,再通过组合数进行“先分组、后分配”的标准两步走代数运算。
🔗【关联脉络】
Multi column