题目
现有8箱不同的礼品,随机从中抽出4箱分别发给甲乙两个班级各2箱,那么一共有( )种不同的方案。A. 420B. 80C. 140D. 320
现有8箱不同的礼品,随机从中抽出4箱分别发给甲乙两个班级各2箱,那么一共有( )种不同的方案。
A. 420
B. 80
C. 140
D. 320
题目解答
答案
A. 420
解析
本题考查排列组合的知识,解题思路是先从$8$箱礼品中选出$4$箱,再将选出的$4$箱平均分成两组分别发给甲乙两个班级。
步骤一:从$8$箱礼品中选$4$箱
从$n$个不同元素中取出$m$个元素的组合数记为$C_{n}^m$,其计算公式为$C_{n}^m=\frac{n!}{m!(n - m)!}$。
从$8$箱不同的礼品中随机抽出$4$箱,即$n = 8$,$m = 4$,那么选法有$C_{8}^4$种。
根据组合数公式可得:
$\begin{align*}C_{8}^4&=\frac{8!}{4!(8 - 4)!}\\&=\frac{8\times7\times6\times5}{4\times3\times2\times1}\\&=70\end{align*}$
步骤二:将选出的$4$箱平均分成两组分别发给甲乙两个班级
将$4$箱礼品平均分成两组,有$\frac{C_{4}^2C_{2}^2}{A_{2}^2}$种分法。这里除以$A_{2}^2$是因为这两组的顺序是无关的,避免重复计算。
- 先从$4$箱中选$2$箱给甲班,有$C_{4}^2$种选法,根据组合数公式可得:
$\begin{align*}C_{4}^2&=\frac{4!}{2!(4 - 2)!}\\&=\frac{4\times3}{2\times1}\\&=6\end{align*}$ - 剩下$2$箱自然给乙班,有$C_{2}^2 = 1$种选法。
- 而$A_{2}^2 = 2\times1 = 2$。
所以将$4$箱礼品平均分成两组的分法有$\frac{C_{4}^2C_{2}^2}{A_{2}^2}=\frac{6\times1}{2}= 3$种。
步骤三:计算总的方案数
根据分步乘法计数原理:完成一件事需要$n$个步骤,做第$1$步有$m_1$种不同的方法,做第$2$步有$m_2$种不同的方法……做第$n$步有$m_n$种不同的方法,那么完成这件事共有$N = m_1\times m_2\times\cdots\times m_n$种不同的方法。
所以总的方案数为从$8$箱中选$4$箱的方法数乘以将$4$箱平均分成两组的方法数,即$70\times3 = 210$种。
但是这里我们可以换一种思路,先从$8$箱中选$2$箱给甲班,再从剩下的$6$箱中选$2$箱给乙班。
- 从$8$箱中选$2$箱给甲班,有$C_{8}^2$种选法,根据组合数公式可得:
$\begin{align*}C_{8}^2&=\frac{8!}{2!(8 - 2)!}\\&=\frac{8\times7}{2\times1}\\&=28\end{align*}$ - 从剩下的$6$箱中选$2$箱给乙班,有$C_{6}^2$种选法,根据组合数公式可得:
$\begin{align*}C_{6}^2&=\frac{6!}{2!(6 - 2)!}\\&=\frac{6\times5}{2\times1}\\&=15\end{align*}$
根据分步乘法计数原理,总的方案数为$C_{8}^2\times C_{6}^2 = 28\times15 = 420$种。