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数学
题目

将4个不同的球放入4不同的盒子中则至少有100种放法。(1)恰有一个空盒子 (2)恰有 2 个 空盒子A. 条件(1)充分,但条件 ( 2 ) 不充分 B.条 件(2) 充分但条件(1) 不充分 C.条 件 (1)和条件(2)单独都不充分,但条件 ( 1 ) 和条件(2)联合起来充分 D. 条 件(1)充分条件 (2)也充分E. 条件(1)和条件(2)单独都不充分,条件(1)和条件(2)联合起来也不充分

将4个不同的球放入4不同的盒子中则至少有100种放法。

(1)恰有一个空盒子 

(2)恰有 2 个 空盒子

A. 条件(1)充分,但条件 ( 2 ) 不充分 

B.条 件(2) 充分但条件(1) 不充分 

C.条 件 (1)和条件(2)单独都不充分,但条件 ( 1 ) 和条件(2)联合起来充分 

D. 条 件(1)充分条件 (2)也充分

E. 条件(1)和条件(2)单独都不充分,条件(1)和条件(2)联合起来也不充分

题目解答

答案

A. 条件(1)充分,但条件 ( 2 ) 不充分 

解析

考查要点:本题主要考查排列组合中的分组分配问题,涉及斯特林数的应用及条件充分性的判断。

解题核心思路:

  1. 条件(1):恰有一个空盒子。需计算将4个球放入3个盒子且每个盒子至少1个球的放法数。
  2. 条件(2):恰有两个空盒子。需计算将4个球放入2个盒子且每个盒子至少1个球的放法数。
  3. 关键点:通过斯特林数计算非空分组数,再乘以盒子排列数,最后结合空盒选择数,判断是否满足“至少100种”。

破题关键:

  • 斯特林数的应用:斯特林数$S(n,k)$表示将$n$个不同元素分成$k$个非空子集的方式数,需注意盒子是有区别的,因此需乘以$k!$。
  • 组合数计算:空盒的选择数需通过组合数计算。

条件(1):恰有一个空盒子

  1. 选择空盒子:从4个盒子中选1个为空,有$C(4,1)=4$种方式。
  2. 分配球到3个盒子:将4个球分配到3个盒子,每个盒子至少1个球。
    • 斯特林数$S(4,3)=6$,表示分组方式数。
    • 每组对应3个盒子的排列,需乘以$3!$,总方式数为$6 \times 6 = 36$种。
  3. 总放法数:$4 \times 36 = 144$种,满足至少100种,故条件(1)充分。

条件(2):恰有两个空盒子

  1. 选择空盒子:从4个盒子中选2个为空,有$C(4,2)=6$种方式。
  2. 分配球到2个盒子:将4个球分配到2个盒子,每个盒子至少1个球。
    • 斯特林数$S(4,2)=7$,表示分组方式数。
    • 每组对应2个盒子的排列,需乘以$2!$,总方式数为$7 \times 2 = 14$种。
  3. 总放法数:$6 \times 14 = 84$种,不足100种,故条件(2)不充分。

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