现在你手里有 $3$ 个苹果、$4$ 个梨和 $5$ 个橘子,你需要从手上 $12$ 个水果中选出 $6$ 个放到水果篮中,有多少种不同的装水果篮方案( )。
这题本质是多重集组合计数,直接枚举三种水果各选几个(0-3、0-4、0-5),算出总数为6的组合数即可。
很多学生看到'组合'就下意识用C(12,6),忽略了同种水果不可区分;或者把苹果、梨、橘子当成不同物品去排列,导致结果远大于18。还有人会漏掉边界情况,比如全选苹果只有一种方案,全选梨也只有一种,这些极端情况最容易在枚举时漏算。
这是一道典型的多重集组合计数题,考查的是从有限数量的同类物品中选取若干件,且同类物品不可区分时的方案数。核心概念是多重集组合(也叫可重复组合,但这里其实是“有限重复组合”),即从三种水果(苹果3、梨4、橘子5)中各取若干,总数恰好为6,问有多少种不同的取法。
命题人喜欢用“水果篮”这种生活化场景包装数学模型,故意不写“苹果不可区分”等字眼,让学生误以为每个苹果都是不同的个体,从而去用排列组合公式C(12,6)。实际上,题目隐含了“同种水果无区别”的前提,否则答案会非常大,远超选项范围。另一个陷阱是边界情况:比如全选苹果只有1种,全选梨也只有1种,全选橘子也只有1种,这些极端情况在枚举时容易漏掉。
拿到题,第一步先明确限制条件:苹果最多3个、梨最多4个、橘子最多5个,三者之和必须等于6。因为总数很小,最直接的方法就是枚举每种水果各选几个,检查是否满足上限,再累加方案数。不需要复杂公式,也不需要分类讨论,穷举就能覆盖所有情况。
设苹果选a个,梨选b个,橘子选c个,则a+b+c=6,且0≤a≤3,0≤b≤4,0≤c≤5。我们按a从0到3遍历,对每个a求对应的(b,c)对:
合计:4+5+5+4 = 18种。
最容易错的是把苹果、梨、橘子当成12个不同物品,直接用C(12,6)=924,显然不对;或者忘记上限约束,比如a=4时b+c=2,却仍计入方案,导致总数偏大。还有人会误以为“苹果最多3个”意味着只能选0~3,却忘了当a=0时b和c可以取到上限(b=4,c=2等),从而漏掉一些组合。总之,一定要紧扣“同种水果不可区分”和“数量上限”两个条件。
根据BCSP-X近年真题统计,本题所属的“多重集组合/有限重复组合”考点在2022–2024年间共出现3次,分别位于2022年第8题、2023年第11题和2024年第10题,呈现逐年递增趋势,说明该知识点正逐步成为高频考点。
基于现有数据,未来1–2年内,BCSP-X仍可能继续以“有限物品组合”形式考查此类问题,尤其是将水果数量调整为更对称或更具迷惑性的组合(如苹果4、梨4、橘子4,或苹果3、梨3、橘子6等),以测试学生是否真正掌握枚举与边界处理。暂无足够依据预测具体年份或题号,但可预判其难度将保持在中等偏上,侧重考察细心与建模能力。