要将3名老师和6名同学分成三组,每组一名老师和两名同学,我们可以先选择老师的分配,然后对每组老师分配学生。
首先,选择一名老师有3种选择,剩下的2名老师有2种选择,最后1名老师只有1种选择。所以,选择3名老师的不同方式有 (3! = 3 \times 2 \times 1 = 6) 种。
对于每一组老师,他们可以选择的学生组合方式是不同的。对于第一组老师,有6名学生可以任意选择,所以有 (C(6,2)) 种选择方式。对于第二组老师,由于已经分配了两名学生,剩下4名学生,所以有 (C(4,2)) 种选择方式。对于第三组老师,剩下的两名学生只能组成一组,所以只有1种选择方式。
因此,总的分配方式数为:
[6 \times C(6,2) \times C(4,2)]
其中,(C(n,k)) 是组合数,表示从n个不同元素中取出k个元素的组合方式,计算公式为:
[C(n,k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}]
所以,我们可以计算出总的分配方式数为:
[6 \times \frac{6!}{2!(6-2)!} \times \frac{4!}{2!(4-2)!}]
[= 6 \times \frac{6 \times 5}{2 \times 1} \times \frac{4 \times 3}{2 \times 1}]
[= 6 \times 15 \times 6]
[= 90 \times 6]
[= 540]
但是,由于每组的成员顺序不影响分组的有效性(即,老师A和学生B、C与老师A和学生C、B被视为同一组),我们需要除以每个组内的排列数来消除重复计数。每个组内的排列数为 (2! = 2)。
因此,最终的分法总数为:
[540 / (2! \times 2! \times 2!) = 540 / (2 \times 2 \times 2) = 540 / 8 = 67.5]
由于分法数必须是整数,这里出现了问题。我们应该考虑到在计算每个组的学生组合时,已经考虑了学生顺序的不同,所以我们不需要再次除以组内的排列数。
因此,正确的分法总数为:
[6 \times C(6,2) = 6 \times 15 = 90]
所以,不一样的分法能有90种。