一道排列组合数学问题

作者&投稿:博冰 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
一道排列组合数学题,~

和简单的提,先分解为147*1000,
末尾每有一个“0”代表有一个“2*5”
147分解成7*7*3不难吧,
如果你这都理解不了,就算我白说吧

方法一:
本题是一个等可能事件的概率,试验发生包含的事件是把5本书随机的摆到一个书架上,共有A(5 5)种结果,满足条件的事件是同一科目的书都不相邻,共有C(1 2)A(2 2)A(3 3)种结果,得到概率.
由题意知本题是一个等可能事件的概率,
试验发生包含的事件是把5本书随机的摆到一个书架上,共有A(5 5)=120种结果,
下分类研究同类数不相邻的排法种数
假设第一本是语文书(或数学书),第二本是数学书(或语文书)则有4×2×2×2×1=32种可能;
假设第一本是语文书(或数学书),第二本是物理书,则有4×1×2×1×1=8种可能;
假设第一本是物理书,则有1×4×2×1×1=8种可能.
∴同一科目的书都不相邻的概率P= 48/120=2/5,

方法二:
可以从对立面求解
两本数学相邻且两本语文也相邻一共有A(2 2)A(2 2)A(3 3)=24种
两本数学相邻且两本语文不相邻一共有A(2 2)C(1 2)A(2 3)=24种
两本数学不相邻且两本语文相邻也一共有24种
所以对立面一共有72种
所以概率为(120-72)/120=2/5

总共120种放法
不相邻的48种
语1 数1 语2 数2 物
语1 数1 物 数2 语2
语1 数2 物 数1 语2
语1 数2 语2 数1 物
语1 物 数1 语2 数2
语1 物 数2 语2 数1
语1 数1 物 语2 数2
语1 数2 物 语2 数1
语1 数2 语2 物 数1
语1 数1 语2 物 数2
同理,当两个数和另一个语在第一个时
分别又有30种
所以总共40种
当物理书第一本时
物 语1 数1 语2 数2
物 语1 数2 语2 数1
物 语2 数1 语1 数2
物 语2 数2 语1 数1
同样数学也有4种
又有四种
总共48种
所以概率为:48/120=2/5

这个问题的结论是6!S(10,6)=16435440.

其中S(n,k)表示第二类Stirling数,它的组合含义是:把n元集划分为k个非空子集,各子集间不计次序,所得的分法数为即为S(n.k).

在本题中,10个人相当于10元集,6个站相当于6个非空子集。注意到各站之间是有区别的,所以本题结论为6!S(10,6).

一般来说,S(n.k)没有闭形式的表达式,也就是说此题没法用很简便的形式表达。
计算机里常用递推式S(n,k)=S(n-1,k-1)+kS(n-1,k)及初值S(n,1)=S(k,k)=1来求S(n.k).
这个递推式的证明不难,而且比较有趣,下面说一下。

从n元集中取定一个元素A,如果A独占某一个集合,那问题变成剩下的n-1个数分成k-1个非空集合,此时有S(n-1,k-1)种分法。
如果A所在的集合还有其他元素,先不考虑A, 剩下的n-1个数分成个非空集合,有S(n-1,k)种分法;把A加入时,由k个不同位置可选择,故此时有有kS(n-1,k)种分法。
综上,S(n,k)=S(n-1,k-1)+kS(n-1,k).

另一种求S(n,k)的方式是利用容斥原理,用在本题中计算量可以接受。下面就以本题为例讲一下。

如果不考虑每站都有人下车的条件,每个人有6种选择,结论就是6^10.
这样显然算多了,至少有一站没人下的情况应刨去。先从6站里选出一站没人下,再让10个人从剩下五站中选,共C(6,1)*(5^10)种情形。初步的结论是6^10-C(6,1)*(5^10).
仔细分析一下,上面的过程由多刨掉了一些。比如第1,2站都没人下的情形,上面刨除时按第1站没人下刨了一次,又按第二站没人下刨了一次。应该补上C(6,2)*(4^10).

依此类推,由容斥原理,结论应为:
6^10-C(6,1)*(5^10)+C(6,2)*(4^10)-C(6,3)*(3^10)+C(6,4)*(2^10)-C(6,5)*(1^10) (*)
=60466176-58593750+15728640-1180980+15360-6
=16435440.

综上,此题用容斥原理好算些,可以兼顾计算的简单性和思想的通用性。

顺便一提,“pengp0918”网友的方法确实可行,算出的数也是对的(只是最后一步多加了个1)。但那种方法不具有思想上的通用性。若k较大,需讨论的情况太多,过于繁杂。而容斥原理的方法则不然,只要把10和6换成一般的n和k, 上面的(*)式仍然可以求出答案。

一步一步分析:
首先,每个站至少有一个人下车,那么第一站的可能为10,第二站的可能为9,依次类推,第六站的可能5,总共有:10*9*8*7*6*5种可能
这样,就满足了“每个站至少有一个人下车”的条件
然后,剩下的4个人,对于每个人来说,他下车的可能有6种,即在6个车站的任意一个站下,所以对于剩下的4个人,共有:6^4种可能
所以:下车可能有:10*9*8*7*6*5*6^4=195955200

希望我的分析能够帮助到你,望采纳,不懂请追问~(*^__^*) ~

首先,6个站 每个站一个人 有 A6/10种;
接下来还有4个人 可以在6个车站随意一个下;
没个人有6种选择 总的6*6*6*6

A6/10*6*6*6*6=272160种

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
假设这是10个人,
我们可以先用“插板法”算出 10人走6个站下车,“人数”的方案
像这样
1|1|1|1|11|1111
表示先后各有1个,1个,1个,1个,2个,4个人从1~6号门下车
等于从9个空里插入5个板 板之间表示在一个门里下车的人
C(9,5) 这样子等于我们人是有序地下车的
所以我们可以再给车门排列一下,这样子,人的下车位置就任意了,而同一个门里下车的顺序又不会影响答案而重复
所以答案是
C(9,5)*A(6,6)=90720
楼上的楼上是不是平均分组的重复没有考虑到

先每站都安排一个人下站,6个站10个人 就是A6/10,还有4个人,每站都有下的可能,就是6^4,结果就是A6/10 * 6^4


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