清華大學馬昱春老師《組合數學》第二週作業題解

2021-09-26 19:11:50 字數 2126 閱讀 8344

分析:

首先確定可選範圍,小於10000的數,且要求正整數,所以從1~9999中選擇(0非正非負)。

那麼「」含1「這個條件怎麼處理呢?若是直接計算含1的數字會非常麻煩,所以我們不妨採用減法法則,即先計算出不含1的數的個數,再用整體減去這一部分就是答案了

接下來計算1~9999中不含1的正整數:

首先從一位數考慮,共有2~9,一共8種取值

兩位數:十位數的取值範圍是2~9,個位數是0、2~9,一共8*9=72種取值

三位數:百位數可取2~9,十位、個位數可取0、2~9,一共8*9*9=648種取值

四位數:千位數可取2~9,百位、十位、個位數可取0、2~9,一共8*9*9*9=5832種取值

所以答案是共有9999-5832-648-72-8=3439

分析:一位數:可取1~9,一共9種取值

兩位數:十位、個位可取1~9,一共 9 * 9 = 81 種取值

三位數:百位、十位、個位可取1~9,一共 9 * 9 * 9 = 729 種取值

四位數:千位、百位、十位、個位可取1~9,一共 9 * 9 * 9 * 9 = 6561 種取值

所以答案是共有 9999 - 6561 - 729 - 81 - 9 =2619

如圖所示,從o點出發,到達p點,每次只能移動乙個單位,

求滿足下列條件的從o到p的最短路徑數

1)路徑必須經過a點

2)路徑必須經過道路ab

3)路徑必須經過a和c

分析:首先,因為要求最短路徑,所以每一步只能向右(用x表示)或是向上(用y表示)走

舉乙個例子,若要計算從o到a的最短路徑數,可以發現,從o到a的最短路徑共由3個x和2個y組成,那麼問題就轉化為了3個x和2個y的組合問題了

接下來,繼續對問題化簡,3個x和2個y的組合問題,可以化簡為從5個元素中選取2個元素做y(或選取3個元素做x)的問題,即 c(5, 2) = 10

有了以上的經驗,我們接下來分析問題:

1)要求過點a,即先計算o到a的最短路徑數再乘a到p的最短路徑數:

c(5, 2) * c(8, 3) = 10 * 56 =560

2)c(5, 2) * c(7, 3) = 10 * 35 =350

3)c(5, 2) * c(4, 1) * c(4, 2) =240

分析:解法一:

可以將問題想像成可重組合模型

根據表中的模型,其中把孩子當作水果(選出y個第x種水果拼果盤 == 選出y個水果給第x個小孩),套用公式:

12個水果分給三個孩子:n = 3,r = 12 即 c(3 + 12 - 1, 12) = c(14, 12) = 91

12個水果分給兩個孩子:n = 2,r = 12 即 c(2 + 12 - 1, 12) = c(13, 12) = 13

因為上面兩個結果中91和13中都包括了把所有水果都給乙個孩子的情況,所以分別減去這兩種情況

三個孩子,只給乙個孩子水果,一共3種可能,所以91 - 3 = 88

兩個孩子,只給乙個孩子水果,一共2種可能,所以13 - 2 = 11

三個孩子,選出兩個孩子分水果,一共c(3, 2) = 3種可能

所以最終的答案為:91 - 3 - (13 - 2) * 3 =55

解法二:

使用隔板法,將12個水果擺開,因為要求每個孩子至少乙個水果,所以,只考慮12個水果當中的11個空,使用2塊隔板,填入11個空中將水果分為3份

此時題目化簡為:從11個空中選出2個空放入隔板,即c(11, 2) =55

開,因為要求每個孩子至少乙個水果,所以,只考慮12個水果當中的11個空,使用2塊隔板,填入11個空中將水果分為3份

此時題目化簡為:從11個空中選出2個空放入隔板,即c(11, 2) =55

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