组合数学第一章答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/2 7:17:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

解:

(1)相当于从n个不同的小球中分别取出m个小球(0?m?n),再从n个不同小球中取出n-m个小球。则共有方案数:C(n,0)?C(n,1)?????C(n,n)?2n

(2)相当于从2n+1个不同的小球中分别取出个小球(0?m?n),再从n

n个不同小球中取出n-m个小球。则共有方案数:?C(2n?1,m)

m?0

1.46(1)证明:利用归纳法,当n=1时,0出现偶数次的实例是{1,2},其中0

出现0次,而当n=1时,3n+1/2=2,是正确的。

假设当n=k时是正确的,即0出现 3k+1/2 次,计算0出现

奇数次的方案,因为总方案数为3k,?0出现奇数次的方案为3k-3k+1/2=3k-1/2.

当n=k+1时,0出现偶数次的方案数是前k为出现偶数次,第k+1位是1或2,或是前k位出现奇数个0,最后一位是0.

总方案数为2×(3k+1)/2+3k-1/2=3k?1+1/2,正是所要证明的形式,所以0出现偶数次的字符串有3n+1/2个。

n (2)证明:等式左边第一项表示n位中有0个0,用?0?表示,那么这n位

n只能取1或2,有2n种可能,所以方案为?0?×2n,最后一项为

当n中有最大偶数个0出现时的方案数,所以左边整体表示为n位字符串中0出现偶数次的方案数,右边也是0出现偶数次的方案数,左边=右边,即证。

1.47 5台教学机器m个学生使用,使用第1台和第2台的人数相等,有多少种分配方案? 解:

当使用第1台机器的学生为n个时,使用第2台机器的学生也为n,从m个学生中选出2n个使用这两台机器,剩余的学生可以任意使用剩下的机器的组合数为C(m,2n)C(2n,n)3(m-2n)。

所以总的方案数为?C(m,2n)C(2n,n)3(m?2n).

x?0m/2

1.48 在由n个0及n个1构成的字符串中,任意前k个字符中,0的个数不少于1的个数的字符串有多少? 解:转化为格路问题,即从(0,0)到(n,n),只能从对角线上方走,可以碰到对角线,故方案

C(2n,n)-C(2n,n-1).

1.49 在1到n的自然数中选取不同且互不相邻的k个数,有多少种方案? 解:根据不相邻组合的公式,共有C(n-k+1)种方案k。

1.50

(a)在5个0,4个1组成的字符串中,出现01或10的总次数为4的,有多少个? (b)在m个0,n个1组成的字符串中,出现01或10的总次数为k的,有多少个? 解:(a)先将5个0排成一列:00000,1若插在两个0中间,“010”,则出现2个“01”或“10”;若插在两端,则出现1个“01”或“10”;要使出现“01”,“10”总次数为4,有两种办法:

(1)把两个1插入0得空当内,剩下的1插入1的前面。

(2)把1个1插入0得空当内,再取两个1分别插入两端,剩下的1插入1的前面。

故总方案数为C(4,2)·3+C(4,1)·3=30 (b)m个0产生m-1个空当,

若k为奇数,则必有且只有1个“1”插入头或尾,总方案数为

k?1k?12C(m?1,)C(n?1,n?)

22kkk?2k?2)C(n?1,n?) 若k为偶数,总方案数为C(m?1,)C(n?1,n?)?C(m?1,2222第一问,出现4个01或10,说明5个0被分成了3段,四个1被分成了两段,然后夹在一起形如001101100;或者5个0被分成了2段,四个1被分成了3段,然后夹在一起形如100100011。于是题目的考虑就变成了5个0如何拆分,4个1如何拆分。 答案是:

C(4,2)*C(3,1)+C(4,1)*C(3,2) 1.51 从N??1,2,...20?中选出3个数,使得没有两个数相邻,问有多少中方案?

?n?r?1??20?3?1??18???解:??3?=??r?=??3??种 ??????

1.52 从S={1,2,…,n}中选k个数,使之没有两数相邻,求不同方案数.

?n?k?1?解: ??

k??

1.53 把n个无区别的球放进有标志1,2,3,????n的盒子里,每个盒子里可以放多余一个球,求有多少中方案。 答案:

相当于在n个不同的元素中取r个作允许重复的的组合,其组合数为c(n-k+1,r)

1.54 m个1,n个0进行排列,求1不相邻的排列数。设n>m

解: n个0进行排列,留出n+1个空档,任选m个空档放1,共有C(n+1,m)种方案。

1.55 偶数位的对称,即从左向右的读法与从右向左的读法相同,如3223。试证这样的数可被11整除。 证明:

对称数ABBA可以写成 A*103+B*102+B*10+A*100,且11MOD10=-1MOD11,用-1代替10

恰好方次是奇偶对应的。使原式相加等于0。

1—56 n个男人与n个女人沿一圆桌坐下,问两个女人之间坐一个男人的方案数,又m个女人n个男人,且m

解: ① n 个女人先沿圆桌坐下,这时正好有n个空. 即 (P(n,n)/n)n!=(n!n!)/n

② n个男人沿圆桌坐下,方案数为本P(n,n)/n=n!/n

女人往男人中的n个空插入为p (n,m).所以方案数为(p (n,,m)n!)/n

1.57:n个人分别沿着两张圆桌坐下,一张r个人,另一张n-r个人,试问有多少种不同的方案? 解:按照本题的要求,先从n中选r个人进行圆排列的方案是C(n,r)×(r-1)!。剩下(n-r)个人再进行圆排列(n-r-1)!。根据乘法原理一共有C(n,r)×(r-1)!×(n-r-1)!。

1.58 一圆周上n个点标以1,2,…,n.每个点与其他n-1个点连以直线,试问这些直线交于圆内多少点? 解:

x1xn x1xn xi

图a

图b

如题意可知,每个点i和其他n-1个点相连,可以引出n-1条直线,那么我

们首先求圆内的交点在与点1相连的直线上的个数。 如图a,对于任意一条直线(1,i),这条直线上与其他直线的交点数,必然等于(1,i)的左边点与(1,i)的右边点相连的边的总条数,总共有

?i?2??n?i?????? ?1??1??i?2??n?i??????? i?3?1??1?n?1 条边,也就有这么多个交点

所以对于点1引出的所有边,边上的交点数总和为

与点1相连的直线上的交点个数都求出来了,就可以先把点1去掉,如图b,

计算剩下的n-1个点的直线的交点个数。 所以n个点一共是:

?i?2??m?i???????? m?4i?3?1??1?nm?1nm?1?i?2??m?i?那么这些直线交于圆内???????个交点

m?4i?3?1??1?1.59 n和k都是正整数,设平面有n个点,其中每一点都存在k个点与之距离

相等。试证k满足

证明:当k=1时成立,101001000100001?1代表点,0代表单位距离

当k=i成立,1..101..1001..10001..100001..100000.. ,1..1表示有i个1

当k=i+1时,1?101?1001?10001?100001?100000?,同样也成立1?1表示有i+1个1