组合数学作业答案解析 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/2 20:07:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第二章作业答案

7. 证明,对任意给定的52个整数,存在两个整数,要么两者的和能被100整除,要么两者的差能被100整除。

证明 用100分别除这52个整数,得到的余数必为0, 1,…, 99这100个数之一。将余数是0的数分为一组,余数是1和99的数分为一组,…,余数是49和51的数分为一组,将余数是50的数分为一组。这样,将这52个整数分成了51组。由鸽巢原理知道,存在两个整数分在了同一组,设它们是a和b。若a和b被100除余数相同,则a?b能被100整除。若a和b被100除余数之和是100,则a?b能被100整除。

11. 一个学生有37天用来准备考试。根据过去的经验,她知道她需要不超过60小时的学习时间。她还希望每天至少学习1小时。证明,无论她如何安排她的学习时间(不过,每天都是整数个小时),都存在连续的若干天,在此期间她恰好学习了13小时。 证明 设从第一天到第i天她共学习了ai小时。因为她每天至少学习1小时,所以

a1,a2,?,a37和a1?13,a2?13,?,a37?13都是严格单调递增序列。因为总的学习时间

不超过

60

小时,所以a37?60,a37?13?73。a1,a2,?,a37,

a1?13,a2?13,?,a37?13是1和73之间的74个整数,由鸽巢原理知道,它们中存在相

同的整数,有ai和aj?13使得ai?aj?13,ai?aj?13,从第j?1天到第i天她恰好学习了13小时。

14. 一只袋子装了100个苹果、100个香蕉、100个桔子和100个梨。如果我每分钟从袋子里取出一个水果,那么需要多少时间我就能肯定至少已拿出了1打相同种类的水果? 解 由加强形式的鸽巢原理知道,如果从袋子中取出4?(12?1)?1?45个水果,则能肯定至少已拿出12个相同种类的水果。因此,需要45分钟。

17. 证明:在一群n?1个人中,存在两个人,他们在这群人中有相同数目的熟人(假设没有人与他/她自己是熟人)。 证明 因为每个人都不是自己的熟人,所以每个人的熟人的数目是从0到n?1的整数。若有两个人的熟人的数目分别是0和n?1,则有人谁都不认识,有人认识所有的人,这是不可能的。因此,这n个人的熟人的数目是n?1个整数之一,必有两个人有相同数目的熟人。

第三章作业答案

6. 有多少使下列性质同时成立的大于5400的整数? (a) 各位数字互异。 (b) 数字2和7不出现。

解 因为只能出现数字0, 1, 3, 4, 5, 6, 8, 9,所以整数的位数至多为8。

① 考虑8位整数。最高位不能为0,因此8位整数有7?P(7,7)个。 ② 考虑7位整数。最高位不能为0,因此8位整数有7?P(7,6)个。 ③ 考虑6位整数。最高位不能为0,因此8位整数有7?P(7,5)个。 ④ 考虑5位整数。最高位不能为0,因此8位整数有7?P(7,4)个。

⑤ 考虑4位整数。若千位数字大于5,有3?P(7,3)个。若千位数字等于5,则百位数字必须大于等于4,有4?P(6,2)个。 根据加法原理,符合条件的整数的个数为

7?P(7,7)?7?P(7,6)?7?P(7,5)?7?P(7,4)?3?P(7,3)?4?P(6,2)?94830

8. 15人围坐一个圆桌。如果B拒绝挨着A坐,有多少种围坐方式?如果B只拒绝坐在A的右侧,又有多少种围坐方式?

解 15人围坐一个圆桌,有14!种围坐方式。若B固定坐在A的左侧,则可将BA看作一个整体,有13!种围坐方式。若B固定坐在A的右侧,则可将AB看作一个整体,有13!种围坐方式。因此,B不挨着A坐的围坐方式有14!?2?13!?12?13!种,B不坐在A的右侧的围坐方式有14!?13!?13?13!种。

11. 从15个球员的集合中选人组成11个球员的足球队,其中5人只能踢后卫,8人只能踢边卫,2人既能踢后卫又能踢边卫。假设足球队有7个人踢边卫4个人踢后卫,确定足球队可能的组队方法数。

解 设甲和乙既能踢后卫又能踢边卫。

若甲和乙均不入选,组队方法数为??7????4??。

????若甲和乙均入选,组队方法数为??7????2??+??6?????????8??5??8??5??8??5??8??5???3??+??5????4??。 ???????8??5??8??5???4??。 ??若甲入选且乙不入选,组队方法数为??7????3??+??6?????????8??5??8??5?若乙入选且甲不入选,组队方法数也为??7????3??+??6????4??。

????????因此,组队方法数总共为

??8??5??8??5???8??5??8??5??8??5??8??5???????????????????++++2????3?????6????4????7??4??7??2??6??3??5??4???7??=1120

??????????????????????????21. 一位秘书在距离家以东9个街区、以北7个街区的一座大楼里工作。每天他都要步行

16个街区去上班。

(a) 对他来说可能有多少不同的路线? (b) 如果在他家以东4个街区、以北3个街区开始向东方向的街区在水下(而他又不会游泳),则有多少条不同的路线?

解 (a) 用E表示向东步行1个街区,用N表示向北步行1个街区。因为该秘书需要向东步行9个街区,向北步行7个街区,总共步行16个街区,因此他的上班路线是多重集

{9?E,7?N}的排列。这样的排列的个数为

16!?11440。 9!7!(b) 若他从水下的街区走过,则他先要走到离家以东4个街区、以北3个街区的地方,再

向东走一个街区,最后走到工作的大楼。他从家走到离家以东4个街区、以北3个街区的地方的路线的数目是多重集{4?E,3?N}的排列数,即

7!?35。他从离家以东5个街区、4!3!以北3个街区的地方走到工作的大楼的路线的数目是多重集{4?E,4?N}的排列数,即

8!?70。所以,如果他从水下的街区走过,则他可能有的路线数是35?70?2450。因4!4!此,如果他不从水下的街区走过,则他可能有的路线数是11440?2450?8990。 26. 确定多重集S?{3?a,4?b,5?c}的10-排列的个数。 解 S的有1个a ,4个b, 5个c的10-排列的个数为

10!?1260。

1!4!5!S的有3个a ,2个b, 5个c的10-排列的个数为

10!?2520。

3!2!5!10!?4200。

3!4!3!10!?2520。

3!2!5!10!?3150。

2!4!4!S的有3个a ,4个b ,3个c的10-排列的个数为

S的有2个a, 3个b, 5个c的10-排列的个数为

S的有2个a, 4个b, 4个c的10-排列的个数为