组合数学1章课后习题答案(2)

2020-02-21 02:57

解: (a) npn?1r?1?n?n(n?1)!n!??(n?r)!(n?r)!pnr等式成立。

n!n!(b) (n?r?1)p?(n?r?1)???r?1(n?r?1)!(n?r)!(c) (d)

pnr等式成立。

nn?rpn?1r?n(n?1)!n!???n?r(n?r?1)!(n?r)!pnr等式成立。

p?nr?rpnr?1?n!n!n!(n?r?1)n!(n?1)!?n!?r?r?n!?r???r??(n?r)!(n?r?1)!(n?r?1)!(n?r?1)!(n?r?1)!(n?1)!?(n?1?r)!nr?1pn?1r(e)利用(d)的结论可证明本题。

r!?r(p?npn?1r?1???n?1r?1r?1r?1prr?1)p?p?p?p?rrrrr?1rp?rp?rp?rrr?1r?1r?1r?1p?rp?rp?r???r?rprr?1n?1r?1nr?1r?2r?1p???rp?rpr?1pr?2???rn?1r?1?rpnr?1

n?1r1.18题(高亮)

8个盒子排成一列,5个有标志的球放到盒子中,每盒最多放一个球,要求空盒不相邻,问有多少种排列方案? 解:

要求空盒不相邻,这样球的位置共有8种

5而不同标志的球的排列有p5?5!

所以共有8*5!种排列。 8种排列如下两类

因为要求空盒不相邻,途中1代表球

a) 1 1 1 1

b) 1 1 1 1 在a)中 剩下的一个球有四种位置 b)中剩下的一个球也有四种位置 两者合起来一共有8种 1.19题(李拂晓)

n+m位由m个0,n个1组成的符号串,其中n?m+1,试问不存在两个1相邻的符号串的数目。

解:

m个0进行排列,留出m+1个空挡,任选n 个空挡放1,共有C(m+1,n)种方

案.

1.20 题(孙明柱)

甲单位有10个男同志,4个女同志,乙单位有15个男同志,10个女同志,由他们产生一个7人的代表团,要求其中甲单位占4人,而且7人中男同志占5人,试问有多少中方案? 解:

1.甲单位出4个男同志,乙单位出1个男同志,从乙单位出2个女同志 C(10,4)*C(15,1)*C(10,2)=141750

2. .甲单位出3个男同志,乙单位出2个男同志,从甲单位出1个女同志,从乙单位出1个女同志。C(10,3)*C(15,2)*C(4.1)*C(10,1)=504000

3. .甲单位出2个男同志,乙单位出3个男同志,从甲单位出2个女同志. C(10,2)*C(15,3)*C(4,2)=122850 1+2+3即为所求,总的方案数为768600

1.21题(王健)

一个盒子里有7个无区别的白球,5个无区别的黑球,每次从中随机取走一个球,已知前面取走6个,其中3个是白的,试问取第6个球是白球的概率。 解:

C(6,2)*C(5,2)*C(5,3)/C(5,3)C(7,3)C(6,3)=3/14 1.22题 (王居柱)

求图1-22中从O到P的路经数:

(a) 路径必须经过A点;

P (b) 路径必须过道路AB;

(c) 路径必须过A和C

C (d) 道路AB封锁(但

A B A,B两点开放) 解: (a)分两步走O(0,0)→A(3,2) A(3,2)→P(8,5),根据乘法法则:

?3?2??3?5?N???2?????3???560

???? (b)分两步走O(0,0)→A(3,2),B(4,2)→P(8,5),根据乘法法则:

?3?2??4?3?N???2?????3???350

???? (C)分三步走 O(0,0)→A(3,2), A(3,2)→C(6,3),

C(6,3)→P(8,5),根据乘法法则:

?3?2??3?1??2?2? N???2?????1?????2???240

?????? (d)AB封锁路径数加必经AB路径数即O(0,0)→P(8,5)的所有路径数有加法法则可得: N???5?????2?????3???1287?350?937 ??????1.23题(王振华)

令s={1,2,?,n+1},n?2,T={(x,y,z)|x,y,z∈s, x

?5?8??3?2??4?3??n?1??n?1?|T|??k2????2??

k?1?2??3?n证明:要确定x,y,z的取值,有两种方法, (1)可先确定z,由题意可得

当z=2时,x可取1,y可取1,根据乘法法则,x,y取值共有1×1=12种可能; 当z=3时,x可取1,2,y可取1,2,根据乘法法则,x,y取值共有2×2=22种可能; 当z=4时,x可取1,2,3,y可取1,2,3,根据乘法法则,x,y取值共有3×3=32种可能; ??

当z=n+1时,x可取1,2,?,n,y可取1,2,?,n,根据乘法法则,x,y取值共有n×n=n2种可能。 根据加法法则,当z取2,3,?,n+1时,x,y取值共有1?2?…?n?n222?kk?1n2种可能。故

|T|??k2。

k?1(2)由x

①x=y

?n?1?

比较大小,小者为x(y),大者为z,其组合数为??;

2??

②x

?n?1?

??; ?3?

③y

?n?1???。 ?3?

所以满足题意的x,y,z的组合数为?

?n?1??n?1??n?1??n?1??n?1??+??+??=???2??。 ?2??3??3??2??3??n?1??n?1?2k?????2??。证毕。 k?1?2??3?n由于这两种方法是等价的,故可得|T|?1.24题(王卓)

A={(a,b)|a,b∈Z,0?a?9,0?b?5},

(a) 求x-y平面上以A作顶点的长方形的数目。 解:如图,

(a,b) 从图中可以看出,对于x-y平面上满足题意的任一顶点A(a,b),除它本身以外,横坐标取值有9种可能,纵坐标取值有5种可能。顶点A(a,b)与和它不在同一水平线或垂直线上的任一点(x,y)均可构成一个长方形。故满足要求的长方形的数目为9×5=45个。

(b) 求x-y平面上以A作顶点的正方形的数目。

解:如下图,网格左边是b的取值,下面是a的取值。网格里是x-y平面上对应每个顶点A(a,b)所得的正方形的数目。

1.25题(翟聪)

平面上有15个点P1,P2。。。P15,其中P1P2P3P4P5共线,此外不存在3点共线的。 (1)求至少过15个点中两点的直线的数目

(2)求由15个点中3点组成的三角形的数目 解:

1)由题意知:P1P2P3P4P5共线,此外不存在3点共线的,所以与这五点分别相连的其他的十点的直线数目为:5*10=50。另外十个点两两相连得直线数目为:C102=45 又因为P1P2P3P4P5共线,所以可算作一条至少2点相连的直线 所以至少过15个点中两点的直线的数目=50+45+1=96 2)由三种情况

a:没有P1P2P3P4P5这五个点的三角个数:C103=120 b:有这五个点的其中一个点:5*C102 225 c:有着五个点的两个点:10*C52=100 由15个点中3点组成的三角形的数目=425 故数目为C(15,2)-C(5,2)+1

(b) C(5,0)C(10,3)+C(5,1)C(10,2)+C(5,2)C(10,1) 1.26题(周英华)

S={1,2,??,1000},a,b∈S,使ab≡0 mod 5,求数偶{a,b}的数目

解:

根据题意,ab可以整除5, 2*C(200,1)*1000=400000 1.27 题(孔令琦)

6位男宾,5位女宾围一圆桌而坐,

(1)女宾不相邻有多少种方案? (2)所有女宾在一起有多少种方案?

(3)一女宾A和两位男宾相邻又有多少种方案?

解 :

(1)若5位女宾不相邻,先考虑6位男宾围圆桌而做的方案数,然后女宾插入

Q(6,6)*6*5*4*3*2=86400

(2)把5位女宾看成一个整体,然后插入

Q(6,6)*6*P(5,5)=86400

(3)C(5,1)*C(6,2)*Q(8,8)=194000 C(5,1)*C(6,2)*C(5,2)*P(4,2)*7! 1.28题(王丹竹)

k和n都是正整数,kn位来宾围着k张圆桌而坐,试求其方案数。 解:

若每个圆桌的的人数相等,则每个桌子有n个人。因为圆周排列的个数为因此本题的结果为

prnr

(kn)!(kn)!?k。

n?n?nn1.29 题(王星)

从n个对象中取个r做圆排列,求其方案数目。1<=r<=n


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