组合数学复习题(2)

2020-04-03 11:33

A. 700 B. 140 C. 1260 D. 1200 答案:C 解析:

M1?{2a,2b,4c},

N1?8!?420,

2!?2!?4!,

M1?{3a,1b,4c},

N1?8!?2803!?1!?4!M1?{3a,2b,3c}N1?8!?5603!?2!?3!,

N?N1?N2?N3?1260

26.一糕点店生产8种糕点,如果一盒内装有12块各种糕点,并且可以认为每种糕点无限多,那么你能买到多少种不同的盒装糕点(假设装盒与顺序无关)?( ) A.50000 B.50388 C.55000 D.52788 答案: B

解析:这是一个组合问题,S?{??a1,??a2,??a3,?,??a8}的12-可重组合,所以

?12?8?1??19?N???????50388

?12??12?27.在一次聚会上有15位男士和20位女士,则形成15对男女一共有多少种方式数( ) A.

20!20!2015 B. C. 15 D. 20 5!15!答案:A

分析: 考虑将20位女士固定,将15位男士依此分派给20位女士,则放法数为

P(10,15)?20! 5!28.an?n的生成函数是( )

x211xA. B. C. D. ?(1?x)2(1?x)2(1?x)2(1?x)2答案:D

??11n??x,两边求导得 ??nxn?1,所以解析:A(x)??anx,由于21?tn?0(1?x)n?0n?0?n??xxnn?nxA(x)?ax?,所以 ??n22(1?x)(1?x)n?0n?0

计算题

1.试确定多重集S={1?a1,??a2,??a3,?,??ak}的r?组合数。 2.求S?{5a,3b}的6-排列数

解: 根据题意有:M1?{5a,b},M2?{4a,2b},M3?{3a,3b}

N1?6!6!6!?6,N2??15,N3??20 5!1!4!2!3!3!则的全排列数N?N1?N2?N3?41 3.求(1?2x?3x?4x)展开式中x的系数 4.求(1?2x?x)的展开式中x的系数,其中n?3。

2n23655?2n???5?? (n?3) ??解:(1?2x?x)=((1?x))?(1?x)又因为(1?x)2n2n2n2n。

?2n?k????k??x k?0??2n所以x5的系数为???2n??? (n?3) 5??5.求an?n?5的生成成函数。(n?0) 解:设A(t)??atnn?0?n,则A(t)??(n?5)tn?0?n??(n?1)t?4?tnnn?0n?0??

?(1?t)?2?4(1?t)?1?1?4?4t5?4t ?(1?t)2(1?t)2

解递归关系:H(n)?4H(n?1)?4H(n?2), H(0)?1,H(1)?3。 答案:解特征方程x2-4x-4=0 x1=x2=2. 得H(n)=2n{1+n/2}

6.求重集S?{20?a,14?b,20?c}的10-组合数。 答案:C(10+3-1 , 10) 7.(a?b?c?d)100的展开式在合并同类项后一共有多少项?

答案:C(100+4-1 , 100).

8.解递推关系an?5an?1?6an?2?n?2,a0?解:递推关系an?5an?1?6an?22749,a1?.(n?2) 44?n?2? (1)

的特征方程为x2?5x?6?0,特征根为x1?2,x2?3.故其通解为

an?c1?2n?c2?3n.

因为(1)式无等于1的特征根,所以递推关系

an?5an?1?6an?2?n?2?n?2? (2)

有特征根an?An?B,其中A和B是待定常数,代入(2)式得

An?B?5[A(n?1)?B]?6[A(n?2)?B]?n?2

化简得2An?2B?7A?n?2,所以 ?2A?1

??2B?7A?211111解之得A?,B?.于是an?c1?2n?c2?3n?n?,………(7分)

24241127?c?c??2??144其中c1,c2是待定常数。由初始条件得?

11149?2c?3c???12?244?解之得c1?3,c2?1.所以an?3?2n?3n?111n?(n?2).………(9分 249.解递推关系an?5an?1?6an?2?2n?3,a0?5,a1?10.(n?2) 答案:an?2n?1?3n?n?2

10.求1到1000之间不能被5 ,6 ,或8整除的自然数的个数。

解:设A为1至1000的整数中能被5整除的数的个数;B为1至1000的整数中能被6整除的数的个数;C为1至1000的整数中能被8整除的数的个数.

?1000??1000??1000??1000?A???200,B??166,C??125,A?B???6??8??30??33,5????????

?1000??1000??1000?A?C???25,B?C??41,A?B?C???24??120??840??????所以

A?B?C?A?B?C?A?B?A?C?B?C?A?B?C?200?166?125?33?25?41?8?400

即所求为:1000?400?600.

11.在所有的n位数中,包含数字3、8、9但不包含数字0、4的数有多少? 解:除去0、4,则在1、2、3、5、6、7、8、9这8个数组成的n位数中: 令S表示由这8个数字组成的所有n位数的集合,则S?8; 令P1表示具有性质:一个n位数不包含3; 令P2表示具有性质:一个n位数不包含8; 令P3表示具有性质:一个n位数不包含9;

n

令Ai表示S中具有性质Pi的元素构成的集合(i?1,2,3) 则有容斥原理,A1?A2?A3?S??|A|?(|A?Ai1i?132|?|A2?A3|?|A1?A3|)

?|A1?A2?A3|

|Ai|?7n,i?1,2,3;|A1?A2|?|A2?A3|?|A1?A3|?6n,|A1?A2?A3|?5n

所以A1?A2?A3?8?3?7?3?6?5 12.求(1?2x?3x)的展开式中x的系数。 解:原式=(1?2x?3x)=

?5?45?5??5??5??5?4424334244(3x)?(1?2x)(3x)?(1?2x)(3x)?(1?2x)(3x)???????????(1?2x)(3x)?0??1??2??3??4?所以?5????(1?2x)5?5?4545nnnn3?5?x3的系数???23=80

?2?32x3x413.请确定在(x1?x2?2x3?2x4)8的展开式中x12x2项的系数。

试确定多重集S={??b1,3?b2,5?b3,7?b4}的10?组合数。 14.解递推关系:

?an?5an?1?6an?2?2n?3(n?2) ?a?5,a?101?0解:特征方程为

x2?5x?6?0,特征根为x1?1,x2?2,x3?2

nn所以对应的齐次递推关系式有an?c1?2?c2?3的通解

原递推式有特解为an?An?6an?2,代入原递推式得A=1,D=2,因此原递推式有通解

an?c1?2n?c2?3n?n?2,再将a0?5,a1?10代入通解得c1?2,c2?1,所以

nan?2n?1?3?n?2

有红球4个,黄球3个,白球3个,把它们排成一条直线,有多少种排法? 15.求M?{4?a,3?b}的5-可重排列数。

t2t3t2t3t4解法1:A(t)=(1+t+?)(1?t???)

2!3!2!3!4! 所以 t的系数为:

5111 ??4!2!3!3!2!t5111 则的系数为:5!(?)=25 ?5!4!2!3!3!2!M?{4?a,3?b}的5-排列数有M1?{4?a,1?b}, M2?{3?a,2?b}, M3?{2?a,3?b}三

种情况。N1?5!5!5! ,N2?,N3?4!3!?2!2!?3!N?N1?N2?N3?5?10?10?25

15.求x1?2x2?4x3?28的正整数解的个数 解:

A(x)?(x?x2??)(x2?x4??)(x4?x8??) ?x7(1?x?x2??)(1?x2?x4??)(1?x4??) x7(1?x)(1?x2)(1?x4)?x(1?x)x(1?x)(1?x)?(1?x2)2(1?x4)(1?x4)37722

证明题

1.证明:边长为4的正三角形内任意5个点必有两点其距离不超过2。 答案:取个边中点将三角形等分为四个边长为2的三角形。则5个点中必然有两个落在同一个三角形内。

2.设x1,x2,?,xn是n个正整数,证明其中存在着连续的若干数,其和为n的倍数。 3.设S是n元集,则S的子集数是2n?C(n,0)?C(n,1)???C(n,n)。

4.某学生在37天里共做了60道数学题。已知他每天至少做1道题,求证:必存在连续的若干天,在这些天里该学生恰做了13道数学题。

证明:设该同学从第1天至第i?i?1,2,?,37?天共做了ai道数学题,则

1?ai?a2???a37?60.

令bi?ai?13?i?1,2,?,37?, 则

14?b1?b2??b37?73.


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