《组合数学及其应用》教案 - 图文(4)

2019-04-21 14:57

序的,即表达式右边的和不仅与各项的数值有关,而且与各项的次序有关,不同的次序认为是不同的表示法,这样的分拆称为有序分拆。

2.6.1 有序分拆

k?1定理2.6.1 正整数n的有序k分拆的个数为Cn?1。

证明:正整数n分成k个分部量的一个有序分拆 n?n1?n2???nk 等价于方程

x1?x2???xk?n

的正整数解(n1,n2,?,nk)。由定理2.3.4即得结论。

注: 由定理2.3.4和定理2.6.1知,正整数n的有序k分拆数等于多重集合

k?1M?{??a1,??a2,?,??ak}的a1,a2,?,ak至少出现一次的n组合数均为Cn?1。

定理2.6.2 (1)正整数n的有序k分拆,要求第i个分部量大于等于pi,其个数为

k??n?k?p?1?i??。

i?1????k?1??k?1(2)正整数2n分拆成k个分部,各分部量都是正偶数的有序分拆个数为Cn?1。

(3)正整数n分拆成k个分部,若n与k同为奇数或同为偶数,则n的各分部量都是奇

?n?k??1?数的有序分拆数为?2。

???k?1?

2.6.2 无序分拆

k?1定理2.6.1 正整数n的有序k分拆的个数为Cn?1。

证明:正整数n分成k个分部量的一个有序分拆 n?n1?n2???nk 等价于方程

x1?x2???xk?n

的正整数解(n1,n2,?,nk)。由定理2.3.4即得结论。

用B(n,k)表示n的k分拆的个数,用B(n)表示n的所有分拆的个数。显然 (1)B(n,k)?0(k?n); (2)B(n)??B(n,k)。

k?1n

定理2.6.1 n的k分拆数B(n,k)满足递推关系 B(n?k,k)?B(n,1)?B(n,2)???B(n,k) 及B(n,1)?1,B(n,n)?1。

例1 正整数n的2分拆数为

?n?B(n,2)???

?2?n?n?其中,??表示小于等于的最大正数。

2?2?

定理: 周长为2n,边长为整数的三角形的个数等于n的3分拆数。

证明: 设n的一个3分拆为n?x?y?z,则 2(x?y?z)?(x?y)?(x?z)?(y?z)?2n, 其中,(x?y)?(x?z)?2x?(y?z)?y?z,

同理,(x?y)?(y?z)?x?z,(x?z)?(y?z)?x?y。 因此x?y,x?z,y?z可组成一个三角形,且周长为2n。

反之,设一个三角形的周长为2n,其三条边长a,b,c是整数,则

a?b?cn?,

2设x?n?a,y?n?b,z?n?c,显然x,y,z都是正整数,而 x?y?z?n?a?n?b?n?c?3n?(a?b?c)?n, 所以x?y?z是n的一个3分拆。证毕。

2.6.3 分拆的Ferrers图

设n的一个k分拆为

n?n1?n2???nk(n1?n2??nk)(2.6.8)

在一条水平直线上画n1个点,在其下面一条直线上画n2个点,且使这两条直线上的第一个点在同一条竖线上,其他点依次与上一行的点对齐;依次类推,最后在第k条直线上画nk个点,第一个点与前面各行的第一个点均在同一条竖线上,其他点依次与上面各行的点对齐。这样得到的点阵图称为n的k分拆(2.6.8)的Ferrers

图。

例 15的4分拆15=5+5+3+2的Ferrers图为 ?????

????? ??? ?? 反过来,对于n的一个Ferrers图,又可按照上述规则对应于n的唯一的一个分拆。所以,n的分拆同它的Ferrers图之间是一一对应的。

把一个Ferrers图的各行改成列,但其相对位置不变,这样又得到一个Ferrers图,称为原Ferrers图的共轭图。

如前述例子中的15的4分拆的Ferrers图的共轭图为

????

???? ??? ?? ??

定理2.6.4 正整数n的k分拆的个数等于n的最大分部量为k的分拆数。

定理2.6.5 正整数n的自共轭分拆的个数等于n的各分部量都是奇数且两两不等的的分拆的个数。

定理2.6.6 正整数n的分部量两两不等的分拆的个数等于n的各分部量都是奇数的分拆的个数。

第七节 分配问题

分配问题的叙述是:把n个球放到r个盒子里,共有多少种不同方案? 本问题的解答须考虑三个方面的因素: 1、n个球是完全相同的还是完全不同的; 2、n个盒子是完全相同的还是完全不同的; 3、是否允许有空盒。

n个球 不 同 不 同 不 同 不 同 相 同 相 同 相 同 相 同 分配方案数表 r个盒子 允许空盒? 不 同 允 许 不 同 不允许 相 同 相 同 不 同 不 同 相 同 相 同 允 许 不允许 允 许 不允许 r分配方案数 rn r!S(n,r) ?S(n,i)i?1rS(n,r) nCn?r?1 r?1Cn?1 允 许 不允许 ?B(n,i)i?1B(n,r)

例1 桥牌时,52张牌分发给4个人,每人13张,问每人有一张A的概率是多少?

解: 每人有一张A的概率是 (13!)4?48!?4!?10.55%。 4(12!)?52!

例2 (x?y?z)4的展开式有多少项?

?4?3?1?解: 共有N????15项。分别为

4??x4,x3y,x3z,x2yz,x2y2,x2z2,xy3,xz3,xyz2,xy2z,y2z2,y3z,z3y,y4,z4。

例3 会议室中有2n+1个座位,现排成3排,要求任何两排的座位都要占大多数。问有多少种排法。

例4 把4个相同的橘子和6个不同的苹果放到5个不同的盒子里,问每个盒子里有2个水果的概率有多大?

本章小结:

从上面所学内容,我们可以看到,计数问题最本质的处理方法就是配对与分组。分组不难理解,而所谓配对法就是若想计算某集合A的元素个数A,其关键是寻找一个既能与A建立一一对应又便于计数的集合B。因此,配对法实质上是一种转换

法,它把求A的问题转化为求B的问题。至于寻找合适的集合B,往往需要相当的技巧。


《组合数学及其应用》教案 - 图文(4).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:课堂教学中发挥学生主体作用的几点粗浅之见

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: