组合答案第一章
- 格式:doc
- 大小:59.50 KB
- 文档页数:4
组合数学卢开澄课后习题答案组合数学是一门研究离散结构和组合对象的数学学科,它广泛应用于计算机科学、统计学、密码学等领域。
卢开澄是中国著名的组合数学家,他的教材《组合数学》是该领域的经典之作。
在学习组合数学的过程中,课后习题是巩固知识、提高能力的重要途径。
下面我将为大家提供一些卢开澄课后习题的答案。
第一章:集合与命题逻辑1.1 集合及其运算习题1:设集合A={1,2,3},B={2,3,4},求A∪B和A∩B的结果。
答案:A∪B={1,2,3,4},A∩B={2,3}。
习题2:证明若A∩B=A∩C,且A∪B=A∪C,则B=C。
答案:首先,由A∩B=A∩C可得B⊆C,同理可得C⊆B,因此B=C。
然后,由A∪B=A∪C可得B⊆C,同理可得C⊆B,因此B=C。
综上所述,B=C。
1.2 命题逻辑习题1:将下列命题用命题变元表示:(1)如果今天下雨,那么我就带伞。
(2)要么他很聪明,要么他很勤奋。
答案:(1)命题变元P表示今天下雨,命题变元Q表示我带伞,命题可表示为P→Q。
(2)命题变元P表示他很聪明,命题变元Q表示他很勤奋,命题可表示为P∨Q。
习题2:判断下列命题是否为永真式、矛盾式或可满足式:(1)(P∨Q)→(P∧Q)(2)(P→Q)∧(Q→P)答案:(1)该命题为可满足式,因为当P为真,Q为假时,命题为真。
(2)该命题为永真式,因为无论P和Q取何值,命题都为真。
第二章:排列与组合2.1 排列习题1:从10个人中选取3个人,按照顺序排成一队,有多少种不同的结果?答案:根据排列的计算公式,共有10×9×8=720种不同的结果。
习题2:从10个人中选取3个人,不考虑顺序,有多少种不同的结果?答案:根据组合的计算公式,共有C(10,3)=120种不同的结果。
2.2 组合习题1:证明组合恒等式C(n,k)=C(n,n-k)。
答案:根据组合的计算公式可得C(n,k)=C(n,n-k),因此组合恒等式成立。
第一章答案 第二章答案 第三章答案 第四章答案第一章答案1.(a) 45 ( {1,6},{2,7},{3,8},…,{45,50} )(b) 45⨯5+(4+3+2+1) = 235( 1→2~6, 2→3~7, 3→4~8, …,45→46~50, 46→47~50, 47→48~50, 48→49~50, 49→50 ) 2.(a) 5!8! (b) 7! P(8,5) (c) 2 P(5,3) 8! 3. (a) n!P(n+1, m) (b) n!(m+1)! (c) 2!((m+n-2)+1)! 4. 2 P(24,5) 20!5. 因首数字可分别为偶数或奇数,知结果为 2⨯5⨯P(8,2)+3⨯4⨯P(8,2).6. (n+1)!-17. 用数学归纳法易证。
8. 两数的公共部分为240530, 故全部公因数均形如2m 5n ,个数为41⨯31. 9. 设有素数因子分解 n=p 1n 11p 2 n 22…p k n k k , 则n 2的除数个数为( 2n 1+1) (2n 2+1) …(2n k +1).10.1)用数学归纳法可证n 能表示成题中表达式的形式;2)如果某n 可以表示成题中表达式的形式,则等式两端除以2取余数,可以确定a 1;再对等式两端的商除以3取余数,又可得a 2;对等式两端的商除以4取余数,又可得a 3;…;这说明表达式是唯一的。
11.易用C(m,n)=m!/(n!(m-n)!)验证等式成立。
组合意义:右:从n 个不同元素中任取r+1个出来,再从这r+1个中取一个的全体组合的个数;左:上述组合中,先从n 个不同元素中任取1个出来,每一个相同的组合要生复 C(n-1,r) 次。
12.考虑,)1(,)1(1010-=-=+=+=∑∑n nk k k n nnk kk nx n x kC x x C 求导数后有令x=1, 即知.210-==∑n nk k n n kC13. 设此n 个不同的数由小到大排列后为a 1, a 2, …, a n 。
第1章 排列与组合1.1 从{1,2,…,50}中找一双数{a,b},使其满足:()5;() 5.a ab b a b -=-≤[解] (a) 5=-b a将上式分解,得到55a b a b -=+⎧⎨-=-⎩a =b –5,a=1,2,…,45时,b =6,7,…,50。
满足a=b-5的点共50-5=45个点. a = b+5,a=5,6,…,50时,b =0,1,2,…,45。
满足a=b+5的点共45个点. 所以,共计2×45=90个点. (b) 5≤-b a(610)511(454)1651141531+⨯+⨯-=⨯+⨯=个点。
1.2 5个女生,7个男生进行排列,(a) 若女生在一起有多少种不同的排列? (b) 女生两两不相邻有多少种不同的排列?(c) 两男生A 和B 之间正好有3个女生的排列是多少?[解] (a) 女生在一起当作一个人,先排列,然后将女生重新排列。
(7+1)!×5!=8!×5!=40320×120=4838400(b) 先将男生排列有7!种方案,共有8个空隙,将5个女生插入,故需从8个空中选5个空隙,有58C 种选择。
将女生插入,有5!种方案。
故按乘法原理,有:7!×58C ×5!=33868800(种)方案。
(c) 先从5个女生中选3个女生放入A ,B 之间,有35C 种方案,在让3个女生排列,有3!种排列,将这5个人看作一个人,再与其余7个人一块排列,有(7+1)! = 8!由于A ,B 可交换,如图**A***B** 或 **B***A**故按乘法原理,有:2×35C ×3!×8!=4838400(种)1.3 m 个男生,n 个女生,排成一行,其中m ,n 都是正整数,若(a) 男生不相邻(m ≤n+1); (b) n 个女生形成一个整体; (c) 男生A 和女生B 排在一起; 分别讨论有多少种方案.[解] (a) 先将n 个女生排列,有n!种方法,共有n+1个空隙,选出m 个空隙,共有mn C 1+种方法,再插入男生,有m!种方法,按乘法原理,有:n!×mn C 1+×m!=n!×)!1(!)!1(m n m n -++×m!=)!1()!1(!m n n n -++种方案。
1第一章 排列组合1、 在小于2000的数中,有多少个正整数含有数字2?解:千位数为1或0,百位数为2的正整数个数为:2*1*10*10;千位数为1或0,百位数不为2,十位数为2的正整数个数为:2*9*1*10; 千位数为1或0,百位数和十位数皆不为2,个位数为2的正整数个数为:2*9*9*1;故满足题意的整数个数为:2*1*10*10+2*9*1*10+2*9*9*1=542。
2、 在所有7位01串中,同时含有“101”串和“11”串的有多少个? 解:(1) 串中有6个1:1个0有5个位置可以插入:5种。
(2) 串中有5个1,除去0111110,个数为()62-1=14。
(或:()()4142*2+=14)(3)串中有4个1:分两种情况:①3个0单独插入,出去1010101,共()53-1种;②其中两个0一组,另外一个单独,则有()()2*)2,2(4152-P 种。
(4)串中有3个1:串只能为**1101**或**1011**,故共4*2种。
所以满足条件的串共48个。
3、一学生在搜索2004年1月份某领域的论文时,共找到中文的10篇,英文的12篇,德文的5篇,法文的6篇,且所有的都不相同。
如果他只需要2篇,但必须是不同语言的,那么他共有多少种选择? 解:10*12+10*5+10*6+12*5+12*6+5*64、设由1,2,3,4,5,6组成的各位数字互异的4位偶数共有n 个,其和为m 。
求n 和m 。
解:由1,2,3,4,5,6组成的各位数字互异,且个位数字为2,4,6的偶数均有P(5,3)=60个,于是:n = 60*3 = 180。
以a 1,a 2,a 3,a 4分别表示这180个偶数的个位、十位、百位、千位数字之和,则m = a 1+10a 2+100a 3+1000a 4。
因为个位数字为2,4,6的偶数各有60个,故 a 1 = (2+4+6)*60=720。
因为千(百,十)位数字为1,3,5的偶数各有3*P(4,2) = 36个,为2,4,6的偶数各有2*P(4,2) = 24个,故a 2 = a 3 = a 4 = (1+3+5)*36 + (2+4+6)*24 = 612。
第一章课后习题答案1、5个女生,7个男生进行排列,(a) 若女生在一起有多少种不同的排列?(b) 女生两两不相邻有多少种不同的排列?(c) 两男生A和B之间正好有3个女生的排列是多少?解:(a) 若女生在一起,可将5个女生看作一个整体参与排列,有8!种方式,然后5个女生再进行排列,有5!种方式,根据乘法法则,共有8!5!种方式。
(b) 若女生两两不相邻,可将7个男生进行排列,有7!种方式,考虑到两个男生之间的6个位置和两头的2个位置,每个位置安排一个女生均符合题意,故从中选出5个位置,然后5个女生再进行排列,按顺序安排到这5个位置,有C(8, 5)5!种方式,根据乘法法则,共有7!C(8, 5)5!=7!P(8, 5)种方式。
(c) 若两男生A和B之间正好有3个女生,可以按照顺序操作如下:首先将女生分为两组,一组3人,一组2人,有C(5, 3)种方式;将男生A和B看作一个整体,加上其他5个男生,2人一组的女生进行排列,有8!种方式;将3人一组的女生安排到男生A和B之间进行排列,有3!种方式;男生A和B进行排列,有2!种方式。
根据乘法法则,所求的排列方式为8!C(5, 3)3!2!=8!P(5, 3)2!2、求3000到8000之间的奇整数的数目,而且没有相同的数字。
解:设介于3000到8000之间的奇整数表示为abcd,则a∈{3, 4, 5, 6, 7}, d∈{1, 3, 5, 7, 9},对a进行分类如下:(1) 若a∈{3, 5, 7},则d有4种选取方式,bc有P(8, 2)种方式,根据乘法法则,此类数字有3⨯4⨯P(8, 2)=672个(2) 若a∈{4, 6},则d有5种选取方式,bc仍有P(8, 2)种方式,根据乘法法则,此类数字有2⨯5⨯P(8, 2)=560个根据加法法则,3000到8000之间数字不同的奇整数的数目为672+560=1232个3、证明nC(n-1, r)=(r+1)C(n, r+1),并给出组合解释。
人教七上数学同步反馈2018年8月有理数加减法1.某天上午的温度是5℃,中午又上升了3℃,下午由于冷空气南下,到夜间又下降了9℃,则这天夜间的温度是 ℃。
2.直接写出答案(1)(-2.8)+(+1.9)= ,(2)10.75(3)4--= ,(3)0(12.19)--= ,(4)3(2)---= 3. 已知两个数556和283-,这两个数的相反数的和是 。
4. 将()()()6372-+--+-中的减法改成加法并写成省略加号的代数和的形式应是 。
5. 已知m 是6的相反数,n 比m 的相反数小2,则m n -等于 。
6.在-13与23之间插入三个数,使这5个数中每相邻两个数之间的距离相等,则这三个数的和是 。
7. 小明写作业时不慎将墨水滴在数轴上,根据图中的数值,判定墨迹盖住部分的整数的和是 .二.选择:8.下列交换加数的位置的变形中,正确的是( )A 、14541445-+-=-+-B 、1311131134644436-+--=+-- C 、 12342143-+-=-+- D 、4.5 1.7 2.5 1.8 4.5 2.5 1.8 1.7--+=-+-9. 下列计算结果中等于3的是( )A. 74-++B. ()()74-++C. 74++-D. ()()74+--10. 下列说法正确的是( )A. 两个数之差一定小于被减数B. 减去一个负数,差一定大于被减数C. 减去一个正数,差一定大于被减数D. 0减去任何数,差都是负数11.校、家、书店依次坐落在一条南北走向的大街上,学校在家的南边20米,书店在家北边100米,张明同学从家里出发,向北走了50米,接着又向北走了-70米,此时张明的位置在A. 在家B. 在学校C. 在书店D. 不在上述地方12、火车票上的车次号有两个意义,一是数字越小表示车速越快,1~98次为特快列车,101~198次为直快列车,301~398次为普快列车,401~498次为普客列车;二是单数与双数表示不同的行驶方向,其中单数表示从北京开出,双数表示开往北京,根据以上规定,杭州开往北京的某一直快列车的车次号可能是( )(A) 20 (B) 119 (C) 120 (D) 31913. 计算:①-57+(+101) ②90-(-3)③-0.5-(-341)+2.75-(+721) ④712143269696⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----++- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⑤ ()34187.5213772⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+-+-++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ⑥ ()232321 1.75343⎛⎫⎛⎫⎛⎫------+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭14. 某检修小组乘汽车沿公路检修线路,约定前进为正,后退为负,某天自O 地出发到收工时所走路线(单位:千米)为:+10、-3、+4、+2、-8、+13、-2、+12、+8、+5(1)问收工时距O 地多远?(2)若每千米耗油0.2升,从O 地出发到收工时共耗油多少升?15、某商场老板对今年上半年每月的利润作了如下记录:1、2、5、6月盈利分别是13万元、12万元、12.5万元、10万元,3、4月亏损分别是0.7万元和0.8万元。
(新教材)北师大版精品数学资料第一章§3一、选择题1.甲组有5名男同学、3名女同学;乙组有6名男同学、2名女同学.若从甲、乙两组中各选出2名同学,则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有() A.150种B.180种C.300种D.345种[答案] D[解析]由已知4人中恰有1名女同学分为两类:甲组中一女一男,乙组中两男,有C13·C15·C26=225(种)选法;甲组中两男,乙组中一女一男,有C12·C16·C25=120(种)选法;由分类计数原理,可知共有225+120=345(种)选法.2.某班级要从4名男生,2名女生中选派4人参加社区服务,如果要求至少有1名女生参加,那么不同的选派方案种数为()A.14 B.15C.120 D.119[答案] A[解析]方法一:至少有1名女生,可分为两种情况:1名女生3名男生;2名女生2名男生,所以不同的选派方案种数为C12C34+C22C24=14.方法二:6人中选4人的方案共有C46=15种,没有女生的方案只有1种,所以满足要求的选派方案种数为15-1=14.3.(2014·全国大纲理,5)有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组,则不同的选法共有()A.60种B.70种C.75种D.150种[答案] C[解析]本题考查了分步计数原量和组合的运算,从6名男医生选2人有C2=15种选6法,从5名女医生选1人有C15=5种选法,所以由分步计数原理可知共有15×5=75种不同的选法.解决排列组合问题要首先确定是排列问题还是组合问题,是分步还是分类.然后解决问题.二、填空题4.有3张参观券,要在5人中确定3人去参观,不同方法的种数是________(用数字作答).[答案]10[解析]由于选出的人无角色差异,所以是组合问题,不同方法种数为C35=5×4×3 3×2×1=10.5.从1,3,5,7中任取2个数字,从0,2,4,6,8中任取2个数字组成没有重复数字的四位数,其中能被5整除的四位数共有________个(用数字作答).[答案]300[解析]能被5整除,个位数字只能是0或5,共分三种情况:(1)只含有数字5,则5一定位于个位上,从1,3,7中选一个,有C13种选法,再从2,4,6,8中选两个,有C24种选法,然后将这三个数进行全排列,有A33种方法,故共有C13·C24·A33=108个数;(2)同理只含有数字0,有C23·C14·A33=72个数;(3)既有5又有0,则有两种情况;0位于个位共有C13·C14·A33个数;5位于个位共有C13·C14·C12·A22个数.故共有C13·C14·A33+C13·C14·C12·A22=120个数.所以符合题意的四位数共有108+72+120=300(个).三、解答题6.(2013·景德镇市高二质检)7名身高互不相等的学生,分别按下列要求排列,各有多少种不同的排法?(1)7人站成一排,要求最高的站在中间,并向左、右两边看,身高逐个递减;(2)任取6名学生,排成二排三列,使每一列的前排学生比后排学生矮.[解析](1)第一步,将最高的安排在中间只有1种方法;第二步,从剩下的6人中选取3人安排在一侧有C36种选法,对于每一种选法只有一种安排方法,第三步,将剩下3人安排在另一侧,只有一种安排方法,∴共有不同安排方案C36=20种.(2)第一步从7人中选取6人,有C67种选法;第二步从6人中选2人排一列有C26种排法,第三步,从剩下的4人中选2人排第二列有C24种排法,最后将剩下2人排在第三列,只有一种排法,故共有不同排法C67·C46·C24=630种.一、选择题1.(2014·合肥八中联考)将4个颜色互不相同的球全部收入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有() A.10种B.20种C.36种D.52种[答案] A[解析]根据2号盒子里放球的个数分类:第一类,2号盒子里放2个球,有C2种放法,4第二类,2号盒子里放3个球,有C34种放法,剩下的小球放入1号盒中,共有不同放球方法C24+C34=10种.2.如图,用四种不同颜色给图中的A、B、C、D、E、F六个点涂色,要求每个点涂一种颜色,且图中每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法共有()A.288种B.264种C.240种D.168种[答案] B[解析]当涂四色时,先涂A、E、D为A3,再从B、F、C三点选一个涂第四种颜色,4如B,再F,若F与D同色,则涂C有2种方法,若F与D异色则只有一种方法,故A34A13 (2+1)=216种.当涂三色时,先涂A、E、D为C34A33,再涂B有2种,F、C各为一种,故C34A33×2=48,故共有216+48=264种,故选B.3.把4个苹果分给两个人,每人至少一个,不同分法种数有()A.6 B.12C.14 D.16[答案] C[解析]有两类分法①一人3个,一个1个有C3C11A22种分法,②每人各2个有C24C22种4分法.所以共有C34A22+C24C22=14种不同的分法,选C.4.某城市街道如图,某人要走最短路程从A地前往B地,则不同走法有()A.8种B.10种C.12种D.32种[答案] B[解析]因为从A地到B地路程最短,我们可以在地面画出模型,实地实验探究一下走法可得出:①要走的路程最短必须走5步,且不能重复.②向东的走法定出后,向南的走法随之确定.所以我们只要确定出向东的三步或向南的两步走法有多少种即可.故有不同走法有C35=C25=10种.选B.5.(2012·陕西理,8)两人进行乒乓球比赛,先赢3局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A.10种B.15种C.20种D.30种[答案] C[解析]本题考查了排列组合知识与分类讨论的思想.由题意知,打三局,有两种情形;打四局2C13种情形,打五局有2(C13+C23)种情形,故共有2+6+12=20种不同情形,本题隐含两人最少打三局,最多打五局比赛终止,因此要进行合理分类.二、填空题6.某仪表显示屏上一排有7个小孔,每个小孔可显示出0或1,若每次显示其中三个孔,但相邻的两孔不能同时显示,则这种显示屏可以显示的不同信号的种数是________种.[答案]80[解析]显示的孔不相邻,用插空法,4个不显示孔形成5个空当.∴有C35种选法.每个孔有2种显示方法.∴共有23C35=80种.7.把3名辅导老师与6名学生分成3个小组(每组1名教师,2名学生)开展实验活动,但学生甲必须与教师A在一起,这样的分组方法有________种.(用数字作答) [答案]30[解析]分别给A,B,C三位老师各安排2名学生(学生甲必须与教师A在一组),一共有C 11C 15C 24C 22=30(种)不同的分组方法.三、解答题8.(1)解方程C 3x +618=C 4x -218;(2)已知1C m 5-1C m 6=710C m 7,求C m 8; (3)计算C 37+C 47+C 58+C 69.[解析] (1)由C 3x +618=C 4x -218及组合数的性质得,3x +6=4x -2或3x +6=18-(4x -2), 解得x =8或x =2,经检验x =8不符合题意,舍去.故x =2.(2)原方程变形为m !(5-m )!5!-m !(6-m )!6!=7×m !(7-m )!10×7!即60-10(6-m )=(7-m )(6-m ), 即m 2-23m +42=0, 解得m =21或m =2, 又∵0≤m ≤5且m ∈N +,∴m =2,∴C m 8=C 28=28.(3)原式=C 48+C 58+C 69=C 59+C 69=C 610=C 410=210.[点评] 解有关组合数的不等式或方程,应注意合组数本身有意义时的未知数的取值范围.9.有4个不同的球,四个不同的盒子,把球全部放入盒内. (1)共有多少种放法?(2)恰有一个盒不放球,有多少种放法? (3)恰有一盒内有2个球,有多少种放法? (4)恰有两个盒不放球,有多少种放法? [分析] (1)可直接用分步乘法计数原理.(2)问题转化为“4个球,三个盒子,每个盒子都要放球,共有几种放法?” (3)该问题事实上与问题(2)是同一个问题.(4)问题转化为:“4个球,两个盒,每个盒必放入球,有几种放法?”[解析] (1)一个球一个球地放到盒子里去,每只球都可有4种独立的放法,由分步乘法计数原理,放法共有:44=256(种).(2)为保证“恰有一个盒子不放球”,先从四个盒子中任意拿出去1个,然后将4个球分成2,1,1的三组,有C 14·C 24种分法;再从三个盒子中选一个放两个球,其余两个球,两个盒子,全排列即可.由分步乘法计数原理,共有放法:C 14·C 24·C 13·A 22=144(种).(3)“恰有一个盒内放2个球”,即另外三个盒子中恰有一个空盒.因此,“恰有一个盒子放2球”与“恰有一个盒子不放球”是一回事.故也有144种放法.(4)先从四个盒子中任意拿走两个有C 24种,问题转化为:“4个球,两个盒子,每盒必放球,有几种放法?”从放球数目看,可分为(3,1),(2,2)两类.第一类:可从4个球中先选3个,然后放入指定的一个盒子中即可,有C 34·C 12种放法;第二类:有C 24种放法.因此共有C 34·C 12+C 24=14(种).由分步乘法计数原理得“恰有两个盒子不放球”的放法有:C 24·14=84(种).10.6个人进2间屋子: (1)每屋内至少进1人;(2)每屋都进3人,问各有多少种分配方法?[解析] (1)方法一:按第1间屋子内进人的数目可分为5类:进1人,2人,3人,4人,5人.因此,要把这5类分配进屋的方法数加起来,对于每一类而言,如“第1间屋内进4人,第2间进2人”这类分配方式,又可看成先派4人进入第1间屋,再派余下的2人进入第2间屋.这样得到C 46·C 22种进屋方法,于是总共方法为:C 16C 55+C 26C 44+C 36C 33+C 46C 22+C 56C 11=62(种).方法二:从6人进2间屋子的各种分配方法数中减去不合题意的分配方法数来计算.不合题意的分配方法只有2种,即6人全进第1间或全进第2间.即间接法解得:26-2=62(种).(2)方法一:先派3人进第1间屋,再让其余3人进第2间屋,得分配方法为:C 36·C 33=20(种).方法二:先把6人平均分成两组,方法有:C 36A 22(种),然后再分配到房间,共有C 36A 22·A 22=20(种).[点评] (1)平均分组问题:一般来说,km 个不同的元素分成k 组,每组m 个,则不同的分法有:C m km·C m(k-1)m·…·C m mA k k(种).(2)不平均分组问题:一般来说,把n个不同元素分成k组,每组分别有m1,m2,…,m k个,m1,m2,…,m k互不相等,且m1+m2+…+m k=n,则有不同的分法为:C m1n·C m2n-m1·C m3n-(m1+m2)·…·C m k m k种.如果m1,m2,…,m k中有且仅有i个相等,则不同的分法为:C m1n·C m2n-m1·C m3n-(m1+m2)·…·C m k m kA i i(种).上面的组合问题给出两个解法模型,处理此类问题的关键是充分考虑到是否与顺序有关,避免产生重复计数.。
第一章 排列组合1、 在小于2000的数中,有多少个正整数含有数字2?解:千位数为1或0,百位数为2的正整数个数为:2*1*10*10;千位数为1或0,百位数不为2,十位数为2的正整数个数为:2*9*1*10; 千位数为1或0,百位数和十位数皆不为2,个位数为2的正整数个数为:2*9*9*1;故满足题意的整数个数为:2*1*10*10+2*9*1*10+2*9*9*1=542。
2、 在所有7位01串中,同时含有“101”串和“11”串的有多少个? 解:(1) 串中有6个1:1个0有5个位置可以插入:5种。
(2) 串中有5个1,除去0111110,个数为()62-1=14。
(或:()()4142*2+=14)(3)串中有4个1:分两种情况:①3个0单独插入,出去1010101,共()53-1种;②其中两个0一组,另外一个单独,则有()()2*)2,2(4152-P 种。
(4)串中有3个1:串只能为**1101**或**1011**,故共4*2种。
所以满足条件的串共48个。
3、一学生在搜索2004年1月份某领域的论文时,共找到中文的10篇,英文的12篇,德文的5篇,法文的6篇,且所有的都不相同。
如果他只需要2篇,但必须是不同语言的,那么他共有多少种选择? 解:10*12+10*5+10*6+12*5+12*6+5*64、设由1,2,3,4,5,6组成的各位数字互异的4位偶数共有n 个,其和为m 。
求n 和m 。
解:由1,2,3,4,5,6组成的各位数字互异,且个位数字为2,4,6的偶数均有P(5,3)=60个,于是:n = 60*3 = 180。
以a 1,a 2,a 3,a 4分别表示这180个偶数的个位、十位、百位、千位数字之和,则m = a 1+10a 2+100a 3+1000a 4。
因为个位数字为2,4,6的偶数各有60个,故 a 1 = (2+4+6)*60=720。
因为千(百,十)位数字为1,3,5的偶数各有3*P(4,2) = 36个,为2,4,6的偶数各有2*P(4,2) = 24个,故a 2 = a 3 = a 4 = (1+3+5)*36 + (2+4+6)*24 = 612。
组合数学作业第一章引言Page 13, ex3,4,7,30ex3. 想象一座有64个囚室组成的监狱,这些囚室被排列成8 8棋盘。
所有相邻的囚室间都有门。
某角落处意见囚室例的囚犯被告知,如果他能够经过其它每一个囚室正好一次之后,达到对角线上相对的另一间囚室,那么他就可以获释。
他能获得自由吗?解:不能获得自由。
方法一:对64个囚室用黑白两种颜色染色,使得横和竖方向相邻的囚室颜色不同。
则对角线上两个囚室颜色为同黑或同白。
总共偶数个囚室,若能遍历且不重复,则必然是黑出发白结束,矛盾。
方法二:64个囚室,若要经过每个囚室正好一次,需要走63步,即奇数步。
不妨假设该囚犯在第1行第1列,那么到第8行第8列,横着的方向需要走奇数步,竖着的方向需要走奇数步,即总共需要偶数步。
所以不能恰好经过每个囚室一次到达对角线上的囚室。
ex4. (a) 设f(n)是用多米诺牌(2-牌)对2×n棋盘作完美覆盖的个数。
估计一下f(1),f(2),f(3),f(4)和f(5). 试寻找(或证明)这个计数函数f满足的简单关系。
利用这个关系计算f(12)。
(b) 设g(n)是用多米诺牌(2-牌)对3×n棋盘作完美覆盖的个数。
估计g(1),g(2),…,g(6).解:(a)f(1)=1, f(2)=2, f(3)=3, f(n+2)=f(n+1)+f(n)f(4)=f(3)+f(2)=5,f(5)=f(4)+f(3)=8f(6)=f(5)+f(4)=13f(7)=f(6)+f(5)=21f(8)=f(7)+f(6)=34f(9)=f(8)+f(7)=55f(10)=f(9)+f(8)=89f(11)=f(10)+f(9)=144f(12)=f(11)+f(10)=233(b) g(1)=0, g(2)=3, g(3)=0, g(4)=9+2=11, g(n+4)=4g(n+2)-g(n), g(5)=0, g(6)=41.ex7. 设a和b是正整数,且a是b的因子。
1.1 题(宗传玉)从{1,2,……50}中找两个数{a ,b},使其满足 (1)|a-b|=5; (2)|a-b|≤5; 解:(1):由|a-b|=5⇒a-b=5或者a-b=-5,由列举法得出,当a-b=5时,两数的序列为(6,1)(7,2)……(50,45),共有45对。
当a-b=-5时,两数的序列为(1,6),(2,7)……(45,50)也有45对。
所以这样的序列有90对。
(2):由题意知,|a-b|≤5⇒|a-b|=1或|a-b|=2或|a-b|=3或|a-b|=4或|a-b|=5或|a-b|=0;由上题知当|a-b|=5时 有90对序列。
当|a-b|=1时,两数的序列有(1,2),(3,4),(2,1)(1,2)……(49,50),(50,49)这样的序列有49*2=98对。
当此类推当|a-b|=2,序列有48*2=96对,当|a-b|=3时,序列有47*2=94对,当|a-b|=4时,序列有46*2=92对,当|a-b|=0时有50对所以总的序列数=90+98+96+94+92+50=520 1.2题(王星) 解:(a )可将5个女生看作一个单位,共八个单位进行全排列得到排列数为: 8!×5!,(b )用x 表示男生,y 表示空缺,先将男生放置好,共有8个空缺, Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y X Y 在其中任取5个得到女生两两不相邻的排列数: C (8,5)×7!×5!(c )先取两个男生和3个女生做排列,情况如下:6. 若A ,B 之间存在0个男生, A ,B 之间共有3个人,所有的排列应为 P6=C(5,3)*3!*8!*21.若A ,B 之间存在1个男生, A ,B 之间共有4个人,所有的排列应为 P1= C(5,1)*C(5,3)*4!*7!*22.若A ,B 之间存在2个男生,A ,B 之间共有5个人,所有的排列应为 P2=C(5,2)*C(5,3)*5!*6!*23.2.若A ,B 之间存在3个男生,A ,B 之间共有6个人,所有的排列应为 P3=C(5,3)*C(5,3)*6!*5!*24.若A ,B 之间存在4个男生,A ,B 之间共有7个人,所有的排列应为 P4=C(5,4)*C(5,3)*7!*4!*25.若A ,B 之间存在5个男生,A ,B 之间共有8个人,所有的排列应为 P5=C(5,5)*C(5,3)*8!*3!*2 所以总的排列数为上述6种情况之和。
1.1 从{}5021,,,⋅⋅⋅中找两个数{}b a ,,使其满足 (1) 5||=-b a ;(2)5||≤-b a解:(1)根据5||=-b a 可得 55-=-=-b a b a 或则有种种4545 共有90种。
(2)根据5||≤-b a 得 )50,,2,1(,55{⋅⋅⋅∈+≤≤-b a b a b则:当5≤b 时,有 1=b , 61≤≤a , 则有 6种 2=b , 71≤≤a , 则有7种 3=b , 81≤≤a , 则有8种 4=b , 91≤≤a , 则有 9种5=b , 101≤≤a , 则有10种当455≤<b 时,有 6=b , 111≤≤a , 则有 11种7=b , 122≤≤a , 则有 11种. . . . . . . . .45=b , 5040≤≤a , 则有11种当5045≤<b 时,有 46=b , 5041≤≤a , 则有 10种 47=b , 5042≤≤a , 则有 9种48=b , 5043≤≤a , 则有 8种49=b , 5044≤≤a , 则有 7种50=b , 5045≤≤a , 则有 6种故:共 种520)678910(21140=+++++⨯1.2 (1)先把女生进行排列,方案为5!,然后把女生看成1个人和7个男生进行排列,总方案数为5!×8!(2)女生不相邻,则先把男生进行排列,方案为7!再把女生插入男生之间的8个空位种的任意5个,总方案数为7!×58P(3)应该是A 女生x 女生y 女生z B,或是B 女生x 女生y 女生z A 的形式,从5个女生中选出3人进行排列,方案为35P ,考虑A,B 可以换位,方案为2×35P ,然后把这个看成一个整体,和剩下的2个女生,5个男生,一共7个人进行排列,总方案数2×35P ×8!1.3 m 个男生,n 个女生,排成一行,其中m,n 都是正整数,若(a )男生不相邻(m ≤n+1); (b )n 个女生形成一个整体; (c )男生A 和女生B 排在一起; 分别讨论有多少种方案。
TRIZ第一章答案1从社会学的角度看,什么是创新?其本质和核心是什么?从工程的角度看,创新的目的是什么?答:1.从社会学角度来看,创新是指人们为了发展的需要,运用已知的信息,不断突破常规,发现或产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的新事物新思想的活动。
2.创新的本质是突破,即突破旧的思维定式、旧的常规戒律。
创新活动的核心是“新”,它或者是产品的结构、性能和外部特征的变革,或是造型设计、内容的表现形式和手段的创造,或者是内容的丰富和完善。
3.从工程角度看,创新的目的是设计出一个新的产品或将新技术、新工艺、新的管理方法等应用到实际工作中去,并产生良好的经济价值或社会价值。
2什么是产品创新和技术创新?说明它们之间的联系与区别。
答:1.产品创新是指创造某种新产品或对某一新或老产品的功能进行再设计的过程,包括全新产品创新和改进产品创新过程。
2.技术创新是指改进或创造新的产品、生产过程或服务方式的技术活动。
3.技术创新和产品创新有密切关系又有所区别。
技术的创新可能带来但未必带来产品的创新,产品的创新可能需要但未必需要技术的创新。
产品创新侧重于商业和设计行为,具有成果的特征,因而具有更外在的表现;技术创新具有过程的特征,往往表现的更加内在。
产品创新可能包含技术创新的成分,还可能包含商业创新和设计创新成分。
技术创新可能并不带来产品的改变,而仅仅带来成本的降低、效率的提高。
另一方面,新技术的诞生,往往可以带来全新的产品,技术研发往往对应于产品或者着眼于产品的创新;而新的产品构想,往往需要新的技术才能实现。
3在TRIZ创新方法中,怎样表达工程技术问题?工程技术问题可分为通常问题和发明问题,它们有什么特点?如何解决?答:在工程技术活动过程中,会碰到非常多的工程技术问题。
对于问题的定义,很难有一个精确的表述,但一般来说,问题具备三个基本要素:和问题相关与表达、构成问题的结论描述以及问题的正确解决方法。
因此,我们可认为,问题可以表达为“事物期望或应该具有的状态与目前状态的差异”解决问题的过程就就是逐步缩小这种差异的过程。
★★★第一章:★★★1、用六种方法求839647521之后的第999个排列。
提示:先把999换算成递增或递减进位制数,加到中介数上,就不用计算序号了。
解:字典序法递增进位制法递减进位制法邻位对换法839647521的中介数72642321↑67342221↑12224376↓10121372↓999的中介数121211↑121211↑1670↓1670↓839647521后999的中介数73104210↑67504110↑12230366↓10123362↓839647521后999个的排列842196537 859713426 389547216 →3←8→4→5→7→6←9←21★★★第二章★★★例5:10个数字(0到9)和4个四则运算符(+,-,×,÷) 组成的14个元素。
求由其中的n个元素的排列构成一算术表达式的个数。
因所求的n个元素的排列是算术表达式,故从左向右的最后一个符号必然是数字。
而第n-1位有两种可能,一是数字,一是运算符。
如若第n-1位是十个数字之一,则前n-1位必然构成一算术表达式。
10a n-1如若不然,即第n-1位是4个运算符之一,则前n-2位必然是算术表达式。
40a n-2,根据以上分析,令a n表示n个元素排列成算术表达式的个数。
则a2=120指的是从0到99的100个数,以及±0,±1,...,±9,利用递推关系(2-8-1),得a0=1/2特征多项式x2-10x-40 。
它的根是解方程得例7:平面上有一点P,它是n个域D1,D2,...,D n的共同交界点,见图2-8-4现取k种颜色对这n个域进行着色,要求相邻两个域着的颜色不同。
试求着色的方案数。
令a n表示这n个域的着色方案数。
无非有两种情况(1)D1和D n-1有相同的颜色;(2)D1和D n-1所着颜色不同。
第一种情形,域有k-1种颜色可用,即D1D n-1域所用颜色除外;而且从D1到D n-2的着色方案,和n-2个域的着色方案一一对应。
1.35凸10 边形的任意三个对角线不共点,试求这凸10 边形的对角线交于多少个点?
解:根据题意,每4 个点可得到两条对角线,1 个对角线交点,从10 个顶点任取4 个的方案有C(10,4)中,即交于210 个点。
1.36试证一整数是另一个整数的平方的必要条件是除尽它的数目为奇数。
证:设,p1、p2、…、p l是l个不同的素数,每个能整除尽数n的正整数都可以选取每个素数p i从0到a i次,即每个素数有a i+1种选择,所以能整除n的正整数
数目为(a1+1)·(a2+1)·…·(a l+1)个。
而,能被(2a1+1)·(2a2+1)·…·(2a l+1)个数整除,2a i+1为奇数(0≤i≤l),所以乘积为奇数。
证毕。
1.37给出
的组合意义.
解:如图:
可看作是格路问题:左边第i项为从点C到点(-1,i)直接经过(0,i)的路径,再到点B的所有路径数。
左边所有项的和就是从点C到B的所有路径数即为右边的意义。
1.38给出的组合意义。
解:C(n+1,r+1)是指从n+1个元素a1, a2,…,a n+1中任取r+1个进行组合的方案数。
左边:若一定要选a n+1,则方案数为C(n,r).若不选a n+1,一定要选a n,则方案数为C(n-1,r).若不选a n+1,a n,…a r+2,则方案数为C(r,r). 所有这些可能性相加就得到了总方案数。
1.39证明:
证:组合意义,右边:m个球,从中取n个,放入两个盒子,n个球中每个球都有两种放法,得到可能的方案数。
左边:第i项的意义是一个盒子中放i个,另一个盒子放n-i个,所有的方案数相
加应该等于右边。
证毕。
1.40 从n个人中选r个围成一圆圈,问有多少种不同的方案?
解:圆排列:共有P(n,r)/r种不同的方案。
1.43对于给定的正整数n,证明当时,C(n,k)是最大值。
证:取C(n,k)和C(n,k-1)进行比较。
C(n,k)/C(n,k-1)=(n-k+1)/k。
当k>n/2时,(n-k+1)/k<1,即C(n,k)<C(n,k-1)
当k>n/2时,(n-k+1)/k>1,即C(n,k)>C(n,k-1)得到当k为最接近n/2的数时,C(n,k)取到最大值。
1.44 (a)用组合方法证明和都是整数. (b)证明是整数.
证:(a)设有2n个不同球放入n个不同的盒子里,每盒两个,这个方案数应该是整数。
对
2n个球进行排列得到方案数为(2n)!。
而把2个球放入同一个盒子里不计顺序,应该把全排列数除掉这些重复计算的次数,n个盒子内部的排列共重复计算了2 次。
得到2n个不同球放入n个不同的盒子里,每盒两个的方案数(2n)!/2 若有3n个不同的球,放入n个不同盒子,故同理得(3n)!/(3!)是整数。
(b)有n个不同的球,放入n个相同的盒子里,每盒n个,求方案数,方案数应该是一个整数。
按前面(a)的方法,应该得到(n2)!/(n!)n是整数。
另外由于n个盒子相同,放入不同的盒子是没有区别的,应该把n个盒子的排列数n!除去。
因此得到(n2)!/(n!)n+1是整数。
1.45 (a)在2n个球中,有n个相同,求从这2n个球中选取n个的方案数。
(b)在3n+1个球中,有n个相同,求从这3n+1个球中选取n个的方案数.
解:(a) 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个相同的小球中取出n-m个小球。
共有方案: C(n,0)+C(n,1)+…+C(n,n)=2n种。
(b)相当于从2n+1个不同的小球中分别取出m个小球(0≤m≤n),再从n个相同的小球中取
出n-m个小球。
共有方案: C(2n+1,0)+C(2n+1,1)+…+C(2n+1,n)种。
1.46证明在由字母表{0,1,2}生成的长度为n的字符串中.
(a)0出现偶数次的字符串有个;
(b),其中.
证:(a)归纳法:当n=1时,0出现偶数次的字符串有(31+1)/2=2个(即1,2),成立。
假设当n=k时,0出现偶数次的字符串有(3k+1)/2种。
总的字符串有3种。
0出现奇数次的字符串有(3k-1)/2种。
当n=k+1时,0出现偶数次的字符串包括两部分:
n=k时,0出现偶数次再增加一位不是0的,共有2(3k+1)/2种,0出现奇数次再增加一位0,共有(3k-1)/2种。
所以共有2(3k+1)/2+(3k-1)/2=(3k+1+1)/2种,证毕。
(b) 等式左边第m项是0出现m次的字符串数,总和就是0出现偶数次的字符串数,右边由(a)得是0出现偶数次的字符串数,两边显然相等。
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)(m-2n)3。
所以总的方案数为.
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(弱领先条件),即从(0,0)到(n,n),只能从对角线上方走,可以碰到对角线,故方案数为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,有多少种选取方案?
解:设从1~n中选取互不相邻的k个数的方案数为g(n,k),若选n,则方案数为g(n-2,k-1),若不选n则方案数为g(n-1,k)。
显然,g(n,k)=g(n-2,k-1)+g(n-1,k).且只有当n≥2k-1时,g(n,k)>0,否则g(n,k)=0.可给定初始值g(2k-1,k)=1,g(2k-2,k)=0。
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)·2+C(4,1)·3=36.
(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 若k 为偶数,总方案数为
1.51 从N={1,2,…,20}中选出3个数,使得没有两个数相邻,问有多少种方案?
解:相当于从N={1,2,…,20}个数中取3个作不相邻的组合,故方案数为C(20-3+1,3)=C(18,3)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。
解:共有C(n-k+1,k)中方案数。
1.53 把n 个无区别的球放进有标志1,2,…,n 的n 个盒子中,求不同方案数。
解:有C(n+n-1,n)=C(2n-1,n)种方案。
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。
1.56 n 个男人和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<n ,沿一圆桌坐下,求无两个女人并坐的方案数。
解:n 个男的沿一圆桌坐下,留出了n 个空档,刚好坐n 个女人。
n 个男的作圆桌排列有n!/n 种方案,n 个女的坐n 个位置又有n!种方案,根据乘法原则总共有 (n!)2/n 种方案。
如果只有m 个女的(m<n ),则只需从n 个空当中选m 个作排列,所以m 女n 男(m<n )沿一圆桌坐下无两个女人并坐的方案数有(n!/n)* P(n,m)。
1.57 n 个人分别沿着两圆桌坐下,一张r 个人,另一张n-r 个人,试问有多少种不同的方案? 解:有)
(!r n r n 种方案。