组合数学作业答案解析
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习题二证明:在一个至少有2人的小组中,总存在两个人,他们在组内所认识的人数相同。
证明:假设没有人谁都不认识:那么每个人认识的人数都为[1,n-1],由鸽巢原理知,n个人认识的人数有n-1种,那么至少有2个人认识的人数相同。
假设有1人谁都不认识:那么其他n-1人认识的人数都为[1,n-2],由鸽巢原理知,n-1个人认识的人数有n-2种,那么至少有2个人认识的人数相同。
假设至少有两人谁都不认识,则认识的人数为0的至少有两人。
任取11个整数,求证其中至少有两个数的差是10的整数倍。
证明:对于任意的一个整数,它除以10的余数只能有10种情况:0,1,…,9。
现在有11个整数,由鸽巢原理知,至少有2个整数的余数相同,则这两个整数的差必是10的整数倍。
证明:平面上任取5个坐标为整数的点,则其中至少有两个点,由它们所连线段的中点的坐标也是整数。
证明:有5个坐标,每个坐标只有4种可能的情况:(奇数,偶数);(奇数,奇数);(偶数,偶数);(偶数,奇数)。
由鸽巢原理知,至少有2个坐标的情况相同。
又要想使中点的坐标也是整数,则其两点连线的坐标之和为偶数。
因为奇数+奇数= 偶数;偶数+偶数=偶数。
因此只需找以上2个情况相同的点。
而已证明:存在至少2个坐标的情况相同。
证明成立。
一次选秀活动,每个人表演后可能得到的结果分别为“通过”、“淘汰”和“待定”,至少有多少人参加才能保证必有100个人得到相同的结果证明:根据推论2.2.1,若将3*(100-1)+1=298个人得到3种结果,必有100人得到相同结果。
一个袋子里装了100个苹果、100个香蕉、100个橘子和100个梨。
那么至少取出多少水果后能够保证已经拿出20个相同种类的水果证明:根据推论2.2.1,若将4*(20-1)+ 1 = 77个水果取出,必有20个相同种类的水果。
证明:在任意选取的n+2个正整数中存在两个正整数,其差或和能被2n整除。
(书上例题2.1.3)证明:对于任意一个整数,它除以2n的余数显然只有2n种情况,即:0,1,2,…,2n-2,2n-1。
组合(一)课后作业详细解析1.以下四个命题,属于组合问题的是()A.从3个不同的小球中,取出2个排成一列B.老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌C.在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星D.从13位司机中任选出两位开同一辆车往返甲、乙两地答案C 解析只有从100位幸运观众中选出2名幸运之星,与顺序无关,是组合问题.2.C 26+C 57的值为()解析C 26+C 57=C 26+C 27=6×52×1+7×62×1=15+21=36.3.A 3101C 2100+C 97100等于()解析A 3101C 2100+C 97100=A 3101C 2100+C 3100=A 3101C 3101=A 33=6.4.若集合M ={x |C x 7≤21},则组成集合M 的元素共有()A.1个B.3个C.6个D.7个答案B 解析∵C 07=1,C 17=7,C 27=7×62!=21,∴x =0,1,2.5.若C 2n -320=C n +220(n ∈N *),则n 等于()解析由题意知2n -3=n +2或2n -3+n +2=20,则n =5或7.6.组合数C r n (n >r ≥1,n 、r ∈Z )恒等于()A.r +1n +1C r -1n -1 B.(n +1)(r +1)C r -1n -1C.nr C r -1n -1 D.n rC r -1n -1答案D 解析A 中r +1n +1C r -1n -1=r +1n +1·(n -1)(n -2)…(n -r +1)(r -1)!=r (r +1)n (n +1)C r n ;B 中(n +1)(r +1)C r -1n -1=(n +1)(r +1)·(n -1)(n -2)…(n -r +1)(r -1)!=r (n +1)(r +1)nC r n ;C 中nr C r -1n -1=nr ·(n -1)(n -2)(n -3)…(n -r +1)(r -1)!=r 2C r n ;D 中n r C r -1n -1=n r ·(n -1)(n -2)…(n -r +1)(r -1)!=C r n .7.已知C 4n ,C 5n ,C 6n 成等差数列,则C 12n =________.答案91解析∵C 4n ,C 5n ,C 6n 成等差数列,∴2C 5n =C 4n +C 6n ,∴2×n !5!(n -5)!=n !4!(n -4)!+n !6!(n -6)!整理得n 2-21n +98=0,解得n =14,n =7(舍去),则C 1214=C 214=91.。
组合数学题目及标准答案组合数学例1: 将8个“车”放在8×8的国际象棋棋盘上,如果它们两两均不能互吃,那么称8个“车”处于一个安全状态。
问共有多少种不同的安全状态?解:8个“车”处于安全状态当且仅当它们处于不同的8行和8列上。
用一个排列a1,a2,…,a8 ,对应于一个安全状态,使ai 表示第i 行的ai 列上放置一个“车”。
这种对应显然是一对一的。
因此,安全状态的总数等于这8个数的全排列总数8!=40320。
例4:n 位客人在晚会上每人与他人握手d 次,d 是奇数。
证明n 偶数。
证:由于每一次握手均使握手的两人各增加一次与他人握手的次数,因此n 位客人与他人握手次数的总和 nd 是偶数—握手次数的2倍。
根据奇偶性质,已知d 是奇数,那么n 必定是偶数。
例4从1到2n 的正整数中任取n +1个,则这n +1个数中,至少有一对数,其中一个是另一个的倍数。
证设n +1个数是a 1, a 2, ···, an +1。
每个数去掉一切2的因子,直至剩下一个奇数为止。
组成序列r 1, r 2,, ···, rn +1。
这n +1个数仍在[1 , 2n ]中,且都是奇数。
而[1, 2n ]中只有n 个奇数,故必有ri =rj = r , 则ai = 2αi r , aj = 2αj r 。
若ai >aj ,则ai 是aj 的倍数。
例5 设a 1, a 2, ···, am 是正整数,则至少存在一对k 和l , 0≤k<="" ,使得和ak+1+="">证设Sh = , Sh ≡rh mod m, 0≤rh ≤m -1,h = 1 , 2 , ···, m . 若存在l , Sl ≡0 mod m 则命题成立.否则,1≤rh ≤m -1.但h = 1 , 2 , ···,m .由鸽巢原理,故存在rk= rl , 即Sk ≡Sl mod m ,不妨设l >k .则Sl -Sk= ak+1+ ak+2+…+ al ≡0 mod m例6 设a 1, a 2, a3是任意三个整数,b1 b2 b3为a1, a2, a3的任一排列,则a1-b1, a2-b2 ,a3-b3中至少有一个是偶数.证由鸽巢原理:a1, a2, a3至少有两个奇偶性相同.则这3个数被2除的余数至少有两个是相同的,不妨设为x; 同样b1, b2, b3中被2除的余数也至少有2个x .这样a1-b1, a2-b2 , a3-b3被2除的余数至少有一个为0.例7 设a 1, a 2,…, a100是由数字1和2组成的序列, 已知从其任一数开始的顺序10个数的和不超过16.即ai+ ai+1+…+ ai+9≤16,1≤i ≤91。
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。
组合数学课后习题答案问题1求解以下组合数:(a)C(5, 2)(b)C(7, 3)(c)C(10, 5)解答:(a)C(5, 2) 表示从5个不同元素中选取2个的组合数。
根据组合数的定义,我们可以使用公式 C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!) 来计算组合数。
计算 C(5, 2): C(5, 2) = 5! / (2! * (5-2)!) = 5! / (2! * 3!) = (5 * 4 * 3!) / (2! * 3!) = (5 * 4) / 2 = 10所以 C(5, 2) = 10。
(b)C(7, 3) 表示从7个不同元素中选取3个的组合数。
计算 C(7, 3): C(7, 3) = 7! / (3! * (7-3)!) = 7! / (3! * 4!) = (7 * 6 * 5 * 4!) / (3! * 4!) = (7 * 6 * 5) / 3 = 35 * 2 = 70所以 C(7, 3) = 70。
(c)C(10, 5) 表示从10个不同元素中选取5个的组合数。
计算 C(10, 5): C(10, 5) = 10! / (5! * (10-5)!) = 10! / (5! * 5!) = (10 * 9 * 8 * 7 * 6 * 5!) / (5! * 5!) = (10 * 9 * 8 * 7 * 6) / (5 * 4 * 3 * 2 * 1) = 252所以 C(10, 5) = 252。
问题2在一个集合 {a, b, c, d, e} 中,求解以下问题:(a)有多少种不同的3个元素的子集?(b)有多少种不同的4个元素的子集?(c)有多少种不同的空集合?(a)在一个集合 {a, b, c, d, e} 中选取3个元素的子集。
子集的元素个数为3,所以我们需要从5个元素中选取3个。
利用组合数的公式 C(n, k) = n! / (k! * (n-k)!),我们可以计算组合数。
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。
高三数学组合与组合的运用试题答案及解析1.将外形和质地一样的4个红球和6个白球放入同一个袋中,将它们充分混合后,现从中取出4个球,取出一个红球记2分,取出一个白球记1分,若取出4个球总分不少于5分,则有________种不同的取法.【答案】195【解析】依题意由取出4个球总分不少于5分取法的计算,可以通过将总的情况减去小于5分的情况.由于总的情况有种.小于5分只有4都取到白球这种情况.所以共有种.所以取出4个球总分不少于5分,有195种不同的取法.【考点】1.组合数的问题.2.分类的思想.3.数学中正难则反的解题思想.2.已知集合A={1,2,3,4},B={5,6,7},C={8,9},现在从这三个集合中的两个集合中的各取出1个元素,则一共可以组成集合的个数为()A.24B.36C.26D.27【答案】C【解析】可以组成++=26(个)集合,故选C.3.我校要从4名男生和2名女生中选出2人担任禽流感防御宣传工作,则在选出的宣传者中,男、女都有的概率为()A.B.C.D.【答案】A.【解析】由题意男、女都有的概率为.【考点】排列组合及概率.4.用0,1,2,3,4,5这六个数字,可以组成____个没有重复数字且能被5整除的五位数(结果用数值表示).【答案】216【解析】若末尾为0,则可以组成没有重复数字且能被5整除的五位数为;若末尾为5,则可以组成没有重复数字且能被5整除的五位数为,所以一共有+=216.【考点】本小题主要考查排列组合.5.某动点在平面直角坐标系第一象限的整点上运动(含正半轴上的整点),其运动规律为或。
若该动点从原点出发,经过6步运动到点,则有()种不同的运动轨迹。
()A.15B.14C.9D.10【解析】如上图,该动点从原点出发,按规律运动到或或或或各有一种,运动到有两种,到各三种,……,由此可知它符合二项式系数规律,如此下去可得经过6步运动到点,有种不同的运动轨迹.【考点】排列组合.6.若矩阵满足下列条件:①每行中的四个数所构成的集合均为;②四列中至少有两列的上下两数是相同的.则这样的不同矩阵的个数为()A.48B.72C.168D.312【答案】C【解析】若恰有两列的上下两数相同,取这两列有种,从1,2,3,4中取2个数排这两列,有种,排另外两列有种,所以共有种;若恰有三列的上下两数相同,也是恰有四列上下两数相同,有种(只要排其中一行即可). 故一共有种.【考点】1.分析问题解决问题的能力;2.排列组合问题.7.袋中装有红、黄、蓝三种颜色的球各2个,无放回的从中任取3个球,则恰有两个球同色的概率为()A.B.C.D.【答案】C【解析】分两步:①取两个同色球有②从剩下的四个球取1个有种共种,6个球取三个有种则恰有两个球同色的概率为 .【考点】排列组合基本运算.8.从中任取三个数字,组成无重复数字的三位数中,偶数的个数是 (用数字回答).【答案】10【解析】考虑三位数“没0”和“有0”两种情况。
组合数学练习题及解析组合数学是数学中的一个分支,主要研究离散对象之间的组合关系。
它在计算机科学、统计学、运筹学等领域中具有广泛的应用。
本文将提供一些组合数学的练习题,并附上详细的解析,以帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、排列组合1. 从10个人中选出3个人组成一个小组,问有多少种不同的选择方式?解析:这是一个从10个元素中选取3个元素的组合问题。
根据组合的公式,可以得到答案为C(10, 3) = 10! / (3! * (10-3)!) = 120种选择方式。
2. 有10个小球,5个红色,5个蓝色,从中选取3个小球组成一个集合,问有多少种不同的集合?解析:这是一个从10个元素中选取3个元素并忽略其顺序的组合问题。
根据组合的公式,可以得到答案为C(10, 3) = 10! / (3! * (10-3)!)= 120种不同的集合。
3. 从字母A、B、C、D、E中任选3个字母组成一个字符串,问有多少种不同的字符串?解析:这是一个从5个元素中选取3个元素并考虑其顺序的排列问题。
根据排列的公式,可以得到答案为P(5, 3) = 5! / (5-3)! = 5*4*3 = 60种不同的字符串。
二、组合数学问题1. 假设有8本不同的书放在一排,问有多少种不同的放置方式?解析:这是一个考虑顺序的排列问题。
根据排列的公式,可以得到答案为P(8, 8) = 8! = 40320种不同的放置方式。
2. 有5个不同的水果,需要选择2个水果放入一个篮子中,问有多少种不同的放置方式?解析:这是一个从5个元素中选取2个元素并考虑其顺序的排列问题。
根据排列的公式,可以得到答案为P(5, 2) = 5! / (5-2)! = 5*4 = 20种不同的放置方式。
3. 一家公司有10个员工,其中3个员工必须参加一个会议,问有多少种不同的选取方式?解析:这是一个从10个元素中选取3个元素的组合问题。
根据组合的公式,可以得到答案为C(10, 3) = 10! / (3! * (10-3)!) = 120种不同的选取方式。
测 试 题——组合数学一、选择题1. 把101本书分给10名学生,则下列说法正确的是()A.有一名学生分得11本书B.至少有一名学生分得11本书C.至多有一名学生分得11本书D.有一名学生分得至少11本书2. 8人排队上车,其中A ,B 两人之间恰好有4人,则不同的排列方法是()A.!63⨯B.!64⨯C. !66⨯D. !68⨯3. 10名嘉宾和4名领导站成一排参加剪彩,其中领导不能相邻,则站位方法总数为()A.()4,11!10P ⨯ B. ()4,9!10P ⨯ C. ()4,10!10P ⨯ D. !3!14-4. 把10个人分成两组,每组5人,共有多少种方法()A.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛510B.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛510510 C.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛49 D.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛4949 5. 设x,y 均为正整数且20≤+y x ,则这样的有序数对()y x ,共有()个A.190B.200C.210D.2206. 仅由数字1,2,3组成的七位数中,相邻数字均不相同的七位数的个数是()A.128B.252C.343D.1927. 百位数字不是1且各位数字互异的三位数的个数为()A.576B.504C.720D.3368. 设n 为正整数,则∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛nk k n 02等于()A.n 2B. 12-nC. n n 2⋅D. 12-⋅n n 9. 设n 为正整数,则()k k n k k n 310⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∑=的值是()A.n 2B. n 2-C. ()n2- D.010. 设n 为正整数,则当2≥n 时,∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-nk k k 22=()A.⎪⎪⎭⎫⎝⎛3n B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+21n C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+31n D. 22+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n 11. ()632132x x x +-中23231x x x 的系数是()A.1440B.-1440C.0D.112. 在1和610之间只由数字1,2或3构成的整数个数为() A.2136- B. 2336- C. 2137- D. 2337- 13. 在1和300之间的整数中能被3或5整除的整数共有()个A.100B.120C.140D.16014. 已知(){}o n n f ≥是Fibonacci 数列且()()348,217==f f ,则()=10f () A.89 B.110 C.144 D.28815. 递推关系3143---=n n n a a a 的特征方程是()A.0432=+-x xB. 0432=-+x xC. 04323=+-x xD. 04323=-+x x16. 已知()⋯⋯=⨯+=,2,1,0232n a n n ,则当2≥n 时,=n a ()A.2123--+n n a aB. 2123---n n a aC.2123--+-n n a aD. 2123----n n a a17. 递推关系()⎩⎨⎧=≥+=-312201a n a a n n n 的解为() A.32+⨯=n n n a B. ()221+⨯+=n n n aC. ()122+⨯+=n n n aD. ()n n n a 23⨯+=18. 设()⋯⋯=⨯=,2,1,025n a n n ,则数列{}0≥n n a 的常生成函数是() A.x 215- B. ()2215x - C.()x 215- D. ()2215x -19. 把15个相同的足球分给4个人,使得每人至少分得3个足球,不同的分法共有()种A.45B.36C.28D.2020. 多重集{}b a S ⋅⋅=4,2的5-排列数为()A.5B.10C.15D.2021. 部分数为3且没有等于1的部分的15-分拆的个数为()A.10B.11C.12D.1322. 设n,k 都是正整数,以()n P k 表示部分数为k 的n-分拆的个数,则()116P 的值是()A.6B.7C.8D.923. 设A ,B ,C 是实数且对任意正整数n 都有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=1233n C n B n A n ,则B 的值是()A.9B.8C.7D.624. 不定方程1722321=++x x x 的正整数解的个数是()A.26B.28C.30D.3225. 已知数列{}0≥n n a 的指数生成函数是()()t t e e t E 521⋅-=,则该数列的通项公式是()A.n n n n a 567++=B. n n n n a 567+-=C. n n n n a 5627+⨯+=D. n n n n a 5627+⨯-=二、填空题1. 在1和2000之间能被6整除但不能被15整除的正整数共有_________个2. 用红、黄、蓝、黑4种颜色去图n ⨯1棋盘,每个方格涂一种颜色,则使得被涂成红色的方格数是奇数的涂色方法共有_______种3. 已知递归推关系()31243321≥-+=---n a a a a n n n n 的一个特征根为2,则其通解为___________4. 把()3≥n n 个人分到3个不同的房间,每个房间至少1人的分法数为__________5. 棋盘⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯的车多项式为___________6. 由5个字母a,b,c,d,e 作成的6次齐次式最多可以有_________个不同类的项。
习题一(排列与组合)1.在1到9999之间,有多少个每位上数字全不相同而且由奇数构成的整数? 解:该题相当于从“1,3,5,7,9”五个数字中分别选出1,2,3,4作排列的方案数;(1)选1个,即构成1位数,共有15P 个;(2)选2个,即构成两位数,共有25P 个;(3)选3个,即构成3位数,共有35P 个;(4)选4个,即构成4位数,共有45P 个;由加法法则可知,所求的整数共有:12345555205P P P P +++=个。
2.比5400小并具有下列性质的正整数有多少个?(1)每位的数字全不同;(2)每位数字不同且不出现数字2与7;解:(1)比5400小且每位数字全不同的正整数;按正整数的位数可分为以下几种情况:① 一位数,可从1~9中任取一个,共有9个;② 两位数。
十位上的数可从1~9中选取,个位数上的数可从其余9个数字中选取,根据乘法法则,共有9981⨯=个;③ 三位数。
百位上的数可从1~9中选取,剩下的两位数可从其余9个数中选2个进行排列,根据乘法法则,共有299648P ⨯=个;④ 四位数。
又可分三种情况:⏹ 千位上的数从1~4中选取,剩下的三位数从剩下的9个数字中选3个进行排列,根据乘法法则,共有3942016P ⨯=个;⏹ 千位上的数取5,百位上的数从1~3中选取,剩下的两位数从剩下的8个数字中选2个进行排列,共有283168P ⨯=个;⏹ 千位上的数取5,百位上的数取0,剩下的两位数从剩下的8个数字中选2个进行排列,共有2856P =个;根据加法法则,满足条件的正整数共有:9816482016168562978+++++=个;(2)比5400小且每位数字不同且不出现数字2与7的正整数;按正整数的位数可分为以下几种情况:设{0,1,3,4,5,6,8,9}A =① 一位数,可从{0}A -中任取一个,共有7个;② 两位数。
十位上的数可从{0}A -中选取,个位数上的数可从A 中其余7个数字中选取,根据乘法法则,共有7749⨯=个;③ 三位数。
第六章计数原理6.2 排列与组合6.2.3 组合 6.2.4 组合数课后篇巩固提升必备知识基础练1.某新农村社区共包括8个自然村,且这些村庄分布零散,没有任何三个村庄在一条直线上,现要在该社区内建“村村通”工程,共需建公路的条数为( )A.4B.8C.28D.64“村村通”公路的修建是组合问题,故共需要建C 82=28(条)公路.2.某中学从4名男生和3名女生中推荐4人参加社会公益活动,若选出的4人中既有男生又有女生,则不同的选法共有( ) A.140种 B .120种 C .35种 D .34种1男3女有C 41C 33=4(种);若选2男2女有C 42C 32=18(种);若选3男1女有C 43C 31=12(种).所以共有4+18+12=34(种)不同的选法.故选D .3.已知C n+17−C n 7=C n 8,则n 等于( )A.14B.12C.13D.15,得C n+17=C n+18,故7+8=n+1,解得n=14.4.某校有6名志愿者,在放假的第一天去北京世园会的中国馆服务,任务是组织游客参加“祝福祖国征集留言”“欢乐世园共绘展板”“传递祝福发放彩绳”三项活动,其中1人负责“征集留言”,2人负责“共绘展板”,3人负责“发放彩绳”,则不同的分配方案共有( ) A.30种 B.60种 C.120种 D.180种6人中选1人负责“征集留言”,从剩下的人中选2人负责“共绘展板”,最后剩下的3人负责“发放彩绳”,则不同的分配方案共有C 61C 52C 33=60(种).故选B.5.安排A,B,C,D,E,F 共6名义工照顾甲、乙、丙三位老人,每两位义工照顾一位老人,考虑到义工与老人住址距离问题,义工A 不安排照顾老人甲,义工B 不安排照顾老人乙,则安排方法共有( ) A.30种 B.40种 C.42种 D.48种名义工照顾三位老人,每两位义工照顾一位老人共有C 62C 42=90(种)安排方法,其中A 照顾老人甲的情况有C 51C 42=30(种), B 照顾老人乙的情况有C 51C 42=30(种),A 照顾老人甲,同时B 照顾老人乙的情况有C 41C 31=12(种).故符合题意的安排方法有90-30-30+12=42(种). 故选C.6.若已知集合P={1,2,3,4,5,6},则集合P 的子集中含有3个元素的子集数为 .,因此含3个元素的子集个数与元素顺序无关,是组合问题,共有C 63=20(个)子集.7.不等式C n 2-n<5的解集为 .C n 2-n<5,得n (n -1)2-n<5,∴n 2-3n-10<0.解得-2<n<5.由题设条件知n ≥2,且n ∈N *,∴n=2,3,4.故原不等式的解集为{2,3,4}.8.若对任意的x ∈A ,则1x ∈A ,就称A 是“具有伙伴关系”的集合.集合M=-1,0,13,12,1,2,3,4的所有非空子集中,具有伙伴关系的集合的个数为 .-1;1;12,2;13,3,共4组.所以集合M 的所有非空子集中,具有伙伴关系的非空集合中的元素,可以是具有伙伴关系的元素组中的任一组、二组、三组、四组.又因为集合中的元素是无序的,所以所求集合的个数为C 41+C 42+C 43+C 44=15.9.如图,某区有7条南北向街道,5条东西向街道.(1)图中有多少个矩形?(2)从A 点走向B 点最短的走法有多少种?在7条南北向街道中任选2条,5条南北向街道中任选2条,这样4条线可组成一个矩形,故可组成矩形有C 72·C 52=210(个).(2)每条东西向的街道被分成6段,每条南北向街道被分成4段,从A 到B 最短的走法包括10段,其中6段方向相同,另4段方向也相同,每种走法,即从10段中选出6段,这6段是走东西方向的(剩下4段即走南北方向的),共有C 106=C 104=210(种)走法.关键能力提升练10.楼道里有12盏灯,为了节约用电,需关掉3盏不相邻的灯,则关灯方案有( ) A.72种B.84种C.120种D.168种3盏不相邻的灯,即将这3盏灯插入9盏亮着的灯形成的10个空中,所以关灯方案共有C103=120(种).11.(2021江苏江宁校级期中)计算组合数C129得到的值为()A.1 320B.66C.220D.240=220.,C129=C123=12×11×103×2×112.已知集合A={5},B={1,2},C={1,3,4},从这三个集合中各取一个元素构成空间直角坐标系中点的坐标,则确定的不同点的个数为()A.33B.34C.35D.36所得空间直角坐标系中的点的坐标中不含1的有C21·A33=12(个);②所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有1个1的有C21·A33+A33=18(个);③所得空间直角坐标系中的点的坐标中含有2个1的有C31=3(个).故共有符合条件的点的个数为12+18+3=33(个).故选A.13.如果在一周内(周一至周日)安排三所学校的学生参观某展览馆,每天最多只安排一所学校,要求甲学校连续参观两天,其余学校均只参观一天,那么不同的安排方法有()A.50种B.60种C.120种D.210种,一周内两天连排的方法一共有6种:(1,2),(2,3),(3,4),(4,5),(5,6),(6,7).甲任选一种为C61,然后在剩下的5天中任选2天有序地安排其余两所学校参观,安排方法有A52种,按照分步乘法计数原理可知共有不同的安排方法C61·A52=120(种),故选C.14.(多选)有13名医生,其中女医生6人,现从中抽调5名医生组成医疗小组前往湖北疫区,若医疗小组至少有2名男医生,同时至多有3名女医生,设不同的选派方法种数为N,则下列等式能成为N的算式是()A.C135−C71C64B.C72C63+C73C62+C74C61+C75C.C135−C71C64−C65D.C72C113名医生,其中女医生6人,男医生7人.(方法一直接法)2男3女C72C63;3男2女C73C62;4男1女C74C61;5男C75,所以N=C72C63+C73C62+C74C61+C75.(方法二间接法)13名医生,任取5人,减去4、5名女医生的情况,即N=C135−C71C64−C65.故选BC.15.某同学有同样的画册2本、同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有种.,就所剩余的1本进行分类:第1类,剩余的是1本画册,此时满足题意的赠送方法有4种;第2类,剩余的是1本集邮册,此时满足题意的赠送方法有C 42=6(种).因此,满足题意的赠送方法共有4+6=10(种).16.C 88+C 98+C 108+C 118= .88+C 98+C 108+C 118=C 129=C 123=220.17.4个不同的小球放入编号为1,2,3,4的4个盒子中,则恰好有1个空盒子的放法有 种.,必有1个盒子内放入2个小球,从4个小球中取出2个小球,有C 42种取法,此时把它看作1个小球,与另2个小球共3个小球放入4个盒子中,有A 43种放法,所以满足题意的放法有C 42·A 43=144(种).18.(2021湖南模拟)甲、乙、丙、丁4名同学到A ,B ,C 三个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,且同学甲安排在A 小区,则共有 种不同的安排方案.:(1)A 小区安排2人(同学甲及另一名同学),则有C 31A 22=6(种)安排方案.(2)A 小区只安排同学甲1人,则有C 32A 22=6(种)安排方案,根据分类加法计数原理可得共有6+6=12(种)安排方案.19.(1)计算:C 85+C 10098C 77.(2)求证:C m+2n =C m n +2C m n -1+C m n -2.=C 83+C 1002×1=8×7×63×2×1+100×992×1=56+4 950=5 006.C n+1m =C n m +C n m -1可知,右边=(C m n +C m n -1)+(C m n -1+C m n -2)=C m+1n +C m+1n -1=C m+2n =左边.所以原等式成立.学科素养创新练20.有9本不同的课外书,分给甲、乙、丙三名同学,求在下列条件下,各有多少种分法? (1)甲得4本、乙得3本、丙得2本; (2)一人得4本、一人得3本、一人得2本; (3)甲、乙、丙各得3本.分三步完成:第1步,从9本不同的书中,任取4本分给甲,有C 94种方法; 第2步,从余下的5本书中,任取3本给乙,有C 53种方法; 第3步,把剩下的书给丙,有C 22种方法,所以甲得4本、乙得3本、丙得2本,共有C 94C 53C 22=1 260(种)不同的分法.(2)分两步完成:第1步,按4本、3本、2本分成三组有C 94C 53C 22种方法;第2步,将分成的三组书分给甲、乙、丙三个人,有A 33种方法,所以一人得4本、一人得3本、一人得2本,共有C 94C 53C 22A 33=7 560(种)不同的分法.(3)用与(1)相同的方法即可求解,可得甲、乙、丙各得3本,共有C 93C 63C 33=1 680(种)不同的分法.21.按照下列要求,分别求有多少种不同的方法? (1)5个不同的小球放入3个不同的盒子;(2)5个不同的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少一个小球; (3)5个相同的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少一个小球; (4)5个不同的小球放入3个不同的盒子,恰有1个空盒.个不同的小球放入3个不同的盒子,每个小球都有3种可能,利用分步乘法计数原理可得不同的方法有35=243(种).(2)5个不同的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少一个小球,先把5个小球分组,分法有2,2,1和3,1,1两种,再放入3个不同的盒子,故不同的方法共有C 52C 32C 11A 22+C 53A 33=150(种).(3)5个相同的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少一个小球,类似于在5个小球间的空隙中,放入2个隔板,把小球分为3组,故不同的方法共有C 42=6(种).(4)5个不同的小球放入3个不同的盒子,恰有一个空盒,先把5个小球分2组,分法有3,2,0和4,1,0两种,再放入3个不同的盒子,故不同的方法共有(C 53C 22+C 54)A 33=90(种).。
第一章:1。
2. 求在1000和9999之间各位数字都不相同,而且由奇数构成的整数个数。
解:由奇数构成的4位数只能是由1,3,5,7,9这5个数字构成,又要求各位数字都不相同,因此这是一组从5个不同元素中选4个的排列,所以,所求个数为:P (5,4)=120。
1.4。
10个人坐在一排看戏有多少种就坐方式?如果其中有两人不愿坐在一起,问有多少种就坐方式? 解:这显然是一组10个人的全排列问题,故共有10!种就坐方式。
如果两个人坐在一起,则可把这两个人捆绑在一起,如是问题就变成9个人的全排列,共有9!种就坐方式.而这两个人相捆绑的方式又有2种(甲在乙的左面或右面)。
故两人坐在一起的方式数共有2*9!,于是两人不坐在一 起的方式共有 10!— 2*9!.1.5. 10个人围圆桌而坐,其中两人不愿坐在一起,问有多少种就坐方式? 解:这是一组圆排列问题,10个人围圆就坐共有10!10 种方式。
两人坐在一起的方式数为9!92⨯,故两人不坐在一起的方式数为:9!—2*8!。
1。
14. 求1到10000中,有多少正数,它的数字之和等于5?又有多少数字之和小于5的整数? 解:(1)在1到9999中考虑,不是4位数的整数前面补足0, 例如235写成0235,则问题就变为求: x 1+x 2+x 3+x 4=5 的非负整数解的个数,故有F (4,5)=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=515456 (2)分为求:x 1+x 2+x 3+x 4=4 的非负整数解,其个数为F (4,4)=35 x 1+x 2+x 3+x 4=3 的非负整数解,其个数为F(4,3)=20 x 1+x 2+x 3+x 4=2 的非负整数解,其个数为F (4,2)=10 x 1+x 2+x 3+x 4=1 的非负整数解,其个数为F (4,1)=4 x 1+x 2+x 3+x 4=0 的非负整数解,其个数为F (4,0)=1将它们相加即得,F (4,4)+F(4,3)+F (4,2)+F (4,1)+F (4,0)=70。
组合训练测试题及答案解析一、单项选择题1. 组合数公式C(n, m) = n! / (m!(n-m)!)中,n!表示的是()。
A. n的阶乘B. m的阶乘C. (n-m)的阶乘D. 1到n的连乘积答案:A解析:n!表示n的阶乘,即从1乘到n的连乘积。
2. 在组合数C(n, m) = n! / (m!(n-m)!)中,若m=0,则C(n, 0)的值为()。
A. 0B. 1C. nD. n+1答案:B解析:根据组合数公式,当m=0时,C(n, 0) = n! / (0!(n-0)!) = n! / (1 * n!) = 1。
3. 从5个不同的元素中任取3个元素进行组合,其组合数为()。
A. 10B. 15C. 20D. 25答案:B解析:根据组合数公式,C(5, 3) = 5! / (3!(5-3)!) = 5! / (3! * 2!) = (5 * 4 * 3 * 2 * 1) / ((3 * 2 * 1) * (2 * 1)) = 10 / 2 = 15。
4. 组合数C(n, m)与C(n, n-m)之间的关系是()。
A. C(n, m) = C(n, n-m)B. C(n, m) = -C(n, n-m)C. C(n, m) ≠ C(n, n-m)D. C(n, m) = 2 * C(n, n-m)答案:A解析:根据组合数的性质,C(n, m) = C(n, n-m)。
5. 从10个不同的元素中任取5个元素进行组合,其组合数为()。
A. 252B. 210C. 120D. 126答案:A解析:根据组合数公式,C(10, 5) = 10! / (5!(10-5)!) = 10! / (5! * 5!) = (10 * 9 * 8 * 7 * 6) / (5 * 4 * 3 * 2 * 1) = 252。
二、多项选择题6. 下列哪些选项是组合数的性质()。
A. C(n, m) = C(n, n-m)B. C(n, m) = C(m, n)C. C(n, 0) = 1D. C(n, n) = 1答案:ACD解析:A选项正确,根据组合数的性质,C(n, m) = C(n, n-m);B选项错误,C(n, m) ≠ C(m, n);C选项正确,C(n, 0) = 1;D选项正确,C(n, n) = 1。
组合练习题答案在回答组合练习题答案之前,需要先了解组合的基本概念和相关的计算方法。
组合是数学中的一个分支,用于计算选取对象的排列方式。
它与排列相似,但是不考虑对象的顺序。
在解决实际问题中,组合经常被用于计算不同元素的组合情况,比如从一组数字或字母中选取指定个数的组合方式。
下面将通过几个实例来解答组合练习题。
题目一:从10个人中选取3个人作为组合,共有多少种可能性?解答一:根据组合的计算公式C(n,m)=n!/[m!(n-m)!],我们可以得到答案:C(10,3)=10!/[3!(10-3)!]=10!/(3!7!)=10*9*8/(3*2*1)=120。
所以,从10个人中选取3个人作为组合,共有120种可能性。
题目二:某个班级共有12名男生和18名女生,要从中选取5名学生组成一个小组,其中至少有2名男生和2名女生,请问有多少种可能的组合方式?解答二:根据题目要求,我们可以将问题分为两种情况来计算:情况一:选取2名男生和3名女生的组合数量。
C(12,2)*C(18,3)=66*816=54096。
情况二:选取3名男生和2名女生的组合数量。
C(12,3)*C(18,2)=220*153=33660。
所以,根据加法原理,总的组合数量为54096+33660=87756。
综上所述,在题目给定的情况下,共有87756种可能的组合方式。
题目三:某台球比赛中共有9个奖杯,其中3个分别是金奖、银奖和铜奖。
要将这9个奖杯颁发给4名选手,每个选手至少获得一个奖杯,请问有多少种可能的组合方式?解答三:根据题目要求,我们可以将问题分为四种情况来计算:情况一:选手A获得金奖,选手B获得银奖,选手C获得铜奖,选手D获得剩下的6个奖杯的组合数量。
C(6,6)=1。
情况二:选手A获得金奖,选手B获得银奖,选手C获得铜奖,选手D还获得另外3个奖杯的组合数量。
C(3,3)=1。
情况三:选手A获得金奖,选手B获得银奖,选手C还获得另外3个奖杯,选手D获得剩下的3个奖杯的组合数量。
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。
组合数学题目及标准答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:组合数学例1: 将8个“车”放在8×8的国际象棋棋盘上,如果它们两两均不能互吃,那么称8个“车”处于一个安全状态。
问共有多少种不同的安全状态?解:8个“车”处于安全状态当且仅当它们处于不同的8行和8列上。
用一个排列a1,a2,…,a8 ,对应于一个安全状态,使ai 表示第i 行的ai 列上放置一个“车”。
这种对应显然是一对一的。
因此,安全状态的总数等于这8个数的全排列总数8!=40320。
例4:n 位客人在晚会上每人与他人握手d 次,d 是奇数。
证明n 偶数。
证:由于每一次握手均使握手的两人各增加 一次与他人握手的次数,因此n 位客人与他人握手 次数的总和 nd 是偶数 — 握手次数的2倍。
根据奇偶 性质,已知d 是奇数,那么n 必定是偶数。
例4 从1到2n 的正整数中任取n +1个,则这n +1个数中,至少有一对数,其中一个是另一个的倍数。
证 设n +1个数是a 1, a 2, ···, an +1。
每个数去掉一切2的因子,直至剩下一个奇数为止。
组成序列r 1, r 2,, ···, rn +1。
这n +1个数仍在[1 , 2n ]中,且都是奇数。
而[1, 2n ]中只有n 个奇数,故必有ri =rj = r , 则ai = 2αi r , aj = 2αj r 。
若ai >aj ,则ai 是aj 的倍数。
例5 设a 1, a 2, ···, am 是正整数,则至少存在一对k 和l , 0≤k<l ≤m ,使得和ak+1+ ak +2+ ···+ al 是m 的倍数。
证 设Sh = , Sh ≡rh mod m, 0≤rh ≤m -1,h = 1 , 2 , ···, m . 若存在l , Sl ≡0 mod m 则命题成立.否则,1≤rh ≤m -1.但h = 1 , 2 , ···,m .由 鸽巢原理,故存在rk= rl , 即Sk ≡Sl mod m ,不妨设l >k .则Sl -Sk= ak+1+ ak+2+…+ al ≡0 mod m例6 设a 1, a 2, a3是任意三个整数,b1 b2 b3为a1, a2, a3的任一排列,则a1-b1, a2-b2 ,a3-b3中至少有一个是偶数.证 由鸽巢原理:a1, a2, a3至少有两个奇偶性相同.则这3个数被2除的余数至少有两个是相同的,不妨设为x; 同样b1, b2, b3中被2除的余数也至少有2个x .这样a1-b1, a2-b2 , a3-b3被2除的余数至少有一个为0.例7 设a 1, a 2,…, a100是由数字1和2组成的序列, 已知从其任一数开始的顺序10个数的和不超过16.即ai+ ai+1+…+ ai+9≤16,1≤i ≤91。
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b a -能被100整除。
若a 和b 被100除余数之和是100,则b a +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i a 小时。
因为她每天至少学习1小时,所以3721,,,a a a 和13,,13,133721+++a a a 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6037≤a ,731337≤+a 。
3721,,,a a a ,13,,13,133721+++a a a 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i a 和13+j a 使得13+=j i a a ,13=-j i a a ,从第1+j 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451)112(4=+-⨯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1>n 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1-n 的整数。
若有两个人的熟人的数目分别是0和1-n ,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1-n 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)7,7(7P ⨯个。
② 考虑7位整数。
最高位不能为0,因此8位整数有)6,7(7P ⨯个。
③ 考虑6位整数。
最高位不能为0,因此8位整数有)5,7(7P ⨯个。
④ 考虑5位整数。
最高位不能为0,因此8位整数有)4,7(7P ⨯个。
⑤ 考虑4位整数。
若千位数字大于5,有)3,7(3P ⨯个。
若千位数字等于5,则百位数字必须大于等于4,有)2,6(4P ⨯个。
根据加法原理,符合条件的整数的个数为94830)2,6(4)3,7(3)4,7(7)5,7(7)6,7(7)7,7(7=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯P P P P P P8. 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!1312!132!14⨯=⨯-种,B 不坐在A 的右侧的围坐方式有!1313!13!14⨯=-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⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫⎝⎛45。
若甲和乙均入选,组队方法数为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛25+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛68⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛35+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛58⎪⎪⎭⎫⎝⎛45。
若甲入选且乙不入选,组队方法数为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛35+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛68⎪⎪⎭⎫⎝⎛45。
若乙入选且甲不入选,组队方法数也为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛35+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛68⎪⎪⎭⎫⎝⎛45。
因此,组队方法数总共为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛45+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛78⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛25+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛68⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛35+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛58⎪⎪⎭⎫⎝⎛45+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯456835782=112021. 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}7,9{N E ∙∙的排列。
这样的排列的个数为=!7!9!1611440。
(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}3,4{N E ∙∙的排列数,即=!3!4!735。
他从离家以东5个街区、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}4,4{N E ∙∙的排列数,即=!4!4!870。
所以,如果他从水下的街区走过,则他可能有的路线数是24507035=⨯。
因此,如果他不从水下的街区走过,则他可能有的路线数是8990245011440=-。
26. 确定多重集}5,4,3{c b a S ∙∙∙=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1260!5!4!1!10=。
S 的有3个a ,2个b , 5个c 的10-排列的个数为2520!5!2!3!10=。
S 的有3个a ,4个b ,3个c 的10-排列的个数为4200!3!4!3!10=。
S 的有2个a , 3个b , 5个c 的10-排列的个数为2520!5!2!3!10=。
S 的有2个a , 4个b , 4个c 的10-排列的个数为3150!4!4!2!10=。
S 的有3个a 3个b 4个c 的10-排列的个数为4200!3!4!3!10=。
S 的10-排列的个数为17850315042002252021260=+⨯+⨯+。
31. 方程304321=+++x x x x 有多少满足21≥x ,02≥x ,53-≥x ,84≥x 的整数解? 解 进行变量代换:211-=x y ,22x y =,533+=x y ,844-=x y则方程变为254321=+++y y y y原方程满足条件的解的个数等于新方程的非负整数解的个数。
新方程的非负整数解的个数为3276!32627283282528251425=⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+ 第五章作业答案8. 用二项式定理证明kn nk k nk n -=∑⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3)1(20证明 由二项式定理知道∑=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+nk k k n ny x k n y x 0)( 令3=x ,1-=y 得∑∑=-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-+=nk k n k nk k k n nnk n k n 003)1()1(3))1(3(2 18. 求和⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n n n n n n n 11)1(3412311211 解法1 对任意非负整数n 和k ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++k n n k n k )1(11)1(,即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++k n k k n n 111111,因此,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n n n n n n n 11)1(3412311211∑∑∑+=-==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=111001)1(11111)1(1)1(n k k n k k n k k k n n k n n k n k11110111)1(111)1(111011+=++=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-=∑∑+=+=n n n k n n k n n n k k n k k 解法2 由二项式定理知道∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-nk kk nx k n x 0)1()1( 两边分别求积分得111)01(1)11()1(111+=+-++--=-++⎰n n n dx x n n n∑⎰∑==⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-nk knk kk k n k dx x k n 01001)1()1( 所以1111)1(3412311211+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n n n n n n n n 20. 求整数a ,b 和c ,使得对所有的m⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1233m c m b m a m求级数的和3333321n ++++ 。
解 令1=m ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=11213113c b a ,因为02131=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛,所以1=c 。
令2=m ,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=12223223c b a ,因为032=⎪⎪⎭⎫⎝⎛,所以628=-=c b 。
令3=m ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=13233333c b a ,所以63327=--=c b a 。
∑∑∑∑====⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==++++n m n m nm nm m m m m n 00003333312636321⎪⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2142621316416n n n n n4)1(2)1(!4)1()1)(2(622+=++-++=n n n n n n n n 25. 应用组合学论证方法,证明二项式系数的Vandermonde 卷积: 对所有的正整数1m ,2m 和n ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∑=n m m k n m k m nk 21021作为特殊情形,推导恒等式(5-11)。