趣味的数学 - 15 试解
趣味的数学 - 15
a】有多少种“本质上不同”的方法来安排3对夫妇在一张圆形餐桌边就坐,使得每个丈夫都不与自己的妻子相邻?
解:
5! - [3(4!2!) - 3(3!2!2!) + 2!2!2!2!] = 32
n对夫妇:
(2n-1)! - [(n,1)(2n-2)!2! - (n,2)(2n-3)!(2!)^2 + (n,3)(2n-4)!(2!)^3 + ... +
(-1)^(n+1)(n,n)(2n-n-1)!(2!)^n]
趣味的数学 - 15
a】有多少种“本质上不同”的方法来安排3对夫妇在一张圆形餐桌边就坐,使得每个丈夫都不与自己的妻子相邻?
解:
5! - [3(4!2!) - 3(3!2!2!) + 2!2!2!2!] = 32
n对夫妇:
(2n-1)! - [(n,1)(2n-2)!2! - (n,2)(2n-3)!(2!)^2 + (n,3)(2n-4)!(2!)^3 + ... +
(-1)^(n+1)(n,n)(2n-n-1)!(2!)^n]
5! - [3(4!2!) - 3(3!2!2!) + 2!2!2!2!]
故推广到n对时就错了。
3对时,没有那么复杂。
由于是圆桌,要定下一个起点或标志,例如以第一对夫妇H1和W1为标志。
若H1确定座位后,其他5人的坐法是5!。
1对标志夫妇(例如H1和W1)坐在一起后的种类:其余2对夫妇/4人的坐法是4!;H1和W1互相可交换座位,故共是2*4!=2^1*4种。不要考虑其余4人互换座位的变化:因为4!是“全排列”,已经考虑进去了!
2对标志夫妇(例如H1和W1,以及H2和W2)中,每对夫妇都坐在一起的种类:以其中1对夫妇(例如H1和W1)为基本标志,把H2和W2看作一个“单位”(就如你26个数那道题中,取1和2后,把这两数看作一个“单位”类似),剩下的2人再看作2个“单位”,即共有3个“单位”,就是3!种坐法。但这2对夫妇在夫妇之间又可互相交换座位,又另有2*2种变化,即共有2^2*3!种坐法。
3对夫妇的每对夫妇各坐在一起:可以类推,就是2^3*2!种。
因此,3对夫妇时,夫妇各不坐在一起的坐法有:5!-2^1*4-2^2*3!-2^3*2!。
推广至n对夫妇的坐法,就简单多了。
各对夫妇相邻事件。P(A)=4!2!/5!。 P(AB)=3!2!2!/5!。P(ABC)=2!2!2!2!/5!
P(A+B+C)=P(A)+P(B)+P(C) - P(AB) - P(BC) - P(AC) +P(ABC)
所以,
5! - [3(4!2!) - 3(3!2!2!) + 2!2!2!2!]
应该是对的。
一个4的阶乘的感叹号:
因此,3对夫妇时,夫妇各不坐在一起的坐法有:5!-2^1*4!-2^2*3!-2^3*2!
=120-48-24-16=32
把坐成圆桌与坐成成一直线的长桌一样看待了?
3(4!2!)=144 > 5!=120,即“部分大于全部”,不合理。
相邻的概率。
就像0+1说的,要写一本书了。
原先看不懂,你为什么要用(4!2!)。
现在知道,你是用来计算除去一对夫妇坐定以后,剩下的4人的坐法,是吧?
3对夫妇,就乘以3,变成3(4!2!)。
但是,利用概率加法公式,处理那个交叉项,就比较麻烦。