【數學】排列組合


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最初由 小李帥哥 發表

最近在教排列組合..

但是我都聽不太懂...

可以幫我具體釐清排列組合中 P.C.H三者的差異?要如何使用?什麼時候用?

每次碰到混合的題目時都會搞錯

可以幫我指點一下嗎??? Thank you very much!!!

(1)排列(不重要 , 只要了解乘法原理即可)

P(m,n)表示由m個相異物件中選出n個物件出來排列的方法數(有順序)

例:甲乙丙丁戊五人中選出三人排成一列有幾種排法?

答 P(5,3)=5!/2! 亦可 5人中選出1人的方法=5, 再選出1人的方法=4, 再選出1人的方法=3

5x4x3=60

(2)組合(最重要)

C(m,n)表示由m個相異物件中選出n個物件出來的方法數(無順序)

例:樂透彩為01,02,.......,49中選出六個號碼, 問有多少種不同買法?

答:C(49,6)

(3)重複組合(重要)

可以視為整數方程式中非負的整數解

例:20顆糖分給3人,有多少種分法?

假設

甲拿 x 顆

乙拿 y 顆

丙拿 z 顆

求 x+y+z=20 非負的整數解

H(3,20)

例:20顆糖分給3人,每人至少2顆,有多少種分法?

假設

甲拿 x +2顆

乙拿 y +2顆

丙拿 z +2顆

求 x+y+z=14 非負的整數解

H(3,14)

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第一題是這樣的... (1)ˋ(2,3)ˋ(4,5,6)ˋ.....ˋ(56,57,58,......,66),任取兩相異數,且兩數不得在同一括號內,共有多少種取法??

我原本是想說,其中一數取1,那第二數就有65種

第一個數取2,第二個數又有63種取法,取3,也是63種

第一個數取4或5或6,就有60*3種...

第一個數取7或8或9或10,就有56*4種...

但這樣算總不是辦法...數字一大就掛掉了XDDD

想請問大大正確算法該如何呢??

第二題是這樣的...1 小於等於 X 小於等於 Y 小於等於 Z 小於等於12

問XˋYˋZ共有幾組整數解?

第三題...從1000到1000000的自然數中,既不是平方數也不是立方數的有幾個?

我原本是想說先找頭尾的平方數及立方數,然後再用全部減掉,最後再加回來既是平方數也是立方數的...

但是....既是平方數又是立方數的該怎麼找呢...這感覺工程滿浩大的....

另外還有一題大約是這樣的,題目給一個正整數,問你此正整數所有正因數的和?

該怎麼算呢@@??

麻煩各位大大幫忙了....謝謝了..:p

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最初由 mapleaf 發表

再來第二題

combi0507b.gif

第二題是這樣的...1 小於等於 X 小於等於 Y 小於等於 Z 小於等於12

問XˋYˋZ共有幾組整數解?

我提供另外一個解法供參考,

∵ 1≦ X ≦ Y ≦ Z ≦ 12

∴ 考慮 X-1, Y-X, Z-Y, 12-Z 分別為 四個介於 0~11 之間的整數,而且全部加起來 = 11 。

(也就是考慮 1到X, X到Y, Y到Z, Z到12 之間到底分別要差幾個整數。)

想像有四個箱子分別貼上 X-1, Y-X, Z-Y, 12-Z 的標籤,然後把 11 個相同球丟進去,

共有 H(4, 11) = (3+11)!/(3!×11!) = 364 種情形。

所以答案就是 364 。

當然,如果有人看不太懂箱子投球的方法的話,也可令 X' = X-1, Y' = Y-X, Z'= Z-Y, U' = 12-Z

則 X' + Y' + Z' + U' = (X-1) + (Y-X) + (Z-Y) + (12-Z) = 11

所以 X' + Y' + Z' + U' = 11 非負整數解 (也就是限定 X', Y', Z', U' 為介於 0~11 的整數)

解的組數有 H(4, 11) = (3+11)!/(3!×11!) = 364 種。

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第三題...從1000到1000000的自然數中,既不是平方數也不是立方數的有幾個?

我原本是想說先找頭尾的平方數及立方數,然後再用全部減掉,最後再加回來既是平方數也是立方數的...

但是....既是平方數又是立方數的該怎麼找呢...這感覺工程滿浩大的....

這題應該是

平方數 有 32^2 ~ 1000^2 共 969 個

立方數 有 10^3 ~ 100^3 共 90個

平方且立方的有 4^6 ~ 10^6 共 7個

10^6 - 1000 -969 -90 +7 = 997948

應該沒錯XD

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最初由 mapleaf 發表

先來第一題

combi0507a.gif

我它剩下的寫完,利用巴斯卡定理 ( C(m-1,n-1) + C(m-1,n) = C(m,n) ) 可得

所求 = C(66,2) - C(12,3) = 2145 - 2200 = 1925

除了反面解之外,我再來提供一個正面解好了,

所求 = ( C(1,1)C(65,1)+C(2,1)C(64,1)+C(3,1)C(63,1)+...+C(11,1)C(55,1) ) / 2

= ( 1×65+2×64+3×63+...+11×55) / 2

= Σk(66-k)/2 (其中 k 從 1 到 11)

= 33Σk - 1/2 Σk^2 (其中 k 從 1 到 11)

= 1925

或是,再來一個作法,一樣是正面去攻,不過不用組合數,

( 1*(2+3+4+...+11) + 2*(1+3+4+...+11) + 3*(1+2+4+...+11) + ... + 11*(2+3+4+...+10) )/2

=( 1*(1+2+3+4+...+11) + 2*(1+2+3+4+...+11) + 3*(1+2+3+4+...+11) + ... + 11*(1+2+3+4+...+11) - (1*1 + 2*2 + 3*3 +...+11*11) )/2

=( (1+2+3+4+...+11)*(1+2+3+4+...+11) - (1*1 + 2*2 + 3*3 +...+11*11) )/2

= ( (Σk)^2 - Σ(k^2) )/2 (其中,這兩個 k 都是從 1 到 11 )

= 1925

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