《组合数学》测试题含答案

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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.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛510
B.⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛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.190
B.200
C.210
D.220
6. 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.128
B.252
C.343
D.192
7. 百位数字不是1且各位数字互异的三位数的个数为()
A.576
B.504
C.720
D.336
8. 设n 为正整数,则∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n
k k n 02等于()
A.n 2
B.12-n
C.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 2 B.n
2- C.()n 2- D.0 10.设n 为正整数,则当2≥n 时,∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-n
k 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.1440
B.-1440
C.0
D.1 12.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.2
336- 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.100
B.120
C.140
D.160
14.已知(){}o n n f ≥是Fibonacci 数列且
()()348,217==f f ,则()=10f () A.89B.110C.144D.288
15.递推关系3143---=n n n a a a 的特征方程是()
A.0432=+-x x
B.0432=-+x x
C.04323=+-x x
D.0432
3=-+x x
16.已知()⋯⋯=⨯+=,2,1,0232n a n n ,则当2≥n 时,=n a () A.2123--+n n a a B.2123---n n a a
C.2123--+-n n a a
D.2123----n n a a
17.递推关系()⎩⎨⎧=≥+=-3
12201a n a a n n n 的解为()
A.32+⨯=n n n a
B.()221+⨯+=n
n n a C.()122+⨯+=n n n a D.()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.45
B.36
C.28
D.20
20.多重集{}b a S ⋅⋅=4,2的5-排列数为()
A.5
B.10
C.15
D.20
21.部分数为3且没有等于1的部分的15-分拆的个数为()
A.10
B.11
C.12
D.13
22.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.6
B.7
C.8
D.9
23.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.6
24.不定方程1722321=++x x x 的正整数解的个数是()
A.26
B.28
C.30
D.32
25.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。

7.()⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-∑=k n k k n
k 201=_____________________ 8.求由2个0,3个1和3个2作成的八位数的个数______________
9.含3个变元x,y,z 的一个对称多项式包含9个项,其中4项包含x,2项包含xyz ,1项是常数项,则包含xy 的项数为____________
10.已知()n f 是n 的3次多项式且()10=f ,()11=f ,()32=f ,()193=f ,则()=n f ____________
11.已()k n g ,表示把n 元集划分成k 个元素个数均不小于2的子集的不同方法数,则()2,n g =___________
12.部分数为3且没有等于k 的部分的n-分拆数________________
13.把24颗糖分成5堆,每堆至少有3颗糖,则有___________种分法
三、计算题
1.在1000至9999之间有多少个数字不同的奇数?
2、以3种不同的长度,8种不同的颜色和4种不同的直径生产粉笔,试问总共有多少种不同种类的粉笔?
3、至多使用4位数字可以写成多少个2进制数!(2进制数只能用符号0或1)
4、由字母表L={a,b,c,d,e}中字母组成的不同字母且长度为4的字符串有多少个?如果允许字母重复出现,则由L 中字母组成的长度为3的字符串有多少个?
5、从{1,2,3……9}中选取不同的数字且使5和6不相邻的7位数有多少?
6、已知平面上任3点不共线的25个点,它们能确定多少条直线?能确定多少个三角形?
7、计算数字为1,2,3,4,5且满足以下两个性质的4位数的个数:(a)数字全不相同;(b)数为偶数
8、正整数7715785有多少个不同的正因子(1除外)?
9、50!中有多少个0在结尾处?
10、比5400大并且只有下列性质的数有多少?(a)数字全不相同;(b)不出现数字2和7
11.将m=3761写成阶乘和的形式。

12.根据序数生成的排列(p)=(3214),其序号是多少?
13.如果用序数法对5个文字排列编号,则序号为117的排列是多少?
14.设中介数序列为(120),向它所对应的4个文字的全排列是什么?
15.按字典序给出所有3个文字的全排列。

16.按递归生成算法,依次写出所有的4个文字的全排列。

17.根据邻位互换生成算法,4个文字的排列4231的下一个排列是什不同的方案?
18.有5件不同的工作任务,由4个人去完成它们,每件工作只能由一个人完成,问有多少种方式完成所有这5件工作?
19.有纪念章4枚,纪念册6本,分送给十位同学,问有多少种分法?如限制每人得一件物品,则又有多少种分法?
20.写出按次序产生的所有从1,2,3,4,5,6中任取2个的组合。

21.给定一个n 边形,能画出多少个三角形使得三角形的顶点为n 边形的顶点,三角形的
边为n 边形的对角线(不是边)?
22.试问(x+y+z )的6次方中有多少不同的项?
23.如果没有两个相邻的数在同一个集合里,由{1,2,…20}中的数可形成3个数的集合有
多少?
24.试列出重集{2·a,1·b,3·c}的所有3组合和4组合。

25.设{Fn}为fibonna 序列,求出使Fn=n 的所有的n 。

26.试求从1到1000中,不能被4,5或6整除的个数?
27.计算12+22+……+n2
28.设某地的街道把城市分割成矩形方格,每个方格叫它块,某甲从家里出发上班,向东要走过7块,向北要走过5块,问某甲上班的路经有多少条?
29.设n=253273114,试求能除尽数n 的正整数的数目。

30.求(1+x 4+x 8)10中x 20项的系数。

31.试给出3个文字的对称群S 3中的所有元素,并说出各个元素的格式。

32.有一BIBD ,已知b=14,k=3,λ=2,求v 和r 。

33.将39写成∑a i i!(0≤a i ≤i)的形式。

34.8个人围坐一圈,问有多少种不同的坐法?
35.求()()()()10,10103,1032,1021,10C C C C +⋯⋯+++
36.试给出两个正交的7阶拉丁方。

37.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。

38.用红、黄两种颜色为一个等边三角形的三个顶点着色,问有多少种实质不同的着色方案?
39.在r,s,t,u,v,w,x,y,z 的排列中,求y 居x 和z 中间的排列数。

40.求1040和2030的公因数数目。

41.求1到1000中不被5和7整除,但被3整除的数的数目。

42.求4444321n +⋯⋯+++的和。

43.用母函数法求递推关系08621=+---n n n a a a 的解,已知a 0=0,a 1=1。

44.试求由a,b,c 这3个文字组成的n 位符号串中不出现aa 图像的符号串的数目。

45.26个英文小写字母进行排列,要求x 和y 之间有5个字母的排列数。

46.8个盒子排成一列,5个有标志的球放到盒子里,每个盒子最多放一个球,要求空盒不相邻,问有多少种排列方案?
47.有红、黄、蓝、白球各两个,绿、紫、黑球各3个,从中取出6个球,试问有多少种不同的取法。

48.用b 、r 、g 这三种颜色的5颗珠子镶成的圆环,共有几种不同的方案?
49.n 个完全一样的球放到r (n ≥r )个有标志的盒中,无一空盒,试问有多少种方案?
50.假设某个凸n 边形的任意三条对角线不共点,试求这凸n 边形的对角线交于多少个点?
51.求()()21432321+++⋯⋯+⨯⨯+⨯⨯=n n n S n 从k 个不同文字中取n 个文字作允许重复的排列,但不允许一个文字连续出现3次,求这样的排列的数目。

52.求下图中从A 点出发到n 点的路径数。

53.n 条直线将平面分成多少个区域?假设无三线共点,且两两相交。

54.四位十进制数abcd ,试求满足a+b+c+d=31的数的数目。

55.两名教师分别对6名学生面试,每位教师各负责一门课,每名学生面试时间固定,6名学生面试时间定于下周一的第1节至第6节课,两门课的面试分别在901和902两个教室进行。

试问共有多少种面试的顺序。

56. 对正六角形的6个顶点用5种颜色进行染色,试问有多少种不同的方案?旋转或翻转使之重合的视为相同的方案。

58.生成矩阵
试求相应的校验矩阵H 。

59.由m 个0,n 个1组成的n+m 位符号串,其中n ≤m+1,试求不存在两个1相邻的符号串的数目。

60.n 个男人与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。

61.求由A,B,C,D 组成的允许重复的排列中AB 至少出现一次的排列数目。

62.求满足下列条件:
40321=++x x x ,2510,205,156321≤≤≤≤≤≤x x x 的整数解数目。

63.求不超过120的素数的数目。

64.试说明A 4群中各置换的不同格式及其个数。

65.已知生矩阵
求下列信息的码字?
(a ) 1110(b)1000(c)0001(d)1101
66.有n 个不同的整数,从中取出两组来,要求第1组的最小数大于另一组的最大数,有多少种取法?
67.设某组织有26名成员,要选一名主席,一名会计,一名秘书,且规定一人不得担任一个以上职务,问有多少种选法?
68.从整数1,2,…,100中选取两个数。

(1)使得它们的差等于7;(2)使得它们的差小于或等于7,各有多少种选取方式?
69.有n 个相同的红球和m 个相同的白球;那么这m+n 个球有多少种不同的排列方式?
70.一个工厂里已装配了30辆汽车,可供选择的设备是收音机、空调和白圈轮胎。

这30辆汽车中,15辆有收音机,8辆有空调,6辆是白圈轮胎,而这三种设备都具有的汽车有3辆,试求这三种设备都不具备的汽车至少有多少辆?
71.数1,2,…,9的全排列中,求偶数在原来位置上,其余都不在原来位置上的错排数目。

72.在等于300的自然数中:(1)有多少个不能被3,5和7整除的数?(2)有多少个能被3整除,但不能被5和7整除的数?
73.求下列数值函数的生成函数:
(1)r r c a =(r=0,1,2,…),其中C 为实数。

(2)()⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=r q a r r 1,(r=0,1,2,…),其中a 为正整数。

74.求下列生成函数的数值函数:其中()()2265x x x x A +-=
75.用生成函数求下式之和:()()().2121n n n n n ++∙+∙ 76.一个人上楼梯,可以一步上一个台阶,也可以一步上两个台阶,令n a 表示有n 个台阶时的上楼方式数,写出n a 的递推关系,并求解之。

77.利用特征方程法解递推关系:
78.求下列递推关系的特解n n n n a a a 22321=+---
79.1)求小于10000的含1的正整数的个数2)求小于10000的含0的正整数的个数。

80.在100名选手之间进行淘汰赛(即一场的比赛结果,失败者退出比赛),最后产生一名冠军,问要举行几场比赛?
81.计算[1,n]的无重不相邻组合()r n C ,的计数问题
82.某保密装置须同时使用若干把不同的钥匙才能打开。

现有7人,每人持若干钥匙。

须4
人到场,所备钥匙才能开锁。

问①至少有多少把不同的钥匙?②每人至少持几把钥
匙?
83.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点?又把所有
对角线分割成多少段?
84.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?
85.整数n 拆分成1,2,3,…,m 的和,并允许重复,求其母函数。

??
86.某甲参加一种会议,会上有6位朋友,某甲和其中每人在会上各相遇12次,每二人各相遇6次,每三人各相遇3次,每五人各相遇2次,每六人各相遇1次,1人也没有遇见的有5次,问某甲共参加了几次会议?
87.给出下列等式的组合意义:
(a )()m k n k l n l m k n m n l m
l ≥≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--∑=,10
(b)
()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-+⋯⋯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+l m l m m l m m l m m l m m l m l 12111 88. 将正整数10写成3个非负整数321,,n n n 的和,要求6,4,3321≤≤≤n n n ,有多少种不同的写法?
89.计算母函数()()()2
3121x x x x G +++=的头6项。

90.红、白、黑三色球各8个,现从中取出9个,要求3种颜色的球都有,问有多少种不同取法? 91.求序列()()()()()n n c n c n c n c n ,1,,2,,1,,0,-⋯⋯-的母函数。

92.解递归关系2,0,0102===+-a a a a n n
93. 求下列表达式中求出50a 的值
94.设r a 是掷两个骰子时和为r 的方式数,其中第一个骰子的点数为偶数,第二个骰子的点数为奇数,求序列{}⋯⋯210,,a a a 的母函数。

95.有多少棵有n 个顶点的二叉数?
96.求下式之和
97.展开多项式()4
321x x x ++ 98.六个引擎分列两排,要求引擎的点火的次序两排交错开来,试求从一特定引擎开始点火有多少种方案。

99.试求n 个完全一样的骰子掷出多少种不同的方案?
100.写出全部部分数最小的19-完备分拆
101.已知()()n
n n f -+=2,求()n f k ∆ 102.求方程
1742321=++x x x 的非负整数解的个数。

四、证明题
1.证明:{1,2,…,n}的全排列的最大逆序数是n(n-1)/2。

试确定具有n(n-1)/2个逆序的唯一排列。

2.证()()()1,1,1++=-r n c r r n nc .并给出组合意义.
3.n 个完全一样的球,放到r 个有标志的盒子,n ≥r ,要求无一空盒,试证其方案数为()1,1--r n c .
4.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.
5.试证明:()()()()1,1,,1,0++=+⋯⋯++m n c m n c m c m c
6. 证明:(C(n,0))2+(C(n,1))2+…+(C(n,n))2=C(2n,n)
7. 证明:若121==F F ,21--+=n n n F F F (n>2),则
其中α=(1+√5)/2,β=(1-√5)/2
8. N 个代表参加会议,试证其中至少有两个人各自的朋友数相等。

9. 证明:()()6/12121222++=+++n n n n
10. 证明:()n n 2/!2是整数。

11. 证明:在边长为1的等边三角形内任取5点,试证至少有两点的距离小于1/2。

12.证明:⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+110111n n n n n F F F F 其中n F 定义为:121==F F ,21--+=n n n F F F
13.任取11个整数,求证其中至少有两个数它们的差是10的倍数。

14.在边长为1的正方形内任取5
2。

15.若H 是群G 的子群,试证:|xH|=K,其中K =|H|,x ∈G 。

16.二维空间的点(x,y )的坐标x 和y 都是整数的点称为格点。

任意5个格点的集合A ,试证A 中至少存在两个点,它们的中点也是格点。

17.证明:在由字母表{0,1,2}生成的长度为n 的字符串中,0出现偶数次的字符串有(3n +1)/2个。

18.试证任意r 个相邻的正整数的连乘积(n+1)(n+2)…(n+r)必被r!除尽。

19.证明:()()()()()()()n m c n m c n m c n m c m c n m c m c n ,20,,1,11,,0,=-+⋯⋯+--+
20.证明()()()12,2,21,-=+⋯⋯++n n n n nc n c n c
21.任取5个整数,试求其中必存在3个数,其和能被3整除。

22.若H 是群G 的子群,x 和y 是G 的元素。

试证xH ∩yH 或为空集,或xH=yH.
23.令S={1,2,…,n+1},n ≥2,(){}z y z x S z y x T <<∈=,,,, 试证:()()3,122,1......21222+++=+++=n C n C n T 。

24.证明:任何K 个相继的正整数之积,必是r 的倍数,其中r=1,2,…,K 。

25.求证:()221++n n =()()()n n n n n n 212212-+++。

26.使用二项式定理证明()k n k n
k n 20=∑=,试推广到任意实数r ,求()k n k n
k r 0
=∑。

27.证明C B A C B C A B A C B A C B A +---++=
28.证明任何k 个相继正整数中,有一个必能被k 整除。

29.证明在小于或等于2n 的任意n+1个不同的正整数中,必有两个是互等的。

30.证任一正整数n 可唯一地表成如下形式:,0≤a i ≤i,i =1,2,…。

31.对于给定的正整数n,证明当
时,()k n C ,是最大值。

32.证明在由字母表{0,1,2}生成的长度为n 的字符串中,0出现偶数次的字符串有个;
33.设有三个7位的二进制数:7654321a a a a a a a ,7654321b b b b b b b ,7654321c c c c c c c 。

试证存在
整数i 和j ,71≤≤≤j i ,使得下列之一必定成立,j i j i j i j i j i j i c c b b c c a a b b a a =========,,。

34.证明:在n 阶幻方中将每个数码a 换成a n -+12,所得的阵列仍是一个n 阶幻方。

(注:所谓幻方是指一个n n ⨯方阵,其中的元素分别是22,1n ⋯⋯,且每列的元素和均相等)
35.证明:把有n 个元素的集合s 划分为k 个有序集合的个数等于n k
36.试证明:()()()1,,111/10<-+-=+∑∞=x x k k n c x k k
k n
37.证明:如果在边长为1的等边三角形内任取10个点,则必有2个点,它们的距离不大
于1/3。

测试题答案
——组合数学
一、选择题
1.D
2.C
3.A
4.C
5.A
6.D
7.A
8.B
9.C10.C
11.B12.C13.C14.A15.C16.B17.D18.A19.D20.C
21.C22.B23.D24.B25.D
二、填空题
1. 267
6.210
7.0
8.420
9.2
10.135223++-n n n
11.121
---n n 12.⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--⎥⎦⎤⎢⎣⎡+21232k n n 13.23
三、计算题
1、 在1000至9999之间的数都是4位数。

我们可以先选个位,再选千位,百位和十位。

因为我们要的数是奇数,所以个位数字可以是1,3,5,7,9中的任何一个,即有5种选择。

选定个位数之后,十位就只有8种选择了。

百位也只有8种选择,而十位则只有7种选择,因此应用乘法原则,问题的答案是5×8×8×7=2240种。

2、 在这个问题中,我们要计算的是组合数,因为粉笔的特性与上面三种数的顺序无关,利用乘法法则可知共有3×8×4=96种不同种类的粉笔。

3、 因为2进制数必须考虑其数字的次序,故要计算的是排列问题。

有4种选择要做,并且每种都可以独立地选择0或1,于是有2×2×2×2=24=16种至多4位数字的2进制数,它们分别是{0,1,10,11,100,101,111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,1111}
4、 从5个字母中选取4个组成的字符串共有p(5,4)=5×4×3×2=120种。

如果允许字母重复出现,则长度为3的字符串共有5×5×5=125种。

5、 可以这样考虑:在9个数字中不重复地选取7个作排列共有()7,9P 种,其中出现5和6相邻的排列
数共有()5,762P ⨯⨯种,因为出现5和6相邻的排列可看成是从1,2,3,4,7,8,9七个数中选5个排列后,将56或65插入到这5个数的6个间隔位置上(数前、数后及两个数字之间的间隔共6个位置),所以包含相邻的5和6的7位数共有()5,762P ⨯⨯,于是所求数的个数为
()()1512005,7627,9=⨯⨯-P P 。

6、 因为任3点均不共线,所以25个点中每两个点组成一条直线,每3个点了构成一个三角形,所以
共有()3002,25=C 条直线和()23003,25=C 个三角形。

7、 因为所求的数为偶数,所以个位只有2种选择:2或4。

因为4位数字全不相同,所以乘余3位数
只能是1,2,3,4,5中去掉用于个位数的数字之后的4个数字的3排列,可是共有2×P(4,3)=24个这样的数。

8、 因为1175377157853
2
4
⨯⨯⨯=,所以共有()()()()119111131214=-++++个不同的正因子
9、因为在1到50中共有10个数含有因子5而这10个数中又有2个包含有因子25。

因此50!中含有10+2=12个5因子,显然50!中至少含有12个因子2,因为在1到50这50个数中有25个是偶数所以50!中含有12个因子10,即50!在结尾处有12个0。

10、符合条件的数可分成以下几类:
(1)8位数:共有7×P (7,7)=35280个
(2)7位数:共有7×P (7,6)=35280个
(3)6位数:共有7×P (7,5)=17640个
(4)5位数:共有7×P (7,4)=5880个
(5)4位数:8位数>5的有3×P (7,3)=630个
8位数=5,百位数>4的有4×P (6,2)=120个
8位数=5,百位数=4的有P (6,2)=30个
所以符合条件的数共有94860个 11.3761=5·6!+5!+4!+2·3!+2!+1
12.因为和(p)=(3214)对应的中介数是(021),所以(p )的序号为m=0·3!+2·2!+1=5,即(p)是第5个排列 13.因为117=4·4!+3·3!+2!+1,则中介数为(4311),所以序号为117的5个文字的全排列为54231。

14.因为a1=0,所以2在1的右边,a2=2,所以3在1和2的左边,a3=1,所以4在2的前面且在3和1的后
面,因此所对应的排列为3142。

15.123,132,213,231,312,321
16.1234124314234123
1324134214324132
3124314234124312
2134214324134213
2314234124314231
3214324134214321
17.排列4231的下一个排列是4213。

18.因为5件工作中的每一件工作都可由4个人中的任一人完成,因此每件工作有4种分配方法,所以总共有4×4×4×4×4=1024种完成任务的方案。

19.因为没有限制一个同学可得纪念章和纪念册的个数,所以将4枚纪念章分给十个同学的方法有C (10+4-1,4)=C(13,4),将6本纪念册分给十个同学的方法有C(10+6-1,6)=C(15,6),所以若有C (13,4)、C(15,6)种方案。

20.如果限制每人得1件物品,则共有10!/(4!6!)12,13,14,15,16,23,24,25,26,34,35,36,45,46,56
21.因为n边形的每个顶点有n-3条对角线,要使另一边也是对角线,则选中的两条对角线不能相邻,于是相当于在n-4条对角线中选2条对角线作三角形的两边,另一条边即为此二对角线顶点的连线。

所以共有C(n-4,2)个这样的三角形,有n个顶点,共有n·c(n-4,2)个三角形。

但这里有重复,因为每一个满足条件的三角形在三个顶点处重复了3次,所以真正不同的三角形只有n·c(n-4,2)/3.例如,6边形中可以找出6·c(2,2)/3=2个这样的三角形。

22.共有C(3+6-1,6)=C(8,6)=C(8,2)=28项。

23.因为可以在{1,2,…,18}中任取3个的组合同在{1,2,…,20}中任取3个没有相邻的数组成的集合之间建立起一一对应关系,所以答案是C(18,3)=816
24.{c,c,c},{b,c,c},{a,c,c},{a,b,c},{a,a,c},{a,a,b},共6个3组合,
{a,c,c,c},{b,c,c,c},{a,b,c,c},{a,a,c,c},{a,a,b,c}共5个4组合。

25.F1=1,F5=5
26.因为能被4整除的有10000/4=2500,能被5整除的有1000/5=2000,能被6整除的有10000/6=1666,能同时被4,5整除的有10000/20=500,能同时被4,6整除的有10000/24=416,能同时被5,6整除的有10000/30=333,能同时被4,5,6整除的有10000/120=83,所以符合要求的有10000-(2500+2000+1666)+(500+416+333)-83=5000(个)
27.因为k2=2C(k,2)+C(k,1)=2×k(k-1)/2+k=k2
所以12+22+……+n2=2(C(1,2)+C(2,2)+……+C(n,2))+C(1,1)+C(2,1)+……+C(n,1)
=2×C(n+1,3)+C(n+1,2)
=2×(n+1)n(n -1)/(3×2)+(n+1)n/2
=n(n+1)(2n+1)/6
28.N=C(7+5,7)=C(7+5,5)=C(12,5)=792
一般情况N=C(m+n,n)
29.N=(1+5)(1+2)(1+3)(1+4)=360
30. 令x 4
=y,则x 8
=y 2
,x 20
=y 5
,于是(1+y+y 2

10
中y 5项的系数N 即为(1+x 4+x 8)10中x 20
项的系数,而
y 5
=y?y ·y ·y ·y=y ·y ·y ·y 2
=y ·y 2
·y 2
,于是
N=C(10,5)+c(10,3)c(7,1)+c(10,1)·c(9,2)=1326
31S 3={(1)(2)(3),(23),(12),(13),(123),(132)}
(1)(2)(3)的格式是(1)3
(23),(12),(13)的格式是(1)1
(2)2
(123),(132)的格式是(3)1
32因为bk=vr,r(k-1)=λ(v-1),已知b=14,k=3,λ=2
所以14×
3=vr 即时
vr=42
求得v=7 r(3-1)=2(v-1)2r=2(v-1)r=6 33.39=4!+2?3!+2!+1!=24+12+2+1 34. N=7!=5040
35. 因为C(n,1)+2C(n,2)+…+nC(n,n)=n ?2n-1
所以C(10,1)+2C(10,2)+…+10C(10,10)=10?2
10-1
=5120
36.
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛6543217543217643217653217654217654317654327654321和⎪

⎪⎪⎪⎪

⎪⎪


⎝⎛54321763217654
17654326543217
4321765
21765437654321
37.N=C(2n+1,0)+C(2n+1,1)+…+C(2n+1,2)+…+C(2n+1,n)
=2(C(2n+1,0)+C(2n+1,1)+…+C(2n+1,n))/2
=(C(2n+1,0)+C(2n+1,2n+1)+C(2n+1,1)+C(2n+1,2n)+…+C(2n+1,n)+C(2n+1,n+1))/2 =2
2n+1
/2=22n =4n
38. N=(23+2??????21
+3???22
)/6=4 39. 解:N=2?7!=10080
40. 解:∵M=gcd(1040
,2030
)=240
?530
,∴N=(40+1)(30+1)=1271
41. 解:N=int(1000/3)-int(1000/15)-int(1000/21)+int(1000/105)=333-66-47+9=229
42.解:∵△S n =S n+1-S n =(n+1)4
∴可设S n =A?C(n,0)+B?C(n,1)+C?C(n,2)+D?C(n,3)+E?C(n,4)+F???C(n,5),于是可知: A=0解得:A=0
A+B=1B=1
A+2B+C=17c=15
A+3B+3C+D=98D=50
A+4B+6C+4D+E=354E=60
A+5B+10C+10D+5E+F=979F=24
所以S n=C(n,1)+15C(n,2)+50C(n,3)+60C(n,4)+24C(n,5)
=(n(n+1)(2n+1)(3n2+3n-1))/30
43.解:特征函数为x2-6x+8=0,x1=2,x2=4,所以可设
a n=A?2n+B?4n,于是a0=0=A+B解得A=-1/2
a1=1=2A+4BB=1/2
即a n=(4n-2n)/2
44.解:设a n为n位符号串中不出现aa图像的符号串的个数,
则a n=2a n-1+2a n-2,即a n-2a n-1-2a n-2=0,a1=3,a2=8,由此知a0=1。

特征方程为x2-2x-2=0,x1=1+√3,x2=1-√3,可设
a n=A(1+√3)n+B(1-√3)n,于是有a0=1=A+B
a1=3=(1+√3)A+(1-√3)B
解此方程组得A=(3+2√3)/6
B=(3-2√3)/6
a n=[(3+2√3)(1+√3)n+(3-2√3)(1-√3)n]/6
45.解:M=2?20!?5!?C(24,5)=40?24!
46.解:如图_0_0_0_0_0_,3个空盒可插在两个球之间,共有C(6,3)=20种方案,5个有标志的球共有5!种排
序,所以总计有M=20?5!=2400种排列方案。

47.解:母函数为G(x)=(1+x+x2)4(1+x+x2+x3)3,其中x6的系数为
M=1?10+4?12+10?12+16?10+19?6+16?3+10?1=510,因为
G(x)=(1+4x+10x2+16x3+19x4+16x5+10x6+4x7+x8)×
48.解:运动群G={(1)(2)(3)(4)(5),(12345),(13524),(14253),(15432),(1)(25)(34),(2)(13)(45),(3)(24)(15),(4)(35 )(12),(5)(14)(23)}={p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p10}
c(p1)=5,c(p2)=c(p3)=c(p4)=c(p5)=1,c(p6)=c(p7)=c(p8)=c(p9)=c(p10)=3,m=3,
|G|=10,据P?lya定理,M=(1/|G|)?(m c(p1)+m c(p2)+m c(p3)+。

+m c(p10))=(1/10)(35+4?31+5?33)
=(1/10)(243+12+45)=30。

49.C(n-1,r-1)
将n个球排成一行,两球之间有一间隔,共有n-1个间隔。

在此n-1个间隔中任取r-1个,将n个球分成r段,将第i段的球(其中至少有1球)放入第i个盒子,所以共有C(n-1,r-1)种方案。

50.C(n,4)
凸n边形有n个顶点,任取其中4个顶点可以组成一个凸4边形,该4边形的两条对角线有一个交点,所以凸n边形的对角线交于C(n,4)个交点(根据假设,没有3条对角线相交于一点)。

51.Sn=n(n+1)(n+2)(n+3)/4
Sn=1·2·3+2·3·4+...+n(n+1)(n+2)
=3!(1·2·3/3!+2·3·4/3!+...+n(n+1)(n+2)/3!)
=3!(C(3,3)+C(4,3)+...+C(n+2,3))
=3!(C(3,0)+C(4,1)+...+C(n+2,n-1))
=3!C(n+3,n-1)
=3!C(n+3,4)
=n(n+1)(n+2)(n+3)/4
52.an=(k/(2(k-1))+k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))·
((k-1+sqrt((k-1)(k+3)))/2)n
+(k/(2(k-1))-k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))·
((k-1-sqrt((k-1)(k+3)))/2)n
假设从k(k>1)个不同文字取出n个(可以重复)作排列,但不允许一个文字连续出现3次的排列所组成的集合为An,则所求排列数an=|An|。

将An中的字符串按最后一个文字可以分成两类:一类是最后一个文字同其前一个文字不相同的那些字符串,共有(k-1)an-1个(最后一位有k-1种选择,而前n-1位是没有一个文字连续出现3次的字符串),另一类是最后两个文字相同,但与倒数第3个文字不相同的字符串,共有(k-1)an-2个,所以有递推关系
an=(k-1)an-1+(k-1)an-2(
而a1=k,a2=k2,a3=k3-k=k(k-1)(k+1
递推关系的特征方程为
x2-(k-1)x-(k-1)=0
其根为:
α1=(k-1+sqrt((k-1)(k+3)))/2
α2=(k-1-sqrt((k-1)(k+3)))/2
于是知an=A1α1n+A2α2n
由于a1=k,a2=k2,由递推关系知a0=k/(k-1),所以
a0=k/(k-1)=A1α10+A2α20A=A1+A2
a1=k=A1α11+A2α21=A1(k-1+sqrt((k-1)(k+3)))/2
+A2(k-1-sqrt((k-1)(k+3)))/2解得
A1=(k/(2(k-1))+k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))
A2=(k/(2(k-1))-k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))
所以
an=(k/(2(k-1))+k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))·
((k-1+sqrt((k-1)(k+3)))/2)n
+(k/(2(k-1))-k/(2·sqrt((k-1)(k+3)))·
((k-1-sqrt((k-1)(k+3)))/2)n
53.f(n)=(((1+√5)/2)n+1-((1-√5)/2)n+1)/√5
假设从A(编号为0)到编号为i的顶点有f(i)条路径,则f(1)=1,f(2)=2,当i>2时,f(i)=f(i-1)+f(i-2),由此知f(0)=f(A)=1。

当i=n时,f(n)=f(n-1)+f(n -2),即f(n)-f(n-1)-f(n-2)=0。

其特征方程为:
x2-x-1=0,它的两个根分别为:α1=(1+√5)/2,α2=(1-√5)/2。

于是知f(n)=A1α1n+A2α2n,根据
f(0)=1=A1+A2
f(1)=1=A1(1+√5)/2+A2(1-√5)/2,
解得
A1=(1+√5)/(2√5),A2=(1-√5)/(2√5)
所以,
f(n)=(((1+√5)/2)n+1-((1-√5)/2)n+1)/√5=F(n+1)
其中F(n)为第n个Fibonacci数。

54.a n=(n2+n+2)/2
设n条符合条件的直线将平面分成a n个区域,那么n-1条直线可将平面分成a n-1个区域,而第n条直线与前n-1条直线均相交,有n-1个交点,因此第n条直线被分成n段,而每一段对应一个新增的区域,所以有a n=a n-1+n,即a n-a n-1=n。

于是
a n-1-a n-2=n-1,由此得a n-2a n-1+a n-2=1,同样有a n-1-2a n-2+a n-3=1,故得a n-3a n-1+
3a n-2-a n-3=0,其特征方程为x3-3x2+3x-1=0,解此方程得α=α1=α2=α3=1,所以
a n=(A0+A1n+A2n2)αn=A0+A1n+A2n2,而
a0=1=A0
a1=2=A0+A1+A2
a2=4=A0+2A1+4A2
解得
A0=1
A1=1/2
A2=1/2
由此知
a n=(n2+n+2)/2
55、56
因为x1+x2+x3+x4=31,x i≥0(i=1,2,3,4)的整数解共有C(4+31-1,31)=C(34,3)=34·33·32/6=5984(个)。

再考虑x1+x2+x3+x4=31,x i≥10(i=1,2,3,4)的整数解的个数。

令N为全体非负整数解,则|N|=5984。

令A i(i=1,2,3,4)为其中x i≥10的解集合。

则|A1|即为(x1+10)+x2+x3+x4=31,也就是x1+x2+x3+x4=21的非负整数解的个数。

所以,
|A1|=C(4+21-1,21)=C(24,3)=24·23·22/6=2024。

同理可知
|A2|=|A3|=|A4|=|A1|=2024。

类似地,
|A i∩A j|=C(4+11-1,11)=C(14,3)=14·13·12/6=364(1≤i<j≤4),
|A i∩A j∩A k|=C(4+1-1,1)=C(4,1)=4(1≤i<j<k≤4),而
|A1∩A2∩A3∩A4|=0。

根据容斥原理,a+b+c+d=31,0≤a,b,c,d≤9的整数解个数等于
|?1∩?2∩?3∩?4|=
|N|-4|A1|+C(4,2)|A1∩A2|-C(4,3)|A1∩A2∩A3|+
|A1∩A2∩A3∩A4|
=5984-4·2024+6·364—4·4+0=56
56.190800
假设6个学生参加第1位教师的面试的顺序为1、2、3、4、5、6(即对第1个面试的学生编号1,...,对第6个面试的学生编号6),那么,这6个学生参加第2位教师的面试的顺序必定是1、2、3、4、5、6的一个错排。

不然,就有至少一个学生要同时参加两为教师的面试。

于是面试方案总数为
6!D6=6!6!(1-1+1/2!-1/3!+1/4!-1/5!+1/6!)=6!256=190800
57.1505
对应于旋转与翻转的运动群的置换为:
p1(不动)(1)(2)(3)(4)(5)(6)格式为(1)6
p2(逆时针旋转60o)(123456)格式为(6)1
p3(逆时针旋转120o)(135)(246)格式为(3)2
p4(逆时针旋转180o)(14)(25)(36)格式为(2)3
p5(逆时针旋转240o)(153)(264)格式为(3)2
p6(逆时针旋转300o)(654321)格式为(6)1
p7(沿14轴翻转)(1)(4)(26)(35)格式为(1)2(2)2
p8(沿25轴翻转)(2)(5)(13)(46)格式为(1)2(2)2
p9(沿36轴翻转)(3)(6)(15)(24)格式为(1)2(2)2
p10(沿12边54边中线翻转)(12)(36)(45)格式为(2)3
p11(沿23边56边中线翻转)(14)(23)(56)格式为(2)3
p12(沿16边34边中线翻转)(16)(25)(34)格式为(2)3
所以,总方案数为
l=(56+2·51+2·52+4·53+3·54)/12=18060/12=1505
58.
因为

59.C(m+1,n)
将m个0排成一行,两个0之间有一间隔,共有m+1(≥n)个间隔(包括头尾处的间隔)。

在此m+1个间隔中任取n个插入1,则所得符号串满足要求,所以共有
C(m+1,n)个这样的符号串。

60.(n-1)!n!,(n-1)!n!/(n-m)!
先让n个男人围坐一圈,共有(n-1)!种坐法。

对应于每一种坐法,有n个间隔,将n个女人排成一行插入这n个间隔中,有n!种方案,所以共有(n—1)!n!种不同的坐法。

若只有m(m<n)个女人,则在n个间隔中任取m个排列,将m个女人插入这n个间隔中,有P(n,m)=n!/(n-m)!种方案,所以共有(n-1)!n!/(n-m)!种不同的坐法。

61.an=4n-√3(2+√3)n+1/6+√3(2-√3)n+1/6
设长度为n的由A、B、C、D组成的允许重复的排列中AB至少出现一次的排列所组成的集合为S n,又设an=|Sn|。

而AB一次也不出现的排列所组成的集合为B n,又设bn=|Bn|。

可将Sn中的所有排列按AB出现的位置分为两类:一类是在前n-1位中均未出现AB,它仅出现在最末两位,则这种排列共有b n-2个。

另一类是在前n-1位中已出现AB,而最后一位可以是A、B、C、D中的任一个,所以这类排列共有4a n-1个,于是知an=4a n-1+b n-2,而an+b n=4n,即an-2+b n-2=4n-2,也就是b n-2=4n-2-an-2,
由此知an=4a n-1+4n-2-an-2,即an-4a n-1+an-2=4n-2,可推知4(an-1-4a n-2+an-3)=4n-2
于是得an-8a n-1+17an-2-4a n-3=0,其特征方程为x3-8x2+17x-4=0,解此方程得
α1=4,α2=2+√3,α3=2-√3,所以可设an=A1α1n+A2α2n+A3α3n,已知a1=0,a2=1,由此推知a0=0,所以有
a0=0=A1+A2+A3
a1=0=4A1+(2+√3)A2+(2-√3)A3
a2=1=16A1+(7+4√3)A2+(7-4√3)A3
化简得
A1+A2+A3=0
2A1+√3A2-√3A3=0
9A1+4√3A2-4√3A3=0
解得
A1=1
A2=-(3+2√3)/6
A3=-(3-2√3)/6
所以
an=4n-(3+2√3)(2+√3)n/6-(3-2√3)(2-√3)n/6
=4n-√3(2+√3)n+1/6+√3(2-√3)n+1/6
62.135
令y1+6=x1,y2+5=x2,y3+10=x3,则0≤y1≤9,0≤y2≤15,0≤y3≤15,于是有
y1+6+y2+5+y3+10=40,即y1+y2+y3=19,0≤y1≤9,0≤y2≤15,0≤y3≤15,因为
y1+y2+y3=19的非负整数解的个数为C(3+19-1,19)=C(21,2)=21·20/2=210。

令A1是y1+y2+y3=19当y1≥10时的非负整数解集合,则|A1|=C(3+9-1,9)=C(11,2)
=11·10/2=55,
令A2是y1+y2+y3=19当y2≥16时的非负整数解集合,则|A2|=C(3+3-1,3)=C(5,2)
=5·4/2=10,
令A 3是y 1+y 2+y 3=19当y 3≥16时的非负整数解集合,则|A 3|=C (3+3-1,9)=C (5,2) =5·4/2=10,
而且|A 1∩A 2|=|A 2∩A 3|=|A 1∩A 3|=0,|A 1∩A 2∩A 3|=0,根据容斥原理可知,符合条件的解的个数为 |?1∩?2∩?3|=210-(55+10+10)=210-75=135 63.30
设S={1,2,3,…,120},若n ∈S 且n 为合数,即n=n 1·n 2,则因为11·11=121>120,所以n 1或n 2中必有一数∈{2,3,5,7}。

设A 1表示S 中能被2整除的数,则|A 1|=int (120/2)=60(int (x )表示不超过x 的最大整数), 设A 2表示S 中能被3整除的数,则|A 2|=int (120/3)=40, 设A 3表示S 中能被5整除的数,则|A 3|=int (120/5)=24, 设A 4表示S 中能被7整除的数,则|A 4|=int (120/7)=17, 而且,
|A 1∩A 2|=20,|A 1∩A 3|=12,|A 1∩A 4|=8, |A 2∩A 3|=8,|A 2∩A 4|=5,|A 3∩A 4|=3,
|A 1∩A 2∩A 3|=4,|A 1∩A 2∩A 4|=2,|A 1∩A 3∩A 4|=1,|A 2∩A 3∩A 4|=1, |A 1∩A 2∩A 3∩A 4|=0,
所以,根据容斥原理知,S 中既不是2、3、5的倍数,也不是7的倍数的个数共有 120-(60+40+24+17)+(20+12+8+8+5+3)-(4+2+1+1)+0=176-149=27
但是,这27个数中包含了1,它不是素数,却没有包含2、3、5、7,所以,1至120之间的素数共有27-1+4=30个。

64.因为A 4={(1)(2)(3)(4),(123),(124),(132),(134),(142),(143),(234),
(243),(12)(34),(13)(24),(14)(23)},它共有12个置换,其中 格式为(1)4
的有1个:(1)(2)(3)(4),
格式为(1)1
(3)1
的有8个:(123),(124),(132),(134),(142),(143),(234),(243),
格式为(2)2的有3个:(12)(34),(13)(24),(14)(23) 65.(a)w 1=(1111)G=(1111111) (b)w 2=(1000)G=(1000011)
(c)w 3=(0001)G=(0001111) (d)w 4=(1101)G=(1101001) 66.(n-2)2n-1
+1
从n 个不相同的数a 1,a 2,...,a n 中取出r (r=2,3,...,n )个,将这r 个数从小到大排序:a i1≤a i2≤...≤a ir 。

将这r 个数分成前后两部分,使每一部分非空,共有r-1种分法。

前面部分形成第2组,后面部分形成第1组,则第1组中的最小数大于第2组中的最大数。

所以满足条件的取法共有
r=2
∑n C (n ,r )(r-1)=r=2∑n rC (n ,r )-r=2∑n
C (n ,r )
=(r=1∑n
rC (n ,r )-C (n ,1))-(r=0∑n
C (n ,r )-C (n ,1)-C (n ,0)) =(n2n-1
-n )-(2n
-n-1)=(n-2)2n-1
+1
67.解根据题设,无论选哪一名,有26种可能结果;余下选一名只有25种可能结果;最后选一名就只有24种可能结果。

由于同时选出三名,所以由积的法则知,共有26×25×24=15600种选法。

68.解(1)这100个数的前7个数,任选取两个数的差不可能等于7,只有100-7=93种
选取方式,才能使这100个数两数之差等于7。

(2)同理,选取两数之差等于6的有100-6=94种选取方式;等于5的有100-
5=95;…,等于1的有100-1=99种。

以上两数之差均小于7。

故两数的差小于或等于7的选取方式,根据和的法则,共有(94+95+96+97+98+99)+93=672种选取方式。

69.解这是一个多重集S={n ·红球;m ·白球}的重复排列问题。

S 的一个排列就是它的
m+n 个元素的一个全排列,因为S 中有n 个红球,在排列时要占据n 个位置,这些位置的选法是C n n m +种,接下去,在剩下的(n+m )-n=m 个位置选择m 个位置的选法是
C m m ,由积运算法则,S 的排列数为N=C n n m +·C m m =
()!
!!
m n n m +·1=
()!
!!n m n m +,以下化为较简单形
式:
()!
!!m n n m ∙+=()()()[]!
!!11m n n m n n m n m ∙--+-++
=()()()!!!11m n m m n m n ∙+-++
=
()()()!
11n m m n m n +-++
这即为所求排列方式数。

70.解设分别具备这三种设备的汽车依次为A 1,A 2,A 3,由题设151=A ,82=A ,63=A ,
33323121321===⇒=A A A A A A A A A ,于是这三种设备都不具备的汽车,由容斥原理2知为
32132132130A A A A A A A A A -==
=()()[]
32132312132130A A A A A A A A A A A A +++-++- =()()[]73333681530=+++-++-
71.解实际上是求奇数1,3,5,7,9这5个数的移位排列数目D (n ),由于n=5,所以:
D (5)=⎪⎪⎭

⎝⎛-+-+-!51!41!31!21!111!5 =⎪⎭
⎫ ⎝⎛
-+-+-∙1201241612111120
=()44120152060120=-+-∙
72.解设A 1,A 2,A 3分别为能被3,5,7整除的集合,则10033001=⎥⎦

⎢⎣⎡=A ,
6053002=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=A ,4273003=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=A ;205330021=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙=A A ,147330031=⎥⎦⎤
⎢⎣⎡∙=A A ,
87530032=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∙=A A ;2753300321=⎥⎦

⎢⎣⎡∙∙=A A A 。

(1)由容斥原理2知,不能被3,5,7整除的数的个数为:
=()()[]
321323121321300A A A A A A A A A A A A +++-++- =()()[]1382814204260100300=+++-++-。

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