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组合数学复习题

组合数学复习题

填空题

1.将5封信投入3个邮筒,有_____ _种不同的投法.

答案:243 解:每封信都有3个选择。信与信之间是分步关系。所以分步属于乘法原则,即3×3×3×3×3=81×3=243。

2.5个男孩和4个女孩站成一排。如果没有两个女孩相邻,有 方法. 答案:N=P(5 , 5)*P(6 , 4)

3.22件产品中有2件次品,任取3件,恰有一件次品方式数为__ ______. 答案:380 解析:N=20221⎛⎫⎛⎫

⎪⎪⎝⎭⎝⎭

=380。 4.6

()x y +所有项的系数和是_______ _.

答案:64 解析:令x=1,y=1,则6

(11)64+=为所求。 5.不定方程1232++=x x x 的非负整数解的个数为_ _______. 答案:6 解析:3212+-⎛⎫

⎪⎝⎭

=6 6.由初始条件f f (0)1,(1)1==及递推关系 确定的数列f n n {()}(0)≥叫做Fibonacci 数列

7.(3x-2y )20 的展开式中x 10y 10的系数是 . 8.求6的4拆分数P 4(6)= . 解析:k

k P P P P P P 4

41

2

3

4

1

(6)(64)(2)(2)(2)(2)==

-=+++∑11002=+++=

9.已知在Fibonacci 数列中,已知f f f (3)3,(4)5,(5)8===,试求Fibonacci 数f (20)= 答案:10946

分析:f f f f f f (20)(1010)(10)(10)(9)(9)=+=+,

f f f f f f 22(10)(55)(5)(5)(4)(4)8589=+=+=+=

组合数学习题及解答

组合数学习题及解答

根据清华远程教育课堂答案编辑整理,有改动,如果有错误,请指正。――编者注 第一章习题

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

证:对n 用归纳法。

先证可表示性:当n=0,1时,命题成立。 假设对小于n 的非负整数,命题成立。 对于n,设k!≤n <(k+1)!,即0≤n-k!<k ·k!

由假设对n-k!,命题成立,设,其中a k ≤k-1,

,命题成立。

再证表示的唯一性:

, 不妨设a j >b j ,令j=max{i|a i ≠b i }

a j ·j!+a j-1·(j-1)!+…+a 1·1! =

b j ·j!+b j-1·(j-1)!+…+b 1·1!, ∑∑∑∑⋅-≥

⋅-≥⋅>

≥⋅-=

⋅-!)(!!!!)(!)(i a b

i a b

i i j i a b

j b a i i

i i

i i

j j

矛盾,命题成立。

另一种证法:令j=max{i|a i ≠b i

}

, 两边被(j+1)!除,得余数a j ·j!=b j ·j!,矛盾.

2.证 nC(n-1,r)=(r+1)C(n,r+1).并给出组合意义。 证:

)

1,()1()!

1()!1(!)1()!

1(!)1(!)1()!

1(!1),1(++=--⋅+⋅+=

--⋅⋅+⋅+=--⋅-=-r n C r r n r n r r n r r n r r n r n n r n nC

组合意义:

等式左边:n 个不同的球,先任取出1个,再从余下的n-1个中取r 个; 等式右边:n 个不同球中任意取出r+1个,并指定其中任意一个为第一个。 显然两种方案数相同。

最新组合数学习题答案(1-4章全)

最新组合数学习题答案(1-4章全)

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 a

b b a b -=-≤

[解] (a) 5=-b a

将上式分解,得到55

a 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5

8C 种选择。将女生插入,有5!种方案。故按乘法原理,有:

7!×5

8C ×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3

5C 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:

组合数学练习题及解析

组合数学练习题及解析

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。

(完整版)排列组合练习试题和答案解析

(完整版)排列组合练习试题和答案解析
解:75600的约数就是能整除75600的整数,所以本题就是分别求能整除75600的整数和奇约数的个数.
由于 75600=24×33×52×7
(1) 75600的每个约数都可以写成 的形式,其中 , , ,
于是,要确定75600的一个约数,可分四步完成,即 分别在各自的范围内任取一个值,这样 有5种取法, 有4种取法, 有3种取法, 有2种取法,根据分步计数原理得约数的个数为5×4×3×2=120个.
四、分类与分步
1ຫໍສະໝຸດ Baidu求下列集合的元素个数.
(1) ;
(2) .
2.一个文艺团队有9名成员,有7人会唱歌,5人会跳舞,现派2人参加演出,其中1名会唱歌,1名会跳舞,有多少种不同选派方法?
3.已知直线 ,在 上取3个点,在 上取4个点,每两个点连成直线,那么这些直线在 和 之间的交点(不包括 、 上的点)最多有
A.男同学2人,女同学6人B.男同学3人,女同学5人
C.男同学5人,女同学3人D.男同学6人,女同学2人
4.一条铁路原有m个车站,为了适应客运需要新增加n个车站(n>1),则客运车票增加了58种(从甲站到乙站与乙站到甲站需要两种不同车票),那么原有的车站有
A.12个B.13个C.14个D.15个
5.用0,1,2,3,4,5这六个数字,
3. 6本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人一本、二本、三本的不同分法有多少种?

(完整word版)组合数学习题解答

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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

组合数学 课后答案 PDF 版

组合数学 课后答案 PDF 版

3.1 某甲参加一种会议,会上有6位朋友,某甲和其中每一个人在会上各相遇12次,每两人各相遇6次,每3人各相遇4次,每4人各相遇3次,每5人各相遇2次,每6人各相遇1次,1人也没遇见的有5次,问某甲共参加几次会议?

解:设A 为甲与第i 个朋友相遇的会议集.i=1,2,3,4,5,6.则 │∪A i │=12*C(6,1)-6*C(6,2)+4*C(6,3)-3*(6,4)+2*(6,5)-C(6,6) =28

甲参加的会议数为 28+5=33

3.2

:求从1到500的整数中被3和5整除但是不能被7整除的数的个数。 解:

设 A 3:被3整除的数的集合

A 5:被5整除的数的集合 A 7:被7整除的数的集合 所以 ||

=||-|

|

=

-=33-4=29 3.3 n 个代表参加会议,试证其中至少有2个人各自的朋友数相等

解:每个人的朋友数只能取0,1,…,n -1.但若有人的朋友数为0,即此人和其 他人都不认识,则其他人

的最大取数不超过n -2.故这n 个人的朋友数的实际取数只 有n -1种可能.,根据鸽巢原理所

以至少有2人的朋友数相等.

3.4试给出下列等式的组合意义

0j j 0(1)=(1), 1n-m-j+1(2)(1)1 j 1(3)...(1) 1 12m l l n m l n m m n l n k m n k l k l n m l n m l m l m l m l m l m l m m m m m l =-=--⎛⎫⎛⎫⎛⎫-≥≥ ⎪ ⎪⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭---⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭+-++++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭

组合数学题库-最新-答案版

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组合数学习题

1.Show that if n+1 integers are chosen form the set {1,2, …,2n},then there are always two which differ by at most 2.

从{1,2, …,2n}中选出n+1个数,在这n+1个数中,一定存在两个数,其中一个

整数能整除另外一个整数。

任何一个数都可以写成2k*L,其中k是非负数,L是正奇数。现在从1到2n之间只有n个奇数。由于有n+1个数都能表示成2k*L,而L的取值只有n中,所以有鸽子洞原理知道,至少有两个数的L是一样的,于是对应k小的那个就可以整除k大的另一个数。

至少有两个L是一样的,则它们的差=(2i-2j)L>=2,题目应该是说差最大为2,而不是除。

2.Show that for any given 52 integers there are exist two of them whose sum, or else difference, is divisible 100.

设52个整数a1,a2,…,a52被100除的余数分别是r1,r2,…,r52,而任意一个数被100除余数为0,1,2,…,99,一共100个。他们可以分为51个类{0},{1,99},{2,98},…,{49,51},{50}。将这51个集合视为鸽笼,则将r1,r2,…,r52放入51个笼子中,至少有两个属于同一个笼子,所以要么有ri=rj,要么有ri+rj=100,也就是说ai-aj|100或者ai+aj|100。

组合数学习题解答

组合数学习题解答

1.证任一正整数n可唯一地表成如下形式:,0≤a i≤i,i=1,2,…。

证:对n用归纳法。

先证可表示性:当n=0,1时,命题成立。

假设对小于n的非负整数,命题成立。

对于n,设k!≤n<(k+1)!,即0≤n-k!<k·k!

由假设对n-k!,命题成立,设,其中a k≤k-1,,命题成立。

再证表示的唯一性:

设, 不妨设a j>b j,令j=max{i|a i≠b i}

a j·j!+a j-1·(j-1)!+…+a1·1! =

b j·j!+b j-1·(j-1)!+…+b1·1!,

另一种证法:令j=max{i|a i≠b i}

, 两边被(j+1)!除,得余数a j·j!=b j·j!,矛盾.

2.证nC(n-1,r)=(r+1)C(n,r+1).并给出组合意义。

证:

组合意义:

等式左边:n个不同的球,先任取出1个,再从余下的n-1个中取r个;

等式右边:n个不同球中任意取出r+1个,并指定其中任意一个为第一个。

显然两种方案数相同。

3.证。

证:设有n个不同的小球,A、B两个盒子,A盒中恰好放1个球,B盒中可放任意个球。有两种方法放球:

①先从n个球中取k个球(k≥1),再从中挑一个放入A盒,方案数共为,其余球放入B 盒。

②先从n个球中任取一球放入A盒,剩下n-1个球每个有两种可能,要么放入B盒,要么不放,故方案数为n2n-1 .

显然两种方法方案数应该一样。

4.有n个不同的整数,从中取出两组来,要求第一组数里的最小数大于第二组的最大数。问有多少种方案?

解:设取的第一组数有a个,第二组有b个,而要求第一组数中最小数大于第二组中最大的,即只要取出一组m个数(设m=a+b),从大到小取a个作为第一组,剩余的为第二组。此时方案数为

组合数学习题5(共5章)

组合数学习题5(共5章)

第五章 P ólya 计数理论

1. 计算(123)(234)(5)(14)(23),并指出它的共轭类.

解:题中出现了5个不同的元素:分别是:1,2,3,4,5。即|S n |=5。

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=512345432152431543215413254321)

23)(14)(5)(234)(123(

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=51234543215214354321 ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=5341254321 )5)(34)(12(=

(5)(12)(34)的置换的型为1122而S n 中属于1122型的元素个数为15

21!1!2!

52

1=个其共轭类为

(5)(14)(23),(5)(13)(24),(1)(23)(45),(1)(24)(35), (1)(25)(34),(2)(13)(45),(2)(14)(35),(2)(15)(34), (3)(12)(45),(3)(14)(25),(3)(15)(24),(4)(12)(35), (4)(13)(25),(4)(15)(24)

2. 设D 是n 元集合,G 是D 上的置换群.对于D 的子集A 和B ,如果存在G ∈σ,

使得}|)({A a a B ∈=σ,则称A 与B 是等价的.求G 的等价类的个数. 解:根据Burnside 引理∑=

=n

i i a c G l 1

1)(1,其中c 1(a i )表示在置换a i 作用下保持不变的元素个数,则有 c 1(σI )=n;

设在σ的作用下,A 的元素在B 中的个数为i ,则 c 2(σ)=n -2i ;

组合数学练习题_带答案

组合数学练习题_带答案

组合数学练习题

第一章排列组合

1, 在1到10000之间,有多少个每位上数字全不相同而且由偶数构成的整数?

本题分为四种情况:

1位整数有4个: 2, 4, 6, 8

2位整数有4*4种方案, 有16个

3位整数有4*4*3种方案, 有48个

4位整数有4*4*3*2种方案, 有96个

总共有4+16+48+96=164个这样的整数.

2, 一教室有两排,每排9个坐位,今有14名学生,问按下列不同的方式入座,各有多少种坐法?(1) 规定某5人总坐在前排,某4人总在后排,但每人具体坐位不指定;(2) 要求前排至少坐5人,后排至少坐4人。

(1)本问中, 第一排和第二排各有5名和4名同学被确定, 那么14名同学中还有5名同学

没有固定在哪一排, 所以可以根据这5名同学的不同排列来计算, 分5种情况考虑; 1)

从这5名同学中选出4名同学坐在第一排, 这4名和固定的5名同学进行全排列、另

外1名同学和第二排固定的4名同学进行全排列,以此类推;2) 从5名同学中选出3

名同学坐第一排; 3) 从5名同字中选出2名同学坐第一排; 4) 从5名同学中选出1名

同学坐第一排; 5) 最后5名同学全部坐在第二排; 把这5种情况的坐法安排数全部加

起来就是结果.

C(5,4)*P(9,9)*P(9,5)+C(5,3)*P(9,8)*P(9,6)+C(5,2)*P(9,7)*P(9,7)+

C(5,1)*P(9,6)*P(9,8)+P(9,5)*P(9,9)

(2)本问中, 第一排和第二排所坐的同学的数量被确定, 分别是5名和4名, 那么要从14

组合数学第三版+卢开澄+习题答案

组合数学第三版+卢开澄+习题答案

第1章 排列与组合

经过勘误和调整,已经消除了全部的文字错误,不过仍有以下几个题目暂时没有找到解答:

1.8 1.9 1.16

1.41(答案略) 1.42(答案略)

1.1 从{1,2,…,50}中找一双数{a,b},使其满足:

()5;() 5.

a a

b b a b -=-≤

[解] (a) 5=-b a

将上式分解,得到55

a b a b -=+⎧⎨

-=-⎩

a =

b –5,a=0时,b =5,6,7,…,50。满足a=b-5的点共50-4=46个点. a = b+5,a=5时,b =0,1,2,…,45。满足a=b+5的点共45-0+1=46个点. 所以,共计92462=⨯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5

8C 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!

组合练习题答案

组合练习题答案

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。

【新版】组合数学第四章习题解答范文

【新版】组合数学第四章习题解答范文
只需证:对任意a,b∈H,a≠b,有a≠b即可
设a,b∈H,a≠b,有xa=xb则左乘x的逆得 a=b矛盾
优选
7
4.8 有限群G的阶为n,H是G的子群,则H的阶必除 尽G的阶。
用4.6的结论
优选
8
4.9 有限群G的阶为n,x是G的元素,则x的阶必除 尽G的阶。
用4.2和4.8的结论
优选
9
4.10 若x和y在群G作用下属于同一等价类,则x所 属的等价类Ex,y所属的等价类Ey有|Ex|=|Ey|。
设这6!个方案为S1,S2,…,S720,
形成这720个元素的24个置换,设这24个置换为 p0,p1,…,p23,其中p0为不动置换。
以上下的中心为轴线左旋90度,右旋90度:
(1)(2345)(6),(1)(5432)(6)
正六面体有3对对面,这种置换有6个 以上下的中心为轴线左旋180度,
(1)(24)(35)(6),
正六面体有3对对面,优选这种置换有3个
14
以对角线位置的平行棱的中以线为轴线旋转180 度,
(16)(25(34)
种装饰方案,试列举之。
1
G (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)
2
7
(1234567),(1357246),
(1473625),(1526374),
(1642753),(1765432)

组合数学题目及标准答案

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组合数学题目及标准答案

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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

组合数学习题答案.

组合数学习题答案.

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, 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. 2⨯5⨯P(8,2)+3⨯4⨯P(8,2)

6. (n+1)!-1

7. 用数学归纳法易证。 8. 41⨯31

9. 设 n=p 1

n 1p 2

n 2…p k

n k , 则n 2的除数个数为 ( 2p 1

+1) (2p 2

+1) …(2p 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(10

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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。

第二章:

2.3. 在边长为1的正三角形内任意放置5个点,则其中至少有两个点的距离≤1/2。

解:将边为1的正三角形分成边是为1/2的四个小正三角形,将5个点放入四个小正三角形中,由鸽笼原理知,至少有一个小正三角形中放有2个点,而这两点的距离≤1/2。 1/2 1/2 1/2

2.5. 在图中,每个方格着红色或蓝色,证明至少存在两列有相同的着色。

解:每列着色的方式只可能有224⨯=种,现有5列,由鸽笼原理知,至少有二列着色方式相同。 ⎪

2.7. 一个学生打算用37天总共60学时自学一本书,他计划每天至少自学1学时,证明:无论他怎样按排自学时间表,必然存在相继的若干天,在这些天内其自学总时数恰好为13学时。

解:设1a 是第一天自学的时数,2a 是第一,二天自学的时数的和,j a 是第一,二,… ,第j 天自学时数的和,1,2,,37j =⋅⋅⋅⋅⋅⋅

于是,序列1237,,,a a a ⋅⋅⋅⋅⋅⋅是严格递增序列(每天至少一学时),而且,1371,60a a ≥= 于是序列13713,,13a a +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+也是严格递增的序列,故371373a +=

因此74个数137137,,13,,1373a a a a ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+=都在1和73两个整数之间,由鸽笼原理

知,这74个数中必有两个是相等的,由于1237,,,a a a ⋅⋅⋅⋅⋅⋅

中任何两数都不相等,故13713,,13a a +⋅⋅⋅⋅⋅⋅+中任何两个数也是不相等的,因此,一定存在两个数,i j 使得 1313i j i j a a a a =+→-=

因此,在1,2,,j j i ++⋅⋅⋅⋅⋅⋅这些天中,这个学生自学总时数恰好为13。 ⎪

2.10. 证明:在任意52个整数中,必存在两个数,其和或差能被100整除。 证明:设52个整数a 1,a 2,….,a 52被100除的余数分别为r 1,r 2,…., r 52,而任意一整数被100除可能的余数为0,1,2,….,99,共100个,它可分为51个类:{0},{1,99},{2,98},…..{49,51},{50}。因此,将51个类看做鸽子笼,则由鸽笼原理知,将r 1,r 2,….,r 52 个鸽子放入51个笼中,,至少有两个属于同一类,例如r i ,r j,于是r i =r j 或r i +r j =100,这就是说a i —a j 可100整除,或a i + a j 可被100整除。

第三章

3.2. 求1到1000中既非完全平方又非完全立方的整数个数。

解:设S ={1,2,…,1000};1A 表示1到1000中完全平方数的集合,则1A 表示1到1000中不是完全平方数的集合;2A 表示1到1000中完全立方数的集合,则2A 表示1到1000中不是完全立方数的集合。

故__

2__

1A A 表示1到1000中既非完全平方又非完全立方的整数的集合,由容斥原理((3.5)式)知:

2

12121A A A A S A A +--= (3.5)

其中

||S =1000,

1||31A ==,

2||10A == 21A A 表示1到1000中既是完全平方又是完全立方的数的集合,故

21A A ==3,

将以上数值代入(3.5)式得

21A A =1000-(31+10)+3=962

故1到1000中既非完全平方又非完全立方的整数个数为962。

3.8. 在所有的n 位数中,包含数字3,8,9但不包含数字0,4的数有多少?

解:除去0,4,则在1,2,3,5,6,7,8,9这8个数字组成的n 位数中, 令S 表示由这8个数字组成的所有n 位数的集合。则|S|=8n . P 1表示这样的性质:一个n 位数不包含3; P 2表示这样的性质:一个n 位数不包含8; P 3表示这样的性质:一个n 位数不包含9;

并令A i 表示S 中具有性质P i 的元素构成的集合(i=1,2,3)。

则A A A 321 表示S 中包含3,又包含8,又包含9的所有n 位数的集合。 由容斥原理((3.5)式)得

|321A A A |=||||||||3213

1

A A A A

A A S j

i j

i

i i

-+-∑∑≠= (3.5)

7

77321,,n

n

n A A A ===

666323121,,n

n

n

A A A A A A ===

5321n

A A A = ,

代入(3.5)式得

12

3837365n n n n A A A =-∙+∙-

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