容斥原理习题及解答.ppt

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1、第二章容斥原理习题1、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4次,每四人各相遇3次,每五人各相遇2次,每六人各相遇一次,1人也没有遇见的有5次,问某甲共参加了几次会议?参考答案[解]设Ai为甲与第i个朋友相遇的会议集,i=1,…,6.则故甲参加的会议数为:28+5=33.第二章容斥原理习题2、求从1到500的整数中被3和5整除但不被7整除的数的个数.参考答案[解]设A3:被3整除的数的集合A5:被5整除的数的集合A7:被7整除的数的集合 所以第二章容斥原理习题3、

2、A、B、C三种材料用作产品I、II、III的原料,但要求I禁止用B、C作原料,II不能用B作原料,III不允许用A作原料,问有多少种安排方案?(假定每种材料只做一种产品的原料)参考答案[解]按题意可得如下的带禁区的棋盘,其中有阴影的表示禁区.棋盘多项式为R(      )=R(  )R(   ) =(1+x)(1+3x+x2) =1+4x+4x2+x3故方案数=3!-4·2!+4·1!-1·0!=1ABCIIIIII第二章容斥原理习题4、在由a,a,a,b,b,b,c,c,c组成的排列中,求满足下列条件的排列数。(a)不存

3、在相邻3元素相同;(b)相邻两元素不相同。参考答案[解](a)设T为a,a,a,b,b,b,c,c,c的排列全体,则设A1:出现3个相邻a的排列的集合A2:出现3个相邻b的排列的集合A3:出现3个相邻c的排列的集合 则所求即参考答案[解](b)考虑9个字母的一个排列设A12:1和2为相同字母的排列的集合A23:2和3为相同字母的排列的集合…Akk+1:k和k+1为相同字母的排列的集合…A89:8和9为相同字母的排列的集合123456789参考答案[解(续)]则所求即参考答案[解(续)]故为所求第二章容斥原理习题5、求从O(

4、0,0)点到(8,4)点的路径数,已知(2,1)到(4,1)的线段,(3,1)到(3,2)的线段被封锁。参考答案[解]设S为O(0,0)点到(8,4)点的所有路径的集合。则(0,0)(8,4)参考答案[解(续)]令A1表示S中经过线段(2,1)-(3,1)的路径A2表示S中经过线段(3,1)-(4,1)的路径A3表示S中经过线段(3,1)-(3,2)的路径则参考答案[解(续)]故所求路径数为第二章容斥原理习题6、求满足条件的整数解的数目。参考答案[解]作变量代换则方程变为令P1为性质,P2为性质,P3为性质并设S为的非负整

5、数解集合。参考答案[解(续)]设Ai为S中满足性质Pi(i=1,2,3)的集合。则所求问题变成在S中计算参考答案[解(续)]类似可得第二章容斥原理习题7、n个单位各派两名代表去出席一会议。2n位代表围一圆桌坐下。试问: (a)各单位代表并排坐着的方案是多少? (b)各单位的两人互不相邻的方案数又是多少?参考答案[解](a)方案数为(n-1)!2n(b)设第i单位代表相邻的方案数为Ai(i=1,2,…,n)则所求为第二章容斥原理习题8、一书架有m层,分别放置m类不同种类的书,每层n册。先将书架上的图书全部取出清理。清理过程要

6、求不打乱所有的类别。试问:(1)m类书全不在各自原来层次上的方案数有多少? (2)每层的n本书都不在原来位置上的方案数等于多少? (3)m层书都不在原来层次,每层n本书也不在原来位置上的方案数又有多少?参考答案[解]

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