组合数学1-漫谈组合数学
循环棋盘,第一排正中间放1,放右上角,如果已经有数字,放于正下方 多少种构造方法? 变形幻方:素数,数列,相乘 由数字1,2,3,4,5可以构成多少个四位数?要求四位数的所有数字都不相同。P(5,4)=5x4x3x2=120 某场大型比赛中共有569个参赛者,如果进行单场淘汰赛,直至决出冠军,请问一共要进行多少场比赛?568 每场比赛淘汰一个人,一共需要淘汰n-1人 在中国古代,有五行相克之说。五行即金、木、水、火、土。而相克是金克木、木克土、土克水、水克火、火克金。从五行中找出互不相克的两行,共有几种不同选法? (金,土),(金,水),(木,水),(木,火),(土,火)一共五种 如下图所示的六桥问题一共有多少种不重复遍历6座桥的走法? 从1出发回到4有16种: a-b-c-f-d-e a-b-c-f-e-d a-b-d-e-c-f a-b-d-f-c-e a-b-e-d-c-f a-b-e-f-c-d c-b-a-f-d-e c-b-a-f-e-d c-d-e-b-a-f c-d-f-a-b-e c-e-d-b-a-f c-e-f-a-b-d f-d-c-a-b-e f-d-b-a-c-e f-e-b-a-c-d f-e-c-a-b-d 同理,从4出发回到1也有16种走法,请大家一一枚举。 下图是一个部分4X4方阵,能否在此基础上构造出来一个由数字1-16构成的4阶幻方? 假设可以构造出来一个如下4阶幻方: 则1≤a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k≤16且a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k互不相等 4阶幻和为34 将第一行和第一列分别相加得: 2+3+a+b=34 2+4+f+i=34 于是有: a+b=29 f+i=28 哪些数字作为幻和,可以构造出由不重复的 正整数 构成的三阶幻方?18 先构造一个三阶幻方: 假设幻和为k,有: 三个式子相加得到: M1+M2+M3+3M5+M7+M8+M9=3k 又有: M1+M2+M3=k M7+M8+M9=k 将上面两个式子代入(1)化简得到:M5=k/3 构造幻和为3的倍数的幻方方法: 设k=3 (5+m),m>=0,那么任取一个三阶幻方,将其中每个数加上m,即可形成幻和。 题中18=3 (5+1),即三阶幻方每个元素加1即可。 (减1为12) 其他幻方: 确定一个唯一的四阶幻方至少需要知道其中几个数字? https://zhidao.baidu.com/question/561002163716082204.html 四组任意的数,只要每组的四个数相互之间的差值都相同,就可以组成四阶 幻方 。如以下四组数 【A、A+x、A+y、A+z】、 【B、B+x、B+y、B+z】、 【C、C+x、C+y、C+z】、 【D、D+x、D+y、D+z】、 幻和值=A+B+C+D+x+y+z 所以,要确定一个唯一的四阶至少需要知道7个数。 三阶幻方 世界级的幻方问题 http://blog.sina.com.cn/s/blog_44bcb6a50102vjzn.html 欧拉的六桥问题 基础的组合问题(画图) https://baijiahao.baidu.com/s?id=1660850310258445979&wfr=spider&for=pc 总结:老师讲的这些变式问题都很有趣,练习题也很有意思,还额外去查了很多资料,不过本来想听英文的,结果连字幕都是英文,又是陌生的知识,我怂了,看回中文的了。
组合数学
组合数学是离散数学的一个分支。专门研究计数的问题。 一个N*N的方格,是否存在组合 无论每行的和,每列的和,对角线的和都相等? 一个数n,到底存在多少个不同的幻方? 据不完全统计 如果全世界有224个队伍参加比赛,两两组合进行直接淘汰赛,那么一共需要进行多少场比赛可以决出冠军? 答案是:224-1 因为没进行异常两两组合的比赛,会淘汰1个队伍,那么要决出冠军,需要淘汰224-1只队伍,所以答案可以直接给出223 路径数为C(m + n, n) 从(0, 0)到(m, n)只能向右和向上走,一共走m + n步,要向右走m步,向上走n步。 那么就排列成一个xyx....xxyy的一个组合 那么问题就规约为m + n的位置上,选择m个位置作为x(向右走),那么就可以得出组合的计数 从n个不相同的元素取r个排成一个圆,的排列数为P(n, r)/r n个不同的乒乓球,进入r个洞的的方案数 P(n + r, n + r)/ r! x1 + x2 + ... xn = b 的正整数解的个数为C(n + b -1, b) 从{1, 2, .. n}取出r个不相邻的数 问题归约为从1到n - r个数取r个数的问题 所以计数为C(n - r - 1, r) 再计算n!的时候,当n足够大后,计算n!将会相当困难 一个函数: 如果关注的是x的解,那么G(x)是一个函数 如果关注的是c0, c1...的序列,那么G(x)就是一个母函数 可得x的5次方系数为2 所以是两种 计算出x的n次方的系数 则为计数的答案 如果直到母函数G(x)的表达式 通过对G(x)化简,对每一个单项进行泰勒展开式分解,可以得到任意复杂的序列C(n) 假设有以下序列的递推关系,并构造母函数,有 通过化简,可得 通过泰勒展开得 通过母函数的定义可知 Ck为x的k次方的组合数 而P(n, k) = Ck * k! 因此,如果要利用母函数计算x的k次方的排列数 则为 如果有n-1个抽屉,有n个球,那么至少有一个抽屉有至少两个球 pendig