[中學] 排組的問題

看板Math作者 (cornerstone)時間3年前 (2022/10/13 21:32), 編輯推噓1(1013)
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不好意思,又想請教大家一題數學問題, 有附上我的想法,但需要板上朋友們幫忙。 有m個(m大於等於2)不同的球,以及n個(n大於等於2)不同的球袋, 把球全部分裝到球袋裡後, 有多少種情形是「有至少兩個球被分到同一個球袋裡」? (假設題目是m個相同的球分到n個不同的球袋,就可以用重複組合H的公式, 可是這題是不同的球和不同的球袋,還能有公式嗎?) 我目前是用具體的數字來想,然後想到這個題目可能要分兩種情況來想, 第一種是球比球袋多時: 假設有三個不同的球和兩個不同的球袋,這時有(3,0)和(2,1)兩種情況 因為球和球袋都不同,所以(3,0)時有兩種分法 (2,1)時有(C3取2)*(C2取1)=6種分法,所以總共就是8種分法 另一種想法是,因為不管怎麼分,都一定會有兩顆球被裝到同一個袋子裡, 所以也就是全部的分法:2^3 (每個球都有兩個球袋的選擇) 第二種是球比球袋少時: 假設兩個不同的球和三個不同的球袋: 因為要算至少有兩顆球被分到同個球袋裡, 所以就只能從三個球袋裡選一個裝兩顆球 (C3取1)= 3 種分法 但因為數字太小,所以又增加一點變成 六顆不同的球分到四個不同的球袋裡,這時也因為球比較多, 不管怎麼分都會有袋子裝至少兩顆球 也就是全部隨便沒有限制的分法:4^6 但假設四顆不同的球要分到六個不同的袋子裡, 而且最少有兩個球分到同一個袋子裡的情況就有很多種: (這裡開始就有點不太確定了...) 我是列出各種狀況: (2, 1, 1, 0, 0, 0) => 其中一個袋子裝兩顆,另外兩個袋子各裝一顆 但因為球跟袋子都不一樣,所以: (C6取1)*(C4取2)*(C5取1)*(C2取1)*(C4取1)*(C1取1)=1440 從6個袋子取一個乘上從4顆球裡取2顆...依此類推,請問是這樣嗎? (2, 2, 0, 0, 0, 0) (C6取1)*(C4取2)*(C5取1)*(C2取2)=180 (3, 1, 0, 0, 0, 0) (C6取1)*(C4取3)*(C5取1)*(C1取1)=120 (4, 0, 0, 0, 0, 0)=>其中一個袋子裝四顆球,所以就有(C6取1)=6種情況 所以共有1746種情況 但回到問題本身,所以如果m個不同的球和n個不同的球袋, 有多少種情況是至少有兩顆球被分到同一個球袋裡? 如果m>n的話,應該就是n^m? 但如果n>m時,都不知道數字的狀況下,要怎麼列出不同的情況再加以計算呢? 希望能幫忙解惑一下,謝謝! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.238.134.9 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1665667936.A.78C.html

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可以考慮相反的狀況:「每個球袋最多只能裝一顆球
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」,也就是說「球都要進不同的球袋」,這樣的狀況
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會有 n!/(n-m)! 種
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所以總共有 n^m - n!/(n-m)! 種
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另外四球裝六袋的討論裡,狀況一和狀況二都有兩個
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袋子裝同樣個數的球,要視為同類的袋子,所以實際
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的種類數都要除以 2
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例如狀況二應該是袋子有 C(6,2) 種選法,球放入袋
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10/13 22:09, 3年前 , 9F
子有 C(4,2) * C(2,2) 種選法,相乘是 90 種
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10/13 23:56, 3年前 , 10F
謝謝謝謝!竟然沒想到相反就是每袋最多只能裝一球
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10/13 23:58, 3年前 , 11F
看完才發現:n!/(n-m)!其實是P的算法,這樣看來因為
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10/13 23:58, 3年前 , 12F
我只考慮球>球袋或是球袋>球,如果是球袋=球,那就
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10/13 23:59, 3年前 , 13F
變成m!或n!了(m!=n!)?也真的非常謝謝你點出我重
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10/14 00:00, 3年前 , 14F
重複計算的部分,真的發現思維漏洞很多,謝謝指點!
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文章代碼(AID): #1ZI1DWUC (Math)
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