排列组合问题,数学好的回答

16个盒子装4个黑豆4个白豆,每个盒子只能有1个豆子,也可以没有豆子,黑白豆子不同,黑黑,白白豆子相同,盒子相同圆圈摆放,比如:1-8盒子装豆子变成2-9盒子装豆子,豆子顺序不变是一样的,但是比如1盒子黑豆子换成2盒子的黑豆子是一样的,问共有多少种装法?
有人说1楼正解但1楼答案不是整数,显然是不对的 题目可能包括圆排列,错位排列和重复排列概念,百度上有词条,但是我看不懂 如果第13天还没有具有说服力的的答案我会发起投票,如果第15天还没有正确答案我会把分送给最用心做这道题的人,但是不代表那是正确答案
8楼辛苦了 如果有兴趣请看看我的另一道概率题 这个分给你了 但是我是没资格判定你正确的 另外感谢大家,所有用心做这道题的朋友 还有位答案改的太多上不来了“你说你想知道啥”特此感谢!

【结论】:本题不同排列数={(C(16,8)-C(8,4))/16+3}×8!/(4!4!)= 56210种
16选8,盒子按时针旋转,有C(8,4)种情况会出现3种情况的重复,累计算log[2,8]=3种,其他要除于16种。盒子排序有{(C(16,8)-C(8,4))/16+3}种。

不理解看下面解析!

【解析】:
本题在固定8个盒子的情况下,排豆子的方法是没什么问题的:
排法=A(8,8)/A(4,4)A(4,4)=8!/4!4!=70种。
主要是豆子同顺序算同一种情况,带来的重复次数不同,所以盒子的排序≠C(16,8)/16。

【记】:16个盒子中挑选放豆子的盒子,选中的用1表示,没选的用0表示;将16个盒子在任意一个位置(16种)展开,如果所得的数字重复,就算同一种排序。比如:
一、如果挑选的盒子都间隔1个空盒,任选一个位置展开,只有2种形式:
1010101010101010;0101010101010101。
按题意,选了这2种8个盒子的位置,按时针旋转后,最终是算1种情况;

二、如果每2个紧邻,接下去间隔2个,就有4种形式:
1100110011001100
1001100110011001
0011001100110011
0110011001100110
1100110011001100 [重复]
按题意,选了这4种8个盒子的位置,经过旋转对比后,最终是算1种情况;

我们可以注意到,这种重复的原因是:序列存在循环单元!
比如:
一中的最小的循环单元是:“10”或“01”,重复8次,所以有2种情况相同;
二中的最小的循环单元是:“1100”或“1001”或“0011”或“0110”,重复4次,所以有4种情况相同;
循环单元越多,重复次数越少,相同的情况越多。

★为方便说明,记n位最小循环单元为T[n],旋转后出现重复的情况数量为C[n];
则n必须满足以下条件:
1、因为是16格内的循环,所以n必须满足:16≡0 (mod n),即n能被16整除;
2、T[n]内1的个数×重复次数(16/n)=8,即有n/2个1;
∵16=1*16=2*8=4*4;且n取1不可能满足条件2;
∴n只能取2、4、8、16;[n=16就是本题不循环的情况]
(如果没有循环单元的情况下,都是16种不同的情况,这也是本题所要求的一部分)
根据n,就确定可能重复的排序数量;

★n位最小循环单元内不能再出现循环单元,否则有更小的循环单元,计算重复;
①如果n=2,含1个1,2选1不会由更小的循环单元组成,∴C[2]=C(2,1)=2种;
②如果n=4,含2个1,因为4选2可以由2个T[2]构成,∴C[4]=C(4,2)-C[2]=4种;
③如果n=8,含4个1,因为8选4可以由4个T[2]、2个T[4]构成,
∴C[8]=C(8,4)-C[4]-C[2]=C(8,4)-C(4,2)=56种;
③同理,如果n=16,16选8可以由8个T[2]、4个T[4] 、2个T[8]构成,
∴C[16]=C(16,8)-C[8]-C[4]-C[2]=C(16,8)-C(8,4)=12800种;
……
∵依据题意,这C(16,8)-C(8,4)=12800种,每种按时针循环后有16种重复,各算1种;
而T[2] 、T[4] 、T[8]的情况只能各算1种。
∴★★★实际盒子不同排序的情况共有:(C(16,8)-C(8,4))/16+3=803种。

∴★★★所以题目要求的不同排列数=803×70=56210种情况。

【BTW】:
根据以上递推,如果有n=2^k个盒子,黑、白豆各有2^(k-2)颗,则:
C[n]=C[2^k,2^(k-1)]-C[2^(k-1),2^(k-2)]
盒子的不同排列数=(C[n]/2^k)+k-1
豆子的不同排序数=2^(k-1)!/(2^(k-2)!)^2
∴最终不同排列数={(C[n]/2^k)+k-1}×2^(k-1)!/(2^(k-2)!)^2

完毕!
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2008-12-30
我很懒,所以我没仔细计算,但是首先要明确一点,从16个盒子选出8个盒子来放豆子的思维方式是不对的。

由于有“1-8盒子装豆子变成2-9盒子装豆子,豆子顺序不变是一样的”这样的条件的限制,所以我们第一步不是如何选8个盒子,而是8个盒子在16个盒子排成一圈之中一共能排成多少种类型。不知楼主明白否,举个例子:
选择1-8号的盒子称之为连续型(8个连续就1种),1-7,一个游离于9-15之间的为7个连续型(4种形状,别忘了对称,12号为对称点,也就是第八个盒子为11号和13号均为一个类型),算法应该是C(1,7)/2=3.5无条件进位,所以是4种。以此类推,一直到全部分散型,分别算出每种连续型都会产生几种不同的形状。而最后一种就是全部分散型,即8个盒子全都不相邻,1种情况
而这样计算的话,用列举法实在是无法完成,情况太多了。

楼主如果实在不理解,可以化简为4个盒子,2个豆子来理解我所说的。
我不知道形状的个数是否有公式计算,按照我这样挨个计算很累的。

明确了第一步,把8个豆子编上号码,把他们放到不同的形状之中,那么豆子总共的排列有A(8,8)种,由于黑黑相同,白白相同,黑黑可以互换,白白可以互换,所以可以互换的种类有
A(4,4)*A(4,4)种
所以最终的不同装法共有:S=盒子类型*A(8,8)/A(4,4)*A(4,4)=?*70种

想了一天,修改了下答案。但还是没办法给出精确答案。
由于盒子分布的形状的不同,所以盒子内部的豆子70种排列不会导致重复情况的出现。希望对楼主有用。
楼主明白否?

回答:你说我想知道啥 - 一派掌门 十二级
用我的理论就可以成立了,2个连续1种,不连续的1种,就两种情况,假设是6个盒子的时候,不连续时,会出现3个位置选择第二个盒子,3/2=1.5,凡此出现这种情况,无条件进位,得出2种游离状态。所以6个盒子是3种情况。以此类推。
第2个回答  2008-12-29
如果说16个盒子里面选4个黑球就是C(4,16)的话,假设没有白球,是不是就只需要再除以16就行了呢?显然不行。举个例子,4个盒子摆成圆形,其中两个放球,有几种放法?只有两种,即挨着放和不挨着放两种。而若改为5个盒子放两个球,结果还是2种。如何算的呢?两种结果用此公式的话前者会出现小数,所以此题出现小数也不足为怪了。
第3个回答  2008-12-29
纯组合的题目。
先选四个盒子放黑豆就是
C(4,16)=16!/[4!*(16-4)!]
剩下的再选4个盒子放白豆就是
C(4,12) =12!/[4!*(12-4)!]
依题目所言不用考虑排列顺序了。
而盒子围成圆圈,也就在选盒子时会出现重复算。也就是再除16,
得C(4,16)*C(4,12)/16=
第4个回答  2008-12-31
我分1黑+3黑,1黑+1黑+2黑,1黑+1黑+1黑+1黑,2黑+2黑,4黑,这几类。其中加号便用白格开分4白,3白,2白,1白。我想应该用这种方法。

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