习题一(排列与组合)
1.在1到9999之间,有多少个每位上数字全不相同而且由奇数构成的整数?
2.比5400小并具有下列性质的正整数有多少个?
(1)每位的数字全不同;
(2)每位数字不同且不出现数字2与7;
3.一教室有两排,每排8个座位,今有14名学生,问按下列不同的方式入座,各有多少种做法?
(1)规定某5人总坐在前排,某4人总坐在后排,但每人具体座位不指定;
(2)要求前排至少坐5人,后排至少坐4人。
4.一位学者要在一周安排50个小时的工作时间,而且每天至少工作5小时,
问共有多少种安排方案?
5.若某两人拒绝相邻而坐,问12个人围圆周就坐有多少种方式?
6.有15名选手,其中5名只能打后卫,8名只能打前锋,2名只能打前锋或后卫,今欲选出11人组成一支球队,而且需要7人打前锋,4人打后卫,试问有多少种选法?
7.求展开式中项的系数。
8.求的展开式。
9.求展开式中的系数。
10.试证任一整数n可唯一表示成如下形式:
11.证明,并给出组合意义。
12.证明 。
13.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?
14.六个引擎分列两排,要求引擎的点火次序两排交错开来,试求从某一特定引擎开始点火有多少种方案?
15.试求从1到1 000 000的整数中,0出现了几次?
16.n个男n个女排成一男女相间的队伍,试问有多少种不同的方案?
17.n个完全一样的球,放到r个有标志的盒子,,要求无一空盒,
试证其方案数为。
18.设,是k个素数,
试求能整除尽数n的正整数数目。
19.试求n个完全一样的骰子能掷出多少种不同的方案?
20.凸十边形的任意三个对角线不共点,试求这凸十边形的对角线交于多少个点?又把所有的对角线分割成多少段?
21.试证一整数n是另一整数的平方的充要条件是除尽n的正整数的数目为奇数。
22.统计力学需要计算r个质点放到n个盒子里去,并分别服从下列假定之一,问有多少种不同的图像?假设盒子始终是不同的。
(1)Maxwell-Boltzmann假定:r个质点是不同的,任何盒子可以放任意个;
(2)Bose-Einstein假定:r个质点完全相同,每一个盒子可以放任意个。
(3)Fermi-Dirac假定:r个质点都完全相同,每盒不得超过一个。
23.从26个英文字母中取出6个字母组成一字,若其中有2或3个母音,
问分别可构成多少个字(不允许重复)?
24.给出的组合意义。
25.给出的组合意义。
26.证明 。
27.对于给定的正整数n,证明在所有中,当
时,取得最大值。
28.(1)用组合方法证明 和 都是整数。
(2)证明是整数。
29.(1)在2n个球中,有n个相同,求从这2n个球中选取n个的方案数。
(2)在个球中,有n个相同,求从这个球中选取n个的方案数。
30.证明在由字母表生成的长度为n的字符串中,
(1)0出现偶数次的字符串有个;
(2),其中 。
31.5台教学仪器供m个学生使用,要求使用第1台和第2台的人数相等,
有多少种分配方案?
32.由n个0及n个1组成的字符串,其任意前k个字符中,0的个数不少于1的个数的字符串有多少?
习题二(母函数及其应用)
1.求下列数列的母函数
(1);
(2);
(3);
(4)
2.证明序列的母函数为 。
3.设,求序列的母函数。
其中,是S的满足下列条件的n组合数。
(1)S的每个元素都出现奇数次;
(2)S的每个元素都出现3的倍数次;
(3)不出现,至多出现一次;
(4)只出现1、3或11次,只出现2、4或5次;
(5)S的每个元素至少出现10次。
4.投掷两个骰子,点数之和为r,其组合数是多少?
5.投掷4个骰子,其点数之和为12的组合数是多少?
6.红、黄、蓝三的球各8个,从中取出9个,要求每种颜的球至少一个,问有多少种不同的取法?
7.将币值为2角的人民币,兑换成硬币(壹分、贰分和伍分)可有多少种兑换方法?
8.有1克重砝码2枚,2克重砝码3枚,5克重砝码3枚,要求这8个砝码只许放在天平的一端,能称几种重量的物品?有多少种不同的称法?
9.证明不定方程的正整数解组的个数为。
10.求方程的大于1的整数解的个数。
11.设,,其中,。试证:
(1),;
(2)求出、的母函数,。
12.设,求序列请写出至少5个字符串函数的母函数,
其中是S的满足下列条件的n排列数:
(1)S的每个元素都出现奇数次;
(2)S的每个元素至少出现4次;
(3)至少出现i次;
(4)至多出现i次;
13.把23本书分给甲乙丙丁四人,要求这四个人得到的书的数量分别不超过9本、8本、7本、6本,问:
(1)若23本书相同,有多少种不同的分法?
(2)若23本书都不相同,又有多少种不同的分法?
14.8台计算机分给3个单位,第一个单位的分配量不超过3台,第二个单位不超过4台,第三个单位不超过5台,问共有几种分配方案?
15.用母函数证明下列等式成立:
(1);
(2)。
16.证明自然数n分拆为互异的正整数之和的分拆数等于n分拆为奇数之和的分拆数。
17.求自然数50的分拆总数,要求分拆的每个分项不超过3。
习题三(递推关系)
1.解下列递推关系:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
2.求由A,B,C,D组成的允许重复的排列中AB至少出现一次的排列数。
3.求n位二进制数中相邻两位不出现11的数的个数。
4.利用递推关系求下列和:
(1)
(2)
(3)
(4)
5.求n位四进制数中2和3必须出现偶数次的数目。
6.试求由a,b,c三个字母组成的n位符号串中不出现aa图像的符号串的数目。
7.利用递推关系解行列式:
8.在方格的棋盘上,放有k枚相同的车,设任意两枚不能相互吃掉的放法数为,证明满足递推关系:
9.在方格的棋盘中,令表示棋盘里正方形的个数(不同的正方形可以叠交),试建立满足的递推关系。
10.过一个球的中心做n个平面,其中无3个平面过同一直径,问这些平面可把球的部分成多少个两两无公共部分的区域?
11.设空间的n个平面两两相交,每3个平面有且仅有一个公共点,任意4个平面都不共点,这样的n个平面把空间分割成多少个不重叠的区域?
12.相邻位不同为0的n位二进制数中一共出现了多少个0?
13.平面上有两两相交,无3线共点的n条直线,试求这n条直线把平面分成多少个区域?
14.证明Fibonacci数列的性质,当时,
(1)
(2)
(3)
(4)
15.证明:
(1)当时,
(2)当时,
16.有2n个人在戏院售票处排队,每戏票票价为5角,其中n个人各有一5角钱,另外n个人各有一1元钱,售票处无零钱可换。现将这2n个人看成一个序列,从第一个人开始,任何部分子序列,都保证有5角钱的人不比有1元钱的人少,则售票工作能依次序进行,否则,只能中断,而请后面有5角钱的人先上来买票。前一种情况,售票工作能顺利进行,对应的序列称为依次可进行的。问有多少种这样的序列?
17.用表示具有整数边长且周长为n的三角形的个数,证明
18.(1)证明边长为整数且最大边长为r的三角形的个数是
(2)设为边长不超过的三角形的个数,为边长不超过的三角形的个数,求和的解析表达式。
19.从1到n的自然数中选取k个不同且不相邻的整数,
设此选取的方案数为。
(1)求的递推关系及其解析表达式;
(2)将1与n也算作相邻的数,对应的选取方案数记作,利用 求。
20.球面上有n个大圆,其中任何两个圆都相交于两点,但没有三个大圆通过同一点,用表示这些大圆所形成的区域数,例如,,试证明:
(1);
(2)
21.(1)试计算从平面坐标点到点在对角线OA之上但可以经过OA上的点的递增路径的条数。
(2)试证明从平面坐标上点到点在对角线OA之上且不触及OA的递增路径的条数是 。
22.有多少个长度为n的0与1串,在这些串中,既不包含子串010,也不包含子串101?
第二版新增的部分习题
7.求由0,1,2,3作成的含有偶数个2的n可重排列的个数。
24.设把2n个人分成n个组且每组恰好有2个人的不同分组方法有种,请给出满足的递推关系并求解。
习题四(容斥原理)
1.试求不超过200的正整数中素数的个数。
2.问由1到2000的整数中:
(1)至少能被2,3,5之一整除的数有多少个?
(2)至少能被2,3,5中2个数同时整除的数有多少个?
(3)能且只能被2,3,5中1个数整除的数有多少个?
3.求从1到500的整数中能被3和5整除但不能被7整除的数的个数。
4.某人参加一种会议,会上有6位朋友,他和其中每一人在会上各相遇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,与六人都相遇1次,一人也没遇见的有5次。问该人共参加几次会议?
5.n位的四进制数中,数字1,2,3各自至少出现一次的数有多少个?
6.某照相馆给n个人分别照相后,装入每人的纸袋里,问出现以下情况有多少种可能?
(1)没有任何一个人得到自己的照片;
(2)至少有一人得到自己的相片;
(3)至少有两人得到自己的照片;
7.把排成相同字母互不相邻的排列,有多少种排法?
8.把排成一圈,令表示没有相邻数字恰好是自然顺序的排列数。
(1)求;
(2)证明。
9.n个单位各派两名代表出席一个会议,2n位代表围圆桌而坐,试问:
(1)同一单位的代表相邻而坐的方案数是多少?
(2)同一单位的代表互不相邻的方案数又是多少?
10.一书架有m层,分别放置m类不同种类的书,每层n册,现将书架上的图书全部取出整理,整理过程中要求同一类的书仍然放在同一层,但可以打乱顺序,试问:
(1)m类书全不在各自原来层次上的方案数是多少?
(2)每层的n本书都不在原来位置上的方案数是多少?
(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是多少?
11.证明错排数的下列性质():
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