可重复组合问题-组合数学

关于组合数学:可重复组合问题

  • 题目描述:在1~n这n个数中,选择m个数,选取的数可以重复,有些数可以不选择。问:当n=4,m=4时有多少种选取方案?   

解1:分类讨论:计算都选择一个数、两个数,三个数、四个数,答案就是C(4,1)+C(4,2)*4+C(4,3)*6+C(4,4)。   

解2:设我们在n种树之外,又增添了3个数b,c,d,代表的意思是我们在选取其他种类的数字的同时,可能会选择在1~n之间的重复的数字,这3个数就是指重复的数字且不指名是哪种数字的重复数字(为什么是3呢?总共也就4个数可以选,当然在极端情况下有3种重复数字要选择咯(也就是m-1))。那么,问题就可以转化为在n+m-1个数中,取m个数了,所以答案为C(n+m-1,m) 也就是 C(7,4)。

举几个例子证明一下:

当n=1,m=4时,答案为1。由解2可知,我们将b+1,c+2,d+3,得到n+m-1=4。(a不变,所以-1)。所以答案C(4,4)=1;

当n=2,m=4时,答案为C(5,4)。由解2可知,b+1,c+2,d+3,得到5个不同的数,从中选取4个。因为这3个数(b,c,d)指的是重复的数字但并没有明确指示是哪个数字的重复的数字,且组合数C求的是组合方案,所以可以得到在每种不同的组合中,这些组合的意义绝对不会重复

解释一下:

我们选取a,b,和c,b是a的重复数字(假想),这时可以得到a种数字我们选择了2个,c种数字我们选择了1个。再将b换取另一种数字d,其实可以表示为c种数字选两个,a选一个。其他情况同理,是可以转化为不同的情况的(自己证明一下)。而在这过程中,其他没有被选取的数字的数量在这个组合方案中相当于0个。

所以,在此类问题中,答案为C(m,m+n-1)

     

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