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第五章 整数的分拆. 第一节 分拆的计数 第二节 完备分拆. 学习指导. 第一节 分拆的计数. 学习完本节内容,你会了解以下内容: 1.清楚与整数的分拆问题等价的问题及类似的三个问题及其求解; 2.理解整数的分拆的定义;掌握分拆计数的两个递推公式及证明; 3.会求部分数为1,2,3,4等情况的分拆个数; 4.会将某些特殊的整数分拆问题转化成一般的整数分拆问题. 1.问题的引入. 问题1:把. 个 相异 的小球放到. 个 相异 的盒子里,. 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数?. 个 相同 的盒子里,. 问题2:把.
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第五章 整数的分拆 第一节 分拆的计数 第二节 完备分拆
学习指导 第一节 分拆的计数 学习完本节内容,你会了解以下内容: 1.清楚与整数的分拆问题等价的问题及类似的三个问题及其求解; 2.理解整数的分拆的定义;掌握分拆计数的两个递推公式及证明; 3.会求部分数为1,2,3,4等情况的分拆个数; 4.会将某些特殊的整数分拆问题转化成一般的整数分拆问题.
1.问题的引入 问题1:把 个相异的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 个相同的盒子里, 问题2:把 个相异的小球放到 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 问题3:把 个相同的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 个相同的小球放到 个相同的盒子里, 问题4:把 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数?
问题1:把 个相异的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 问题2:把 个相异的小球放到 个相同的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 问题3:把 个相同的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 个相同的小球放到 个相同的盒子里, 问题4:把 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 答案:
2.问题的一般化 问题1:把 个相异的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 个相同的盒子里, 问题2:把 个相异的小球放到 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 问题3:把 个相同的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 个相同的小球放到 个相同的盒子里, 问题4:把 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数?
问题1:把 个相异的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 方法:先分组再排列(第一章);或容斥原理(第二章,P48);或指数生成函数(第四章,P140)等. 答案:
个相同的盒子里, 问题2:把 个相异的小球放到 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 参见第二类Stirling数的组合意义(第三章,P108). 答案: 注:问题2与问题1的联系.
问题3:把 个相同的小球放到 个相异的盒子里, 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 此问题等价于不定方程 的正整数解的个数. 参见不定方程的正整数解数的计数公式(第一章,P20). 或者用常生成函数的方法求(第四章,P121-125). 答案:
与问题1,2,3相关的练习题 • 把10个师范大学毕业生分到3所中学实习,使得每所学校至少3人,有多少种不同的分法? • 把8个人分成3组,每组至少2人,有多少种不同的分法? • 把15个一样的(即不可分辩的)足球分给3个小朋友,每人至少3个,有多少种不同的分法?
3.问题4的等价问题 使得 选取 个正整数 求不同的选取方法数. 个相同的小球放到 个相同的盒子里, 问题4:把 使得无一个盒子空,有多少种不同的放法数? 此问题等价于不定方程 的无序正整数解的个数. 或等价于研究如下的整数分拆问题:
4.正整数分拆的定义 个正整数, 定义5.1:设 是 如果 则称分解式 称为该分拆 一个部分数为r的n-分拆, 以 表示部分数为r的n-分拆的个数. 为n的一个恰有r个部分的(无序)分拆,或称其为 的一个部分.
对定义的理解 • 1.求部分数为3且没有一个部分等于1的15-分拆的个数. • 2.把24颗水果糖分成5堆,每堆至少有3颗糖,有多少种分法?
作业: • 把10件彼此相异的物件分给3个人,使得每人至少分得3件物件,有多少种不同的分法? • 把8个人分成3组,每组至少2人,有多少种不同的分法? • 把15个一样的(即不可分辩的)足球分给3个小朋友,每人至少3个,不同的分法共有多少种? • 部分数为3且没有等于1的部分的15-分拆的个数是多少? • 求 的值.