限制排列与棋盘多项式
首先來說說限制排列
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例子:
相鄰禁位排列問題:在整數1,2,3,...,n的無重全排列中,要求,求全體排列數
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分析:利用容斥不難得到
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旋轉木馬問題:8個小孩圍坐在旋轉木馬上,問有多少種變換座位的方法,使得每個小孩前面坐的都不是原來的小孩?
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分析:其實做法跟上面的方法一樣,只是注意這里是換排列,那么總數就應該是7!,得到結果為:
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棋盤多項式:
n個不同元素的一個全排列可以看成是n個相同的棋子在n*n的棋盤上的一個布局,這個布局滿足每一行或每一列只有一個棋子。
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例如:41352對應如圖。
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那么如果把棋盤推廣到任意形狀
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我們令表示k個棋子布到棋盤C上的方案數。所以容易知道:
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這里規定
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設是棋盤C的某一指定格子所在的行和列都去掉后所得的棋盤,是僅去掉該格子后所得到的棋盤。
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那么有:
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設C為一棋盤,那么稱為C的棋盤多項式。
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那么我們先來看它的一些性質:
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(1)
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推導過程:
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(2)如果C由相互分離的組成,即的任意格子所在的行和列都沒有的格子,則有:
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所以結合上面的兩個性質,我們可以得到:
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下面介紹一個定理:
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設為k個棋子布入禁區的方案數,則有禁區的布子方案數為(即禁區內不布棋子的方案數):
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那么現在我們就可以來解題了,現在給出下面的一題:
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1,2,3,4四位工人,A,B,C,D四項任務,條件是:1不干B,2不干B,C,3不干C,D,4不干D,問有多少種方案?
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分析:那么按照上面的思路,寫出禁區的棋盤多項式
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那么進一步就可以得到:
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到了這里,對于錯排公式,我們也可以通過棋盤多項式來認識它了。
對于它,我們可以看成是棋盤的主對角線是禁區,然后它的棋盤多項式很容易根據上述性質(2)得到是
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所以這樣我們就知道了,所以進一步得到錯排公式了。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的限制排列与棋盘多项式的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。