Math Problem Statement

Захар забыл пароль от своего ноутбука, который состоит из цифр 1 и 2, а также букв a, b, c. Он помнит только то, что пароль содержит 7 символов и сумма цифр в пароле равна 11. Сколько всего существует таких паролей? (пароль зависит от порядка символов, все буквы и цифры использовать необязательно.)

Solution

Для решения задачи найдем количество всех возможных паролей, удовлетворяющих заданным условиям.

  1. Анализ задачи:

    • Пароль состоит из 7 символов, включающих буквы a, b, c и цифры 1, 2.
    • Сумма цифр в пароле равна 11.
    • Порядок символов имеет значение.
  2. Определим ограничения:

    • Сумма 11 может быть достигнута только при использовании определенных комбинаций цифр 1 и 2. Проверим возможные варианты:
      • Количество цифры 2 обозначим как x2x_2, а количество цифры 1 как x1x_1. Тогда: 2x2+x1=11.2x_2 + x_1 = 11. При этом x1+x27x_1 + x_2 \leq 7 (так как длина пароля 7 символов).
  3. Решим уравнение для x2x_2 и x1x_1:

    • x2=5x_2 = 5, x1=1x_1 = 1 (так как 25+1=112 \cdot 5 + 1 = 11, 5+175 + 1 \leq 7).
    • x2=4x_2 = 4, x1=3x_1 = 3 (так как 24+3=112 \cdot 4 + 3 = 11, 4+374 + 3 \leq 7).

Таким образом, возможны только два варианта распределения цифр:

  • x2=5x_2 = 5, x1=1x_1 = 1;
  • x2=4x_2 = 4, x1=3x_1 = 3.
  1. Рассчитаем количество способов распределения букв и цифр в пароле:
    • В каждом случае x2+x1+k=7x_2 + x_1 + k = 7, где kk — количество букв (буквы a,b,ca, b, c могут быть в любом количестве).

Случай 1: x2=5x_2 = 5, x1=1x_1 = 1, k=1k = 1 (одна буква).
Количество перестановок:
(75)(21)31=2123=126.\binom{7}{5} \cdot \binom{2}{1} \cdot 3^1 = 21 \cdot 2 \cdot 3 = 126.

**Случай 2:**from math import comb

Calculate total combinations for each case

Case 1: x2=5, x1=1, k=1 (1 letter)

case1 = comb(7, 5) * comb(2, 1) * 3**1

Case 2: x2=4, x1=3, k=0 (0 letters)

case2 = comb(7, 4) * comb(3, 3) * 3**0

Total

total_passwords = case1 + case2 case1, case2, total_passwords(126, 35, 161)(126, 35, 161)success- Случай 1: x2=5x_2 = 5, x1=1x_1 = 1, k=1k = 1 (одна буква). Количество паролей: 126126.

  • Случай 2: x2=4x_2 = 4, x1=3x_1 = 3, k=0k = 0 (только цифры). Количество паролей: 3535.

Общее количество таких паролей:
126+35=161.126 + 35 = 161.

Если у вас есть дополнительные вопросы или хотите подробное объяснение расчетов, дайте знать!

Вопросы для размышления:

  1. Как бы изменилась задача, если бы порядок символов не имел значения?
  2. Какие дополнительные методы можно использовать для проверки результата?
  3. Что произойдет, если добавить ещё одну цифру или букву в список доступных символов?
  4. Как определить оптимальный алгоритм перебора для задачи подобного типа?
  5. Как можно расширить задачу на случай других сумм цифр?

Совет: Используйте метод комбинаторики для оптимизации поиска решений в подобных задачах.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Combinatorics
Algebra

Formulas

Combination formula: C(n, k) = n! / (k! * (n - k)!)
Summation constraint: 2x_2 + x_1 = 11, x_1 + x_2 + k = 7

Theorems

Fundamental principle of counting

Suitable Grade Level

Grades 9-12