Math Problem Statement

Сколькими способами можно выстроить очередь из 8 человек (A-H), так, чтобы ни- какая из пар AB, CD, EF и GH не стояла именно в этом порядке.

Solution

Рассмотрим задачу. Нам нужно выстроить очередь из 8 человек (A, B, C, D, E, F, G, H), но при этом в очереди не должно быть следующих пар людей, стоящих именно в указанном порядке:

  • A не должен стоять перед B
  • C не должен стоять перед D
  • E не должен стоять перед F
  • G не должен стоять перед H

Общее количество перестановок из 8 элементов — это 8!8!:

8!=403208! = 40320

Каждая пара из перечисленных выше имеет два возможных порядка (например, A может стоять перед B или после B). Таким образом, для каждой пары запрещенный порядок составляет половину всех возможных вариантов. Поскольку ограничений четыре и они независимы, вероятность каждого из четырех ограничений равна 12\frac{1}{2} для каждого случая.

Следовательно, вероятность того, что все четыре ограничения будут выполнены (т.е. ни одна из пар не стоит в заданном порядке), будет равна:

(12)4=116\left(\frac{1}{2}\right)^4 = \frac{1}{16}

Теперь умножим это на общее количество перестановок, чтобы найти количество допустимых перестановок:

4032016=2520\frac{40320}{16} = 2520

Таким образом, количество способов выстроить очередь так, чтобы ни одна из пар не стояла в указанном порядке, составляет 2520.


Хотите ли вы узнать больше деталей, или есть ли у вас вопросы?

Вот 5 дополнительных вопросов для размышления:

  1. Как изменится количество способов, если добавить еще одну пару с ограничением порядка?
  2. Каким будет решение, если парам добавить дополнительные условия (например, A и B должны стоять на четных местах)?
  3. Каков будет ответ для другой длины очереди, например, для 10 человек с пятью парами ограничений?
  4. Как задача изменится, если разрешить только одну пару нарушать порядок?
  5. Можно ли решить задачу с использованием принципа включения-исключения, и как это повлияет на расчет?

Совет: При работе с вероятностями и комбинаторикой, разбивайте задачу на части и определяйте влияние каждого условия отдельно.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Combinatorics
Permutations
Probability

Formulas

n! (factorial)
Probability of independent events

Theorems

Counting Principle

Suitable Grade Level

Grades 10-12