Math Problem Statement

у скольки семизначных чисел сумма цифр равна 11 методом шаров и перегородок

Solution

Чтобы найти количество семизначных чисел, сумма цифр которых равна 11, можно использовать метод шаров и перегородок (или метод комбинаторики с ограничениями).

Условие:

  1. Число семизначное, то есть запись числа включает ровно 7 цифр: x1,x2,,x7x_1, x_2, \dots, x_7.
  2. Каждая цифра xix_i удовлетворяет 0xi90 \leq x_i \leq 9.
  3. Сумма цифр равна 11: x1+x2++x7=11x_1 + x_2 + \cdots + x_7 = 11.

Метод решения:

  1. Без ограничений: Представим задачу как распределение 11 единиц по 7 позициям (x1,x2,,x7x_1, x_2, \dots, x_7), где каждая позиция может быть 0\geq 0. Это эквивалентно задаче "шаров и перегородок": C(n+k1,k1)=C(11+71,71)=C(17,6).C(n+k-1, k-1) = C(11+7-1, 7-1) = C(17, 6).

    C(17,6)=17!6!11!=12376.C(17, 6) = \frac{17!}{6! \cdot 11!} = 12376.

  2. Учет ограничений (xi9x_i \leq 9): Метод включений-исключений учитывает случаи, где хотя бы одна цифра xix_i превышает 9. Для этого:

    • Если xi10x_i \geq 10, заменим xi=xi10x_i' = x_i - 10, то новая сумма: x1+x2++x7=1,x_1' + x_2 + \cdots + x_7 = 1, и число вариантов без ограничений: C(1+71,71)=C(7,6)=7.C(1+7-1, 7-1) = C(7, 6) = 7.

    • Перебираем все возможные случаи пересечения (одновременно две или более цифры 10\geq 10). В данном случае это не потребуется, так как сумма всего числа 11 ограничивает только один случай xi10x_i \geq 10.

  3. Итоговая формула: Учитывая вышеизложенное, итоговое число: N=C(17,6)7=123767=12369.N = C(17, 6) - 7 = 12376 - 7 = 12369.


Ответ:

12369\boxed{12369}


Хотите получить подробное объяснение метода включений-исключений или обсудить схожие задачи? Вот несколько дополнительных вопросов:

  1. Как метод шаров и перегородок применяется для других задач, например, для двузначных чисел?
  2. Какие ограничения могут повлиять на число решений в общем случае?
  3. Как метод включений-исключений применяется при больших ограничениях?
  4. Что происходит, если сумма цифр больше максимально возможной суммы для числа с заданным количеством разрядов?
  5. Как изменится задача, если число начинается с 1?

Совет: Метод шаров и перегородок удобен для решения задач распределения с неотрицательными ограничениями. Однако, всегда проверяйте допустимость полученных решений!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Combinatorics
Balls and Bars Method
Inclusion-Exclusion Principle

Formulas

C(n + k - 1, k - 1) = C(17, 6) = 12376
Inclusion-Exclusion: N = Total - Excluded = 12376 - 7

Theorems

Basic Combination Formula
Inclusion-Exclusion Principle

Suitable Grade Level

Grades 10-12