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Problema de dados para colorear

Si usted tiene una de las 6 caras del cubo que tiene un color único a cada lado (6 diferentes colores), ¿cuántas combinaciones posibles de único cubos de ahí? Lo que si podemos cambiar el problema a decir que hay 6 colores para elegir, pero no todos los lados debe ser único?

Me parece que no puede envolver mi cabeza alrededor de una buena manera de acercarse a este problema. Lo que me parece intentar siempre termino pensando en una forma de activar los dados, que se mete hasta mi conteo.

Gracias por la ayuda.

23voto

Stephen Denne Puntos 218

El número de cubos únicos es

$\frac{\text{# of ways to assign colors to the integers 1-6}}{\text{# of ways to rotate the die}}$

El denominador es 24 – 6 posibilidades para el "top" cara × 4 posibilidades para la cara "frente" (adyacente a la cara "top").

12voto

Oli Puntos 89

Para deshacerse de duplicado de la cuenta, poner el cubo en la mesa, con el color $1$ abajo. (i) Si el color $2$ no está en el "arriba" por un lado, girar el cubo hasta que el color $2$ frente a usted. (ii) Si el color $2$ es en la de arriba, a continuación, girar el cubo (mantener el color de la $1$ hacia abajo), de modo que el color $3$ frente a usted.

Contando las posibilidades en (i), debería ser sencillo, como debe de contar las posibilidades en (ii).

Alternativamente, hay $5$ posibilidades para el "hasta" de lado. Para cada posibilidad, girar el cubo para que los más pequeños numeradas restante es de color frente a usted. Ahora el resto de la cuenta, no es difícil.

Añadido: no Hay grupo más general de la teoría de los enfoques (Polya contar), pero no parece razonable para llevarlos a cabo para que esta bastante "pequeño" problema.

Para situaciones en las que los colores pueden ser duplicados, un enfoque similar de trabajo. Sin embargo, debido a las posibles simetrías son más complicadas, Polya contar vuelve más razonable. Pero también se puede romper las cosas en los casos, por examinar por separado $1$ color, $2$, $3$, $4$, $5$, y $6$.

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