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¿De cuántas maneras para colocar tres marcas distinguibles en los espacios en blanco de un tablero de ajedrez de $4$$4$por?

4x4 Chessboard

Considere la posibilidad de una $4\times 4$ tablero como el que se muestra arriba. Desea colocar 3 distinguibles fichas. Cada pieza sólo puede ser colocado en un cuadrado blanco, con una sola obra por fila y por columna.

De cuántas maneras existen para organizar las piezas?

Tengo una manera de resolver esto, pero realmente quiero saber la manera de resolver este "directamente".

Resolver Indirectamente: Todos los casos ($8\cdot 7\cdot 6$) a excepción de las que se rompen las reglas.

Para los casos que rompen las reglas son:

Imagino que fijar en dos puntos horizontalmente que rompen la regla, entonces tengo 6 lugares para colocar el otro ($6$), entonces puedo hacer esto en cada fila ($4$), puedo hacer esto de forma vertical, como así ($2$) y, a continuación, tengo para permutar las 3 piezas ($3!$), sin embargo voy a repetir los casos en los que no puedo decir si estoy haciendo esto en vertical o en horizontal(la intersección de los dos), por lo tanto, esos casos son, debo fijar dos puntos y tengo 2 lugares para el otro ($2$), y yo no puedo hacer esto en cada fila ($4$), y yo no se multiplica por dos, porque yo sólo quiero eliminar una vez, y yo permutar las 3 piezas ($3!$).

$$8\cdot 7\cdot 6 -[6\cdot 4\cdot 2\cdot 3!-2\cdot 4\cdot 3!]=96$$

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user496634 Puntos 59

Tienes <span class="math-container">$8$</span> posibles lugares para colocar las piezas. Después de la primera colocación, dos otros lugares están gobernados hacia fuera debido a que en la misma fila o columna, así que ahora sólo tiene <span class="math-container">$5$</span> opciones. Entre estas, <span class="math-container">$4$</span> alternativas eliminar dos opciones más, y <span class="math-container">$1$</span> eliminar ninguno. Su respuesta es así <span class="math-container">$8(4\times2+1\times4)=96$</span>.

3voto

Brian Deacon Puntos 4185

La versión original de la pregunta especifica que las piezas a su lugar fueron un caballo, un alfil, y una torre. De acuerdo a un comentario de OP, especificando el tipo era simplemente para hacer las piezas de distinguir. He editado la pregunta para que retire la terminología engañosa, y voy a dejar esta respuesta para la posteridad.


Por qué especificar los tipos de piezas si no se supone que tomar sus modos de ataque en cuenta?

  • Caballos (también conocido como los Caballeros) ataque en una forma de "L"forma (por ejemplo, de dos plazas, una escuadra), que mueve a partir de un cuadrado blanco con un cuadrado negro. Ya que ninguna de sus piezas están en cuadrados de color negro, este ataque es discutible.
  • Altas torres de ataque horizontal o verticalmente. Ya que ninguna de sus piezas se encuentran en la misma fila o columna, este ataque es también discutible.
  • Los obispos de ataque en diagonal. Este ataque sigue siendo viable, y dramáticamente reduce la posible colocación de las otras piezas.

Hay 8 localidades del obispo, cada uno de los cuales límites a las posibles ubicaciones de el caballo y la torre. Aquí están, agrupados por simetría:

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Como vemos, sólo los dos primeros obispo colocaciones permitir que el caballo y la torre para ser colocado en todos, y las ubicaciones son intercambiables. (No podemos colocar las piezas en los cuatro últimos, ya que iba a estar en la misma fila o columna).

Así, el número total de ataque libre de maneras de colocar las piezas es: $4$.

3voto

Brian Deacon Puntos 4185

La pintura de los espacios en blanco azul (en la primera y tercera columnas) y rojo (en el segundo y cuarto):

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La regla en contra de tener fichas en la misma fila/columna implica que cada "zona de color" tiene más de dos fichas. Por otro lado, con tres fichas y sólo dos zonas, el Principio del Palomar requiere que al menos dos fichas de entrar en una zona. Por lo tanto, exactamente dos fichas de entrar en una zona, dejando una señal para ir a la otra zona.

Tenga en cuenta que las dos fichas del mismo color de la zona deben ser colocadas en las esquinas opuestas de la zona. El token en el otro color de la zona se ve afectada por la colocación de las dos primeras fichas.

Ahora, considerar primero las fichas indistinguibles, podemos contar así:

  • Que la zona de color tiene dos fichas? $2$ opciones.
  • Cómo colocar los dos testigos? $2$ maneras.
  • Dónde colocar el tercer token? $4$ lugares.

y, a continuación,

  • Cómo hacer que las fichas distinguibles? $3!$ maneras.

Por lo tanto, el número total de las colocaciones de distinguible de tokens es $$2 \cdot 2 \cdot 4 \cdot 3! = 96$$

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