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Diferentes maneras de Organizar las bolas en las cajas

Esta pregunta es la generalización de los diferentes casos de problemas de combinatoria que, generalmente, son frecuentes. Vamos a encontrar la manera de organizar $n$ bolas en $r$ cajas. Casos :

  1. Bolas Iguales.
  2. Distintas Bolas. Orden considerado.
  3. Distintas Bolas. La orden no se considera.

Dos casos que surgen en cada caso :

  1. Cajas vacías permitido.
  2. Cajas vacías no se permite.

Por favor, siéntase libre de añadir cualquier otro de los casos o menores variaciones se podría pensar que puede ser generalizado.

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evil999man Puntos 4576

CASO 1

Vamos a discutir número no negativo integral de soluciones de la ecuación :

$$a_1+a_2...a_r=n$$

Permite considerar todos los números naturales($0$ no incluido). El $n$ términos puede ser escrito como $1+1+1...$, por lo que podemos optar $(r-1)$ + signos de $(n-1)$ + signos de derecha a izquierda. Números restantes agregar y formar una solución. Por lo tanto, el número de soluciones : $$\text{Empty boxes not allowed}$$ $$\binom{n-1}{r-1}$$

Si todos los números son números enteros($0$ incluido) :

Agregar $r$ a ambos lados para obtener : $$(a_1+1)+(a_2+1)...(a_r+1)=n+r$$

Esto no afecta el número de soluciones a $a_i+1$ que es un número natural ahora. Por lo tanto, el número de soluciones son : $$\text{Empty boxes allowed}$$ $$\binom{n+r-1}{r-1}$$

Pequeñas Variaciones :

  1. Para similar los límites inferiores como mayor que $1$, proceder de acuerdo como se indica arriba y agregar lo que usted piensa que va a hacer es un número natural.
  2. ¿Qué pasa si uno es un número par?

$$2a_1+a_2...a_r=n$$

$$a_2+a_3...a_r=n-2a$$ Número de soluciones son :

$$\sum{\binom{n-2a-1}{r-2}}$$

La suma debe ir para todos los posibles valores de $a$. Proceder para casos similares, como varios de $3$ etc...

. Lo que si tengo menos de signo?

Introducir una variable ficticia y el recuento de casos por $r+1$ bolas. Tenga en cuenta que la variable ficticia es un número natural. Si el signo es $\le$, es un número entero. Caso 2 :

Después de hacer el duro trabajo tanto en el caso 1, que es elemental. Sólo se debe multiplicar por $n!$ para cada uno de los correspondientes sub-caso. Tenga en cuenta que el orden aquí implica balón $1$ antes $2$ cuadro $1$ es diferente de la que va después de la bola de $2$.

Adecuado de la aplicación : De cuántas maneras puede $10$ de la gente va por $3$ puertas lo suficientemente amplia como para $1$ persona ?

Respuesta : cajas Vacías permitido. $3$ cajas. $10$ bolas. Orden considerado. Por lo tanto :

$$\binom{10+3-1}{3-1}10!$$

Caso 3:

Cajas vacías permitido :

Cada bola tiene la opción de ir a $r$ cajas. Por lo tanto: $$r^n$$

Tenga en cuenta que si alguna vez te has confundido lo que es elevado para lo que es $$\text{repeatable}^\text{non-repeatable}$$

Esto es así porque la pelota no puede ser en $2$ cajas. Pero, una caja puede tener $2$ bolas.

Cajas vacías no se permite :

Por la inclusión de exclusión, en primer lugar el recuento de casos $r^n$, a continuación, quitar donde uno estaba vacío, tal como : $\binom{r}{1} (r-1)^n$ pero, de nuevo nos quite donde 2 estaban vacías de este. Como utilizamos $-$ dentro de los corchetes anidados, alternativo plus minus aparecerá :

$$r^n-\binom r 1 (r-1)^n+\binom r 2 (r-2)^n...$$

Usted puede continuar hasta llegar a $0^\text{something}$.

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