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Elegir n objetos de k tipos de objetos, cada uno de los cuales es limitado

Supongamos que yo quería a la luz de mi árbol de Navidad. En el sótano de mi casa, puedo encontrar un cable que ha $5$ sockets en el que puedo tornillo de bombillas. Yo también busque $5$ bombillas rojas, $4$ verde de los bulbos, y $3$ azul bombillas. Cuántas cadenas de caracteres de bombillas puedo formar? Digamos que secuencias invertidas no cuentan como secuencias únicas (por lo RRRGB y BGRRR contaría como una secuencia única).

No sé de un método eficaz para resolver este tipo de problema. Mi idea inicial es que la única manera de computar la respuesta manualmente es a través de la tedioso caso-por-caso de análisis. Los pensamientos?

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John Fouhy Puntos 759

Usted puede utilizar programación dinámica. El primer paso es encontrar el número de cadenas de caracteres sin modificaciones por la reversión. Considere la posibilidad de la expresión $$ (r+g+b)^5 = b^5+5 b^4 g+5 b^4 r+10 b^3 g^2+20 b^3 g r+10 b^3 r^2+10 b^2 g^3+30 b^2 g^2 r+30 b^2 g r^2+10 b^2 r^3+5 b g^4+20 b g^3 r+30 b g^2 r^2+20 b g r^3+5 b r^4+g^5+5 g^4 r+10 g^3 r^2+10 g^2 r^3+5 g r^4+r^5. $$ Lo que quiero es que la suma de los coeficientes de $r^ig^jb^k$ donde $i \leq 5$, $j \leq 4$, $b \leq 3$. Al hacer el cálculo, no hay necesidad de seguir la pista de monomials que viola esta restricción, y esto conduce a la dinámica de la solución de programación, que es un poco más eficiente de la versión de la generación de series de acercamiento. (No voy a dar los detalles de la programación dinámica, dejando a usted.)

Con el fin de contar el número de cadenas de caracteres de hasta reversión, se contará el número de simétrica soluciones (es decir, cadenas cuyo reverso es el mismo que el original de la cadena). Aquí es por qué. Supongamos que $A$ es el número de cadenas, $B$ el número de simétrica cadenas, y $C$ el número de cadenas hasta la reversión. Entonces $$ C = \frac{A+B}{2}. $$ (Averiguar por qué en su cuenta.)

¿Cómo podemos contar el número de soluciones simétricas? Utilizando la misma dinámica de programación / generación de la función de enfoque: $$ (r^2+g^2+b^2)^2(r+g+b) = b^5+b^4 g+b^4 r+2 b^3 g^2+2 b^3 r^2+2 b^2 g^3+2 b^2 g^2 r+2 b^2 g r^2+2 b^2 r^3+b g^4+2 b g^2 r^2+b r^4+g^5+g^4 r+2 g^3 r^2+2 g^2 r^3+g r^4+r^5. $$ De nuevo, tenemos la suma de los coeficientes de monomials $r^ig^jb^k$ con las mismas restricciones que la anterior, y usando programación dinámica, se puede obtener un poco más eficiente solución.

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