問題 n人入座圓桌,其中2人一定要坐在一起,有首尾的不同坐法 是多少?如有二人一定不要坐一起,有首尾的不同坐法是 多少? n人入坐圓桌,其中夫妻二人一定要坐一起,不和的二人一定不要坐一起。請問,符合此要求的有首尾不同坐法是多少? 有無首尾兩坐法有何關係?
解 : n人入座,因是圓桌,二人分別坐首尾也算坐在一起,故二人坐在一起有2n 種坐法,不受限制的n-2人入坐,有(n-2)!坐法。故n人入座圓桌,其中2人一定要坐在一起,不同坐法是 2n×(n-2)! 。 不和中任一人先入座有n坐法,與之不和者入座有n-3種坐法,n-2不受限制者入座,有(n-2)!坐法。故二不和者一定不要坐一起共有n(n-3)×(n-2)!坐法。(另一個算法: n!-2n×(n-2)!=n(n-3)×(n-2)! )。 有n座位圓桌,必需在一起的夫妻2人首先入座,不同的坐法為nx2!。不坐一起的2人隨後入座,如不受限制,有(n-2)x(n-3)坐法;如2人在一起,有(n-3)x2!坐法。因而,不和2人不在一起的坐法為(n-2)x(n-3)-(n-3)x2!=(n-3)(n-4)。餘下n-4座位不受限制的n-4人入座,有(n-4)!坐法。總上,本問題的答案是2n(n-3)(n-4)x(n-4)!。 因對不分首尾的圓桌,入座後,依次移動,左右不變,是同一坐法,但對有首尾的坐法是不同坐法。圓桌有n座位,每個不分首尾的坐法,依次改變座位,變成n個有首尾的不同坐法。同樣,對有首尾的不同坐法,左右關係未變,在不分首尾坐法中則是同一坐法。圓桌有n座位,n個左右關係完全一樣的有首尾坐法,恰好是1個不分首尾的坐法。因之,n座位的同一圓桌問題,有首尾與不分首尾的解僅僅相差一係數n 。 注 n=9時是最初的問題。圓桌有首尾答案為2×9×6×5×5!=2×5×9×6!;圓桌不分首尾答案為 2×5×6!