同一骨架 2024 年重庆预赛 · P006432
两题都先删除特殊元素,在较小骨架上判断哪些空隙允许重新插入,并以删除操作证明没有重复或遗漏。
圆周上两个禁邻对象可能共享空隙;多种卡片题还要保护已经选中的紧邻间隙,不能让后续插入破坏它。
黑色卡片的受限插空计数
形状相同的 张卡片中,有 张标记数字“”, 张标记数字“”, 张标记 数字“”,剩下 张为黑色卡片。将这些卡片排成一列,要求每张黑色卡片左右必须有 数字卡片相邻,且这两数字之差为 。则可能的排列方法数为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
游程指连续相同字符构成的极大段,变化次数等于游程数减一。将三个相同物品放入三个可为空的间隙,等价于非负整数解 ,可用隔板法计数。
想法从哪来:黑卡要求两侧差为二,能邻接的数字只能是零和二,数字一无法贴着黑卡。于是先暂时删掉黑卡与所有一,只研究三个零、三个二的二元排列。黑卡只能占据零二发生变化的间隙,且每个间隙至多一张,否则黑卡会相邻。 要塞入四张黑卡,基底必须足够交替,所以无需统计所有二元词,只需统计至少四次变化的几类。按连续相同数字形成的段来数,比逐个列词更清楚。选好四个间隙后,数字一只能分配到其余空隙;这些一可聚在同一空隙,应用可为空的分配公式。最后用删除操作能够唯一逆转构造,证明计数既无重也无漏。
先删去黑色卡片和数字 ,只看三个 、三个 的二元词。黑色卡片只能放在相邻且 不同的 之间。选择四个这样的间隙后,再把三个 插入其余间隙。
先排列三个 与三个 。设所得二元词相邻数字发生变化的次数为 。六个数字之间 至多有 次变化,而要放入四张黑色卡片,必须有 。
当 时,二元词有 个交替的游程。若以 开头,则三个 分成三个非空游程, 只能各有一个;三个 分成两个非空游程,有 种分法。以 开头同理,故共有 个这样的二元词。
当 时,六个位置完全交替,共有 个二元词。因此
对每个已选出四个黑卡间隙的方案,这四个间隙不能再放数字 。原二元词共有首尾在内的 个间隙,余下 个间隙可放三个相同的数字 ,方法数为
故总排列数为
删去任一合法排列中的黑卡和数字 ,可唯一恢复一个二元词、四个被选中的变化间隙及三个 的间隙分配,故上述构造既无重复也无遗漏。相同标记的卡片按通常约定视为不可区分。
“某类元素必须夹在指定邻接对之间”的排列题,可先删除插入元素,统计基底词的合格间隙, 再依次选择受限间隙并对其余元素作插空。
黑卡只能插在0与2的变色缝,需先按游程数统计至少四缝的二元词,再将1仅插入未被黑卡占用的缝,两个插入步骤相互限制。
同一骨架 2024 年重庆预赛 · P006432
两题都先删除特殊元素,在较小骨架上判断哪些空隙允许重新插入,并以删除操作证明没有重复或遗漏。
圆周上两个禁邻对象可能共享空隙;多种卡片题还要保护已经选中的紧邻间隙,不能让后续插入破坏它。
已记下,谢谢!