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【趣味數(shù)學(xué)題】古印度組合數(shù)學(xué)

2021-11-02 10:47 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

鄭濤(Tao Steven Zheng)著

【問題】

題一:濕婆神(婆什伽羅《麗羅瓦蒂》Lilavati,約公元 1150 年)

濕婆神的十只手拿著十件東西:繩子、鉤子、蛇、鼓、頭蓋骨、三叉戟、床架、匕首、箭、弓。如果將這些十件東西交換,共有多少種不同的方式?


題二:六味(摩訶毗《數(shù)學(xué)精華綱要》Ganita-Sara-Sangraha,約公元 850 年

有六種味道:澀、苦、酸、辣、咸、甜。能有多少種不同的口味組合在一起?

【題解】

題一:濕婆神(婆什伽羅《麗羅瓦蒂》Lilavati,約公元 1150 年)

這道題是一個(gè)排列數(shù)題。濕婆手里的十件東西交換,共有

10%5Ctimes%209%5Ctimes%208%5Ctimes%207%5Ctimes%206%5Ctimes%205%5Ctimes%204%5Ctimes%203%5Ctimes%202%5Ctimes%201%20%3D%203628800

種不同的方式。使用階乘(factorial)符號(hào)更簡縮地寫成

10!%20%3D%203628800


題二:六味(摩訶毗《數(shù)學(xué)精華綱要》Ganita-Sara-Sangraha,約公元 850 年

這個(gè)問題是組合之和

%20%7BC%7D%5E%7B0%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B1%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B2%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B3%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B4%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B5%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B6%7D_%7B6%7D

其中

%7BC%7D%5E%7Br%7D_%7Bn%7D%20%3D%20%5Cfrac%7Bn!%7D%7Br!(n-r)!%7D

%7BC%7D%5E%7B0%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B1%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B2%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B3%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B4%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B5%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B6%7D_%7B6%7D%20%3D%201%20%2B%206%20%2B%2015%20%2B%2020%20%2B%2015%20%2B%206%20%2B%201%20

%7BC%7D%5E%7B0%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B1%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B2%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B3%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B4%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B5%7D_%7B6%7D%20%2B%20%7BC%7D%5E%7B6%7D_%7B6%7D%20%20%3D%2064

快捷算法

有一個(gè)組合恒等式

%5Csum_%7Br%3D0%7D%5E%7Bn%7D%20%7BC%7D_%7Bn%7D%5E%7Br%7D%20%3D%202%5En

使用此恒等式得

%20%5Csum_%7Br%3D0%7D%5E%7B6%7D%20%7BC%7D_%7B6%7D%5E%7Br%7D%20%3D%202%5E6%20

%20%5Csum_%7Br%3D0%7D%5E%7B6%7D%20%7BC%7D_%7Br%7D%5E%7B6%7D%20%3D%2064%20



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