作者cuteSquirrel (可爱的小松鼠)
看板Math
标题Re: [中学] 基础计数
时间Fri Mar 15 20:06:44 2024
※ 引述《Swartz (I_Am_Swatz)》之铭言:
: 从1写到9999
: 自然数中,5一共写了多少次?
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生成关系与递回解
令数列A_n = n位数字,书写5的总次数。
初始条件:
A_1 = 一位数字,书写5的总次数。
显然,一位数字的情况下,只有5满足条件,书写5的总次数为1
A_1 = 1
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递推的生成关系(由下而上推演):
当A_n-1 和 n-1位数字已知的时候,
我们可以在最左边填上新的最高位,新的最高位表示符号为 "口",
让原本n-1位的数字成为n位数字
n位数字的表达式可以写成: 口 串接 原本的n-1位数字
原本n-1位的数字 在 扩充完之後,原本5的书写次数仍然存在,
而且
原有的5的书写次数恰好就是 A_n-1 。
扩充之後,相当於拷贝10份原有n-1位数字的5的书写次数。
另一方面,当最高位 "口" 填上5的时候,又额外多书写了5。
多了几次5的书写次数呢?
多了 10^(n-1)个5。
因为,最高位"口"填上5 固定之後,後面可以串接原本的n-1位数字
从
5 00...0 到
5 99...9 都是合法数字。
^ ^
| |
最高位 最高位
从生成规则可以知道,
n位数字 5的书写次数
= A_n
= 10*原本n-1位数字 5的书写次数 + 扩充最高位之後所多出来的5的书写次数
= 10*A_n-1 + 10^(n-1)
= 5的书写次数的递回关系数
其中,初始条件就是一开始提到的A_1 = 1
那麽,剩下的工作就回到离散数学,解出递回关系一般式的步骤
依序解出 齐次解 和 特解,
可得
通则: A_n = n * 10^(n-1), for every n >= 1.
初始条件: A_1 = 1
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原本题目所求是 四位数字,所以n=4 代入 A_n的通则
可得
A_4
= 4 * 10^3 = 4000
四位数字,5的书写次数为4000次。
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※ 编辑: cuteSquirrel (114.37.206.247 台湾), 03/15/2024 20:45:12
1F:→ Justin890820: 借串问一下 最近在看burnside’s lemma 03/16 22:25
2F:→ Justin890820: 有办法转换成代数问题用orbit个数算吗? 03/16 22:25
3F:→ Justin890820: 因为课本上的习题 数骰子涂色方式 感觉都能用排列 03/16 22:28
4F:→ Justin890820: 组合来解 03/16 22:28
5F:→ Justin890820: 所以在想是不是排列组合问题都能转换成代数的group 03/16 22:29
6F:→ Justin890820: action来解 03/16 22:29
7F:推 LPH66 : burnside 主要是用在要数「操作下的同类项」个数 03/17 12:51
8F:→ LPH66 : 一般的计数问题不一定会有这样的同类项集出现 03/17 12:52
9F:推 Justin890820: 了解 谢谢 03/17 14:02
10F:→ cuteSquirrel: 谢谢 03/17 14:41