作者XII (Mathkid)
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标题Re: [问题] 方块贴贴纸的机率问题
时间Wed Jun 25 12:07:43 2008
※ 引述《rehearttw (易怀)》之铭言:
: ※ 引述《blausea ( )》之铭言:
: : 推文太累,.......
: : 这样说好了,先将问题简化,
: : 如果考虑用 3 个白色的贴纸, 和 3 个黑色的贴纸,
: : 去贴一个 1*1*1 的立方块,
: : 按照上面的逻辑,
: : 方法数应该是, 6!/(6*4*3!*3!)
: : 但,这个数不是整数啊,
: : 所以,那样的算法是有问题的。
: : 他的方法数其实只有两种。
: : 会发生问题,是在於因为有相同的色块,
: : 会造成某些时候,图形有对称,要分开讨论。
: : 可是,对原来的问题而言,
: : 要讨论,他的情形有太多种了,
: : 讨论绝对不是一个好的方法。
: : 所以,.....我就不会了。
: 当有数学专家来解答时,答案就会豁然开朗
: 感谢 blausea 数学老师的指点
: 还有板上各位高手的引导
: 这样大家就越来越厉害!
: 本来我是不想碰这一题,因为我知道我算不出来
: 其实我是可以算出来的,但是 CASE 相当多
: 要分类处理很花时间
: 但是高手都出来讨论了,我也来提供我的想法
: 首先,我要问一个环状排列的问题
: 6 个人排成一列,为什麽是 6!/6 = 5! ?
: 理由高中课本上都有写,只考虑左右,不考虑位置
: 所以 ABCDEF 跟 BCDEFA、CDEFAB、DEFABC、EFABCD、FABCDE 这六种在环状中视为相同
: 「每六种视为同一种」,所以 6!/6
: 这里有个关键:「每六种视为同一种」
: 如果题目改成 A A B C D E 环状排列呢?
: 那就没这麽简单了
: 有人想,是不是 6!/6/2 呢?(想想看....)
: 关於立体的环状排列
: 最典型的题目是:用六个不同颜色去涂一个方块
: 每面用一种颜色,而且颜色均不同,共可能涂出几种方块?
: 这题的答案是:6! / 6 / 4
: 除以 6 大家都知道,除以 4 可能有人就有疑惑了
: 其实环状排列除了「旋转法」之外,还有「定位法」
: 就是固定某一面(或某一人)不动,考虑其他的排列法
: 所以除以 6,其实是固定某一面(例如白色)在上面 U
: 这时候剩下的五面的环状,就会变成 5! / 4
: 注意是除以 4,不是除以 5(不是随便套公式)
: 是因为前面 F 面有 4 种旋转可能性
: 顶面 U 固定了,底面 D 是不会跑到 F 的
: 同样的,如果题目改成
: 用 5 种颜色涂方块,其中白色用两次,其他颜色各用一次
: 可以涂出几种方块?
: 各位可以发现原来题目的困难度,在於除以几...
: 为什麽要除以 6,除以 4?
: 是因为 6 或 4 种环状视为相同
: 但是,加入有同样颜色的可能性之後
: 就不是单纯的除以 6 而已
: 如同 blausea 老师所说
: 3 黑 3 白涂一个方块,是 6!/(6*4*3!*3!) 吗?
: 这样,就太过简化这个问题了,答案也是有问题的
: 问题在於没有考虑相同颜色
: 也就是 blausea 老师说的「图形有对称,要分开讨论」
: 所以我先以我的想法,来解 3 黑 3 白的问题
: 顶面放黑色(你要放白的也可以)
: 接着底面可以有黑、白两种选择
: (1) 若选黑,剩下 1 黑 3 白涂 F R B L 面,只有一种可能
: (2) 若选白,剩下 2 黑 2 白涂 F R B L 面,有 2 种可能(黑相连、黑白间隔)
: 所以答案就是 3 种罗?
: 很抱歉!答案是错的!
: 实际上只有两种:三黑一直线、三黑均相连 两种
: 但为什麽上面 (1) (2) 加起来会有3种呢?(这就是公式考虑不到的地方)
: 因为 (1) 的答案,必为「三黑一直线」型
: 而这种会在 (2) 里面出现
: 所以不能仅由公式或传统算法来分类而已
: 意思就是说,不要想只有一个式子就把答案算出来
1*1*1涂3白3黑
use Burnside's formula
G=S_4
(1/4!)(6!/(3!3!)+3*4+8*2)=2
: 最後提出一题手环题,就可以知道原始题目的困难度
: 拿七个一样形状大小的珠子:黑 黑 白 白 红 绿 黄
: 串在一条绳子上当手环,总共可以串出几种手环?
: (这两天监考,有东西可以想了)
use Burnside's formula
G=D_7
(1/14)(7!/(2!2!)+7*3*3*2*2)=108
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http://en.wikipedia.org/wiki/Burnside%27s_lemma
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.50.253
1F:→ Holocaust123:不知道可不可以用波里亚定理@@?? 06/25 12:13
2F:推 puzzlez:>"< 怎麽没有继续算下去? 魔术方块那题咧? 好想知道!! 06/25 12:16
3F:推 blausea:还是不懂什麽叫Burnside's formula ,.............. 06/25 18:33
4F:→ XII:方块的群G太大了...还是很难算>"< 06/25 20:06
6F:→ XII:上面网址要看word档,不然有些字看不到~ 06/25 21:18
7F:推 rehearttw:而且上面只是方块的 G 群,贴贴纸的更大... 06/25 21:57
8F:→ XII:其实群G还是一样,没有变~ 06/25 22:45