排列组合的问题

若将1,2,3,4,5,……,n个数字分别放入标号为1,2,3,4,5,……,n的盒子中,一对一,且数字与盒子的标号不能相同,问有几种排法我是个高中生,最好能让我容易理解... 若将1,2,3,4,5,……,n个数字分别放入标号为1,2,3,4,5,……,n的盒子中,一对一,且数字与盒子的标号不能相同,问有几种排法
我是个高中生,最好能让我容易理解一点
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百度网友9d51b97
2010-12-11 · TA获得超过1413个赞
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这个是装错信封类的变题

为方便,我们先把n个不同的元素及相应的位置都编上序号1,2,…,n,并且约定:在n个不同元素的排列中

1°若编号为i(i=1,2,…,n)的元素排在第i个位置,则称元素i在原位;否则称元素i不在原位.

2°若所有的元素都不在原位,则称这种排列为n个不同元素的一个错排(若每个元素都在原位则称为序排).

按照上面约定,“装错信封问题”即为n个不同元素的错排问题,则可构建“装错信封问题”的数学模型为

在n个不同元素的全排列中,有多少种不同的错排?

3 模型求解

应用集合中的容斥原理,我们就可得到“装错信封问题”的数学模型的求解公式.

设I表示n个不同元素的全排列的集合

Ai(i=1,2,…,n)为元素i在原位的排列的集合

Ai∩Aj(1≤i<j≤n)为元素i与j在原位的排列的集合……

A1∩A2∩…∩An为n个元素的序排的集合.

则它们的排列数(即各个集合中元素的个数)分别为

|I|=n!

|Ai|=(n-1)!

|Ai∩Aj|=(n-2)!

……

……

|A1∩A2∩…∩An|=(n-n)!=0!

根据容斥原理即得“装错信封问题”的数学模型的求解公式(即n个不同元素的错排数)为f(n) = n![1-1/1!+1/2!-1/3!+……+(-1)^n*1/n!] 

如果不理解上面的解法还有如下容易理解的方法

设n个信和信封有A(n)种装法。形成数列{A(n)}

显而易见的是A(1)=0,A(2)=1

而n+1个信和信封的每一种装错装法都可以看作两种情况:

1.是n个信和信封的装错装法,将第n+1封信与前n封中的某一封对调

2.是n个信和信封中,某一个装对了,其余n-1个信和信封的装错装法,再将将第n+1封信与前n封中的装对的那一封对调

1.有n*A(n)种情况

2.有n*A(n-1)种情况

所以A(n+1)=n*A(n)+n*A(n-1)=n*(A(n)+A(n-1))

这样就可以依次类推,但不易求出通项公式. 

可以这样求:

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