【组合数学】组合数学简介 ( 组合数学脉络 | 组合数学技巧 | 组合思想 1 : 一一对应 )

简介: 【组合数学】组合数学简介 ( 组合数学脉络 | 组合数学技巧 | 组合思想 1 : 一一对应 )

文章目录

一、组合数学脉络

二、组合数学思想 1 : 一一对应技巧

三、组合计数模型 与 一一对应





一、组合数学脉络


组合存在性问题 : 鸽巢原理 , Remsey 定理 ;



组合计数问题 :


计数定理 : 容斥原理 , Polya 定理 ;


计数方法 : 递推方程 , 生成函数 , 指数生成函数 ;


计数模型 : 选取方案 , 不定方程解 , 非降路径问题 , 拆分方案 , 放球方案 ;



组合枚举问题 : 生成算法 , 组合设计 ;



组合优化问题 : 最短路径问题 , 最小生成树 , 网络优化 ;




三个重要的组合思想 :


一一对应

数学归纳法

上下界逼近处理方法





二、组合数学思想 1 : 一一对应技巧


一一对应技巧 : 将某种计数 转为 另外一种计数 , 另外一种计数有一个非常显然的结果 , 两种计数的个数是一样多的 ;




示例 1 11 :


3 × 3 × 3 3 \times 3 \times 33×3×3 的立方体 , 需要切割多少次 , 才能切成 27 2727 个小的立方体 ;



最中心的小立方体 , 6 66 个面都是切出来的 , 必须切 6 66 刀 , 才能得到 6 66 个面 ;


最中心的小立方体的面数 , 与 切割的刀数 是 一一对应 的 ;




示例 2 22 :


n nn 个运动员比赛 , 淘汰赛制 , 需要多少次比赛 ;



n − 1 n-1n−1 次 , 比赛次数 与 淘汰人数 一一对应 ;






三、组合计数模型 与 一一对应


计数方法 : 计数模型 与 实际问题 进行对应 ;


计数模型 :


选取问题

不定方程非负整数解问题

非降路径问题

整数拆分问题

放球问题

上述模型都是非常典型的组合计数模型 , 很多实际问题都可以与上述某个模型建立一一对应关系 , 这样就可以使用上述模型的公式和方法 , 来解实际的问题 ;



参考之前学习的 Stirling 子集数 , 【集合论】Stirling 子集数 ( 斯特林子集数概念 | 放球模型 | Stirling 子集数递推公式 | 划分的二元关系 加细关系 ) 二、放球模型 ,


集合的 划分问题 , Stirling 子集数问题 ,

与 放球模型 中的 球有编号 , 盒子没有编号 ( 不同的球放在相同盒子里 ) 模型的方案个数一一对应 ;


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