¿Cuántas permutaciones de las letras a, a, a, b, b, b, c, c, c, d, d, d hay sin tres letras consecutivas iguales?

La restricción es fea.

Probablemente la mejor manera de resolver esto usando solo lápiz y papel es aplicando el principio de inclusión y exclusión: cuente todas las permutaciones, reste aquellas en las que hay un bloque de tres letras consecutivas, agregue aquellas en las que hay dos de esos bloques y lo mismo con tres y con los cuatro bloques.

El número total de permutaciones es (12!) / (3!) ^ 4 = 369,600.

Si arreglamos un grupo de tres letras consecutivas, tenemos:

  • 4 formas de elegir qué letra es
  • 10 objetos para permutar: 3 grupos de 3 letras individuales y 1 grupo de tres letras

Teniendo en cuenta las simetrías, esto nos da 4 * (10!) / (3!) ^ 3 = 67,200 permutaciones para restar.

De manera similar, luego sumamos 6 * (8!) / (3!) ^ 2 = 6720 permutaciones que restamos dos veces en el paso anterior, luego restamos 4 * (6!) / (3!) = 480 permutaciones en las que tenemos tres bloques consecutivos, y finalmente agregamos (4!) = 24 permutaciones en las que las cuatro letras forman bloques consecutivos.

Esto nos da un gran total de 369600 – 67200 + 6720 – 480 + 24 = 308,664 permutaciones.

Afortunadamente para nosotros, el tamaño de este problema es lo suficientemente pequeño, por lo que podemos verificar nuestro resultado utilizando la fuerza bruta. Un posible programa está abajo.

#include
#include
#include

bool good (const std :: cadena y letras) {
for (unsigned i = 0; i + 2 <letters.size (); ++ i)
if (letras [i] == letras [i + 1])
if (letras [i + 1] == letras [i + 2])
falso retorno;
volver verdadero;
}

int main () {
std :: string letters = “aaabbbcccddd”;
respuesta larga larga = 0;
hacer {
respuesta + = int (bueno (letras));
} while (std :: next_permutation (letters.begin (), letters.end ()));
std :: cout << respuesta << "\ n";
}

Responder

[matemáticas] \ bbox [#FFA, 15px] {\ displaystyle \ int_ {0} ^ {\ infty} e ^ {- t} \ left (\ frac {1} {6} t ^ 3-t \ right) ^ 4 \: dt = 308 \, 664} \ tag * {} [/ math]

Explicación

Más detalles a seguir, pero por ahora …

La respuesta está relacionada con mi respuesta aquí. La principal diferencia es que en este caso el ogf es

[matemáticas] \ left (1- \ left (\ dfrac {x_1-x_1 ^ 3} {1-x_1 ^ 3} + \ dfrac {x_2-x_2 ^ 3} {1-x_2 ^ 3} + \ dfrac {x_3- x_3 ^ 3} {1-x_3 ^ 3} + \ dfrac {x_4-x_4 ^ 3} {1-x_4 ^ 3} \ right) \ right) ^ {- 1} [/ math]

Lo que lleva a la integral

[matemáticas] \ displaystyle \ int_ {0} ^ {\ infty} e ^ {- t} \ prod_ {k = 1} ^ {4} [x_k ^ 3] \ exp \ left (t \ dfrac {x_k-x_k ^ 3} {1-x_k ^ 3} \ right) \: dt [/ math]

y por supuesto esto lleva a

[matemáticas] [x_k ^ 3] \ exp \ left (t \ dfrac {x_k-x_k ^ 3} {1-x_k ^ 3} \ right) = \ frac {1} {6} t ^ 3-t [/ math ]

Editado: Error tipográfico [matemática] t ^ 6 [/ matemática] corregida a [matemática] t ^ 3 [/ matemática] en polinomio.

A2A.

Para resolver esta pregunta, encuentre el número total de permutaciones y luego reste las permutaciones que tienen 3 letras juntas.

Ahora busquemos el número de permutaciones donde 3 letras se unen 4 veces. Para encontrar esto, consideremos A = aaa, B = bbb, C = ccc, D = ddd. ¡Entonces el número de permutaciones para este caso (ABCD) es 4! = 24.

Ahora busquemos el número de permutaciones donde hay 3 letras agrupadas 3 veces, es decir, dABCdd o cAcBcD, aquí un alfabeto no está agrupado, por lo que tenemos 6 letras en total, que se eleva a (6!) / (3!) las permutaciones como un alfabeto se repetirán tres veces, igual a 120. Pero debe restar 24 de 120 ya que esto también incluirá el caso anterior en el que todos los alfabetos se agrupan tres veces. Entonces, el número de permutaciones en este caso es 96.

Ahora encontremos el número de permutaciones donde hay 3 letras agrupadas 2 veces, es decir, dcABccdd o cbAbccbD, aquí dos alfabetos no están agrupados, por lo que tenemos 8 letras en total que se eleva a (8!) / (3! * 3!) Permutaciones ya que dos alfabetos se repetirán tres veces, igual a 1120. Pero debes restar 24 y 96 de 1120 ya que esto también incluirá los casos anteriores. Entonces, el número de permutaciones en este caso es 1000.

Ahora, busquemos el número de permutaciones donde hay 3 letras agrupadas 1 vez, es decir, Abcdbcdbcd o Badcacddac, aquí tres alfabetos no están agrupados, por lo que tenemos 10 letras en total que se eleva a (10!) / (3! * 3 ! * 3!) Permutaciones ya que tres alfabetos se repetirán tres veces, igual a 16800. Pero debe restar 24, 96 y 1000 de 16800 ya que esto también incluirá los casos anteriores. Entonces, el número de permutaciones para este caso es 15680.

Ahora busquemos el número total de permutaciones. Tenemos 12 letras con 4 alfabetos (a, b, c, d) repetidos 3 veces cada uno, por lo que el número total de permutaciones para el conjunto de letras es (12!) / (3! * 3! * 3! * 3!) = 369580. [¡Dividimos por 3! cuatro veces para eliminar la repetición].

Ahora la respuesta a la pregunta es 369580 – (15680 + 1000 + 96 + 24) = 352780.

CONSEJO: En realidad, para una resolución más rápida, considere cualquier alfabeto, diga A = aaa y encuentre el número total de permutaciones con el resto de las letras que incluirán todos los casos y le darán la misma respuesta que simplemente considerando A, el número de permutaciones será (10!) / (3! * 3! * 3!) = 16800 y ahora restando esto del número total de permutaciones, es decir, 369850 le dará la misma respuesta 352780. Pero para una mejor comprensión del calculando las permutaciones las dividí en casos.

Espero que haya ayudado.

Si encuentra alguna dificultad para entender esta respuesta, hágamelo saber, lo aclararé.

Si encuentra útil mi respuesta, sígame aquí en quora.

PD: ¡Muchas gracias Takahiro Waki ​​por mencionar la corrección!

369576 ..

Número total de permutaciones de todos los alfabetos.

= 12! / (3!) ^ 4

12 – Número total de alfabetos

3 – Número de repeticiones de cada alfabeto

Número total de formas en que se pueden realizar las permutaciones cuando las tres letras consecutivas son iguales = 4!

(1 grupo para 3 mismos alfabetos)

Así que vamos a la parte final …

Permutaciones que se pueden hacer cuando no hay tres letras consecutivas iguales =

Total: los tres consecutivos

= 12! / (3!) ^ 4 – 4!

= 369600 – 24

= 369576

= ans

¡¡Espero que esto ayude!!

Tendría las siguientes posibles permutaciones por personaje donde:

X … el personaje en cuestión

Y … el segundo personaje

Z … el tercer personaje

Hay 4 permutaciones donde X aparece una vez:

XYY

XYZ

XZY

XZZ

Además de dos permutaciones donde X aparece dos veces:

XXY

XXZ

6 permutaciones por personaje

Entonces, 24 permutaciones en total, para los cuatro (a, b, cyd), cada uno tomando el rol de X