带约束条件的星与条问题:相同物品分组求解验证咨询
你的组合分配思路完全正确!
嘿,放心吧,你的解法思路一点问题都没有,咱们来把这个逻辑理得更清楚些:
变量替换转换问题场景
原问题是把69个相同物品分到4个组,每组至少5个,对应方程:
$$x_1 + x_2 + x_3 + x_4 = 69,\quad x_i \geq 5$$
为了能用经典的隔板法公式,我们可以给每个组先预分配5个物品——毕竟每组至少要5个嘛。4个组一共预分了$4\times5=20$个,剩下的物品数量就是$69-20=49$个。这时候问题就变成了:把49个相同物品分给4个组,每组可以分0个(因为已经提前给够了最低要求),对应方程:
$$y_1 + y_2 + y_3 + y_4 = 49,\quad y_i \geq 0$$
这里的$y_i$就是每组在预分配之后额外分到的物品数,和你说的$x_i = y_i + 5$是一个意思。套用隔板法公式计算
对于“把n个相同物品分给k个组,每组非负”的问题,解的数量就是组合数$\binom{n + k - 1}{k - 1}$。这里$n=49$,$k=4$,代入后就是:
$$\binom{49 + 4 - 1}{4 - 1} = \binom{52}{3}$$
算出来具体数值的话,$\binom{52}{3} = \frac{52\times51\times50}{6} = 22100$。
总结一下,你通过变量替换把“至少n个”的问题转化为“非负”的标准隔板法问题,这个操作是组合分配问题里的常规技巧,完全正确~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者AdaShoelace
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