【题目一】

8个人坐在一张圆桌周围,其中4个人选举为代表。选举的规则是每个人都能够选择向自己左边的人投票,一共可以投1~3票。问有多少种可能性?

【解答一】

可以将圆桌拆成首尾相连的线段,则代表分布在线段上。由于每个人可以投1~3票,因此我们可以按照代表的票数将所有情况分类。分别计算代表得到1、2、3张选票的方案数,然后加和即可。

(一) 代表得到1张选票的方案数

我们可以假设A、B、C、D四个人分别得到1张选票,由此推出方案总数即可。假设从A开始按照顺序对4个人进行编号,则首先考虑A向左投票的情况:

若A对D投票,则所有方案数为 2×1×5×4 = 40

若A对C投票,由于C已经投了票,剩下的投票只能从 B 或 D 中选出,因此所有方案数为 2×2×4×3 = 48

若A对B投票,同样的道理,可以得到所有方案数为 2×3×3×2 = 36

所以,代表得到1张选票的方案数为 40 48 36 = 124。

(二) 代表得到2张选票的方案数

假设A、B、C、D四个人中有一个人得到了2张选票,则需要考虑这个人对应的两个位置,以及他所投的两票的情况。例如,如果A得到了2张票,则需要考虑 AB、AC、AD 中任意两组。假设我们选择 AB 和 AC,则剩下两个人 D 和 E 并列在左边(如下图所示,“|” 表示选举结果碰到 A 的方向)

E |①

D AB②AC③

④ |⑤

其中,①、② 和 ③ 是 A 投的票的方向,④ 和 ⑤ 分别是 D 和 E 所在的位置。为了求出所有的方案数,我们需要分别考虑 A 投的是 2 票一致还是不同两种情况。

1)A 投了 2 票一致,共有 C(3,1) 种情况,以 AB 为例:

A 投给了 B,有 C(2,1) 种情况

B 又可以向左投给 D 或者 A,这两种投票领先的情况再乘以 2

C 投给了 A,这种情况就确定了

因此,有 6 种方案

2)A 投的 2 票不同,共有 C(3,2) 种情况,以AB和AC为例:

A 投给了 B 和 C,有 C(2,1)×C(1,1) = 2 种情况,B 可以向左投给 D 或者 A,C 没有投票

A 投给了 B 和 C,有 C(2,1)×C(1,1) = 2 种情况,C 向左投给了 B,B 再向左投给了 A

A 投给了 B 和 C,有 C(2,1)×C(1,1) = 2 种情况,C 向左投给了 A,B 可以向左投给 D 或者 A

A 投给了 B 和 D,有 C(2,1)×C(1,1) = 2 种情况,C

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