题目内容

【题目】一种密码锁的密码设置是在正边形的每个顶点处赋值0和1两个数中的一个,同时,在每个顶点处染红、蓝两种颜色之一,使得任意相邻的两个顶点的数字或颜色中至少有一个相同.问:该种密码锁共有多少种不同的密码设置?

【答案】为奇数时,有种;当为偶数时,有种.

【解析】

对于该种密码锁的一种密码设置,若相邻两个顶点上所赋值的数字不同,则在它们所在的边上标上;若颜色不同,则标上;若数字和颜色都相同,则标上.于是,对于给定的点上的设置(共有4种),按照边上的字母可以依次确定点上的设置.为了使得最终回到时的设置与初始时相同,标有的边都是偶数条.

所以,这种密码锁的所有不同的密码设置方法数等于在边上标记使得标有的边都是偶数条的方法数的4倍.

设标有的边有)条,标有的边有)条.

选取条边标记的有种方法,在余下的边中取出条边标记的有第种方法,其余的边标记.

由乘法原理知共有种标记方法.

求和,密码锁的所有不同的密码设置方法数为

.

这里,约定.

为奇数时,,此时,

.

代入式①中得

.

为偶数时,若,则式②仍然成立;若,则正边形的所有边都标记,此时,只有一种标记方法.于是,所有不同的密码设置的方法数为

.

综上,这种密码锁的所有不同的密码设置方法数是:当为奇数时,有种;当为偶数时,有种.

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