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✨ 最佳解答 ✨

題目的意思可以轉化成
如果第一排是 1234
那第二排的排列會完全跟第一排錯開,例如

1234
2341 就是一種排法。

因為只有24種可能:
1234 2134 3124 4123
1243 2143 3142 4132
1324 2314 3214 4213
1342 2341 3241 4231
1423 2413 3412 4312
1432 2431 3421 4321

可以發現完全跟 1234 完全錯開的排法有
2143、2341、2413、3124、3241、3421、
4123、4312、4321 這9種可能,答案是 1/9。

不過因為只有24種才適合列舉法,也可以用排列組合計算:

□□□□ 要和 1234完全錯開。
用反面作法算:
4個完全對中:C(4,4)×0!=1 種排法
3個完全對中:C(4,3)×1!=4 種
2個完全對中:C(4,2)×2!=12種
1個對中:C(4,1)×3!=24種
隨便排:4! = 24種

但是這種計算1個對中的方法,
肯定會重複算到2個對中、3個對中、4個對中,
然後計算2個對中,又會重複算到3個對中和4個對中,
計算3個對中,又會重覆到4個對中。

所以根據排容原理一加一減:
24–24+12–4+1=9種 就是完全錯開的方法數,如同列舉法所示。想要完全猜中機率就是 1/9 了。

這個排容原理算法可以推廣到更多項的計算,
例如 123456 重新排列後,完全錯開的情況有幾種。

可知

更正:列舉法的9個中,
應該要把 3124(這個4對到了) 改成 2431
打錯。

檸檬魚🍋

我想請問為啥排容原理是一加一減?這是啥意思

檸檬魚🍋

還有為啥我不能把他想成第二排的四個字各有三個選擇朝哪開口(分母) 然後完全猜中就那一種(分子)?
1/3^4

可知

高中基本上,排容原理(也就是聯集公式)會常常用到兩個聯集和三個聯集,
四個的比較少見。

當然,這公式可以推廣到n個的,如下圖維基百科所寫的敘述,公式中提到:先扣掉、再加回、再扣掉、再加回……

其實就是一減一加重複下去
所以就是這樣子計算了。

可知

可以用文氏圖的圈圈,會比較好理解(網路上也有很多排容原理的教學影片)

可知

ヨ 的開口有4個方向
但是從題目的意思來看,每一行的4個開口方向必須各1個,所以分母也得是 4×3×2×1=24才對。因為如果是3×3×3×3
的話,很容易有出現2個以上重複的開口方向,這就不對了(不能重複,規定4種方向各1個)

原本全猜對的機率是 1/24
因為他知道第二排的4個ヨ和第一排都會完全錯開,這就是本題要求的,完全錯開的排法有幾種(9種),再從這裡面選一種來猜視力表。

檸檬魚🍋

了解謝謝!🙏🏿

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