[21支火柴可能的游戏数

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我确信每个人都熟悉著名的21个火柴比赛,每个人参加1,2或3场比赛,最后一个参加比赛的人输了。

让我们简化游戏,并假设只能进行1或2场比赛。我的问题是,可以玩几局?

我知道这很容易递归解决,但是,我试图提出一种组合解决方案。

[举例来说,我们将21场比赛减少到4场。可能的游戏数量为5。{'MCM','MMMM','CC','CMM','MMC'}。其中C代表删除2个匹配项,M代表删除单个匹配项。

recursion math combinatorics
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Symbolic method允许我们推断此组合类的生成函数为

f(z) = 1/(1 - z - z^2 - z^3)

至此,我们可以通过幂级数展开获得答案,例如参见herez^21上的系数将给出“ 21个火柴”中可能的游戏数量(可能是233317)。

回想一下,假设球员只允许参加一场比赛。然后,将只有一种可能的情况。对于每个游戏长度(z的幂),只有一个游戏结果:

1/(1 - z) = 1*1 + 1*z + 1*z^2 + 1*z^3 + 1*z^4 + 1*z^5 + ...

如果允许玩家参加一两场比赛,我们有多种情况:

1/(1 - z - z^2) = 1*1 + 1*z + 2*z^2 + 3*z^3 + 5*z^4 + 8*z^5 + ...

系数恢复Fibonacci sequence,并且仅使用数字compositionsn可以将其解释为1的整数2数。

允许进行一,二或三场比赛导致以下扩展,

1/(1 - z - z^2 - z^3) = 1*1 + 1*z + 2*z^2 + 4*z^3 + 7*z^4 + 13*z^5 + ...

可以在this OEIS sequence中找到,并亲切地称为“ Tribonacci数字”。

虽然可以将任务留给其他人,但是可以使用笔,纸和233317的一般化来得出Pascal triangle的答案。


顺便说一句,我强烈推荐Philippe Flajolet和Robert Sedgewick所著的“ Analytic Combinatorics”一书,介绍了符号方法及其以后的内容。

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