Задача из комбинаторики Сколько существует чисел, состоящих из всех цифр, каждая из которых не является простым числом и повторяется число раз, равное остатку от деления её на три
Прежде всего, определим, какие цифры не являются простыми числами. Простые числа среди цифр от0до9от 0 до 9от0до9 — это 2, 3, 5 и 7. Следовательно, не простыми являются:
014689
Это 6 цифр. Теперь разберёмся с условием, что каждая цифра повторяется число раз, равное остатку от деления её на 3.
Теперь посмотрим на остатки от деления каждой из цифр на 3:
Таким образом, количество повторений для каждой цифры будет следующим:
0 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток01 1раз,таккакостаток11 раз, так как остаток 11раз,таккакостаток14 1раз,таккакостаток11 раз, так как остаток 11раз,таккакостаток16 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток08 2раза,таккакостаток22 раза, так как остаток 22раза,таккакостаток29 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток0
Теперь у нас есть следующие цифры и их количество:
Цифра 1 — 1 разЦифра 4 — 1 разЦифра 8 — 2 раза
Таким образом, числовая последовательность будет состоять из: 1, 4, 8, 8.
Теперь подсчитаем количество различных перестановок чиселчиселчисел, которые можно составить из этих цифр.
Общее количество перестановок можно вычислить с использованием формулы для перестановок с повторениями:
Давайте разберем задачу поэтапно.
Прежде всего, определим, какие цифры не являются простыми числами. Простые числа среди цифр от0до9от 0 до 9от0до9 — это 2, 3, 5 и 7. Следовательно, не простыми являются:
014689Это 6 цифр. Теперь разберёмся с условием, что каждая цифра повторяется число раз, равное остатку от деления её на 3.
Теперь посмотрим на остатки от деления каждой из цифр на 3:
0mod 3=00 \mod 3 = 00mod3=01mod 3=11 \mod 3 = 11mod3=14mod 3=14 \mod 3 = 14mod3=16mod 3=06 \mod 3 = 06mod3=08mod 3=28 \mod 3 = 28mod3=29mod 3=09 \mod 3 = 09mod3=0Таким образом, количество повторений для каждой цифры будет следующим:
0 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток01 1раз,таккакостаток11 раз, так как остаток 11раз,таккакостаток14 1раз,таккакостаток11 раз, так как остаток 11раз,таккакостаток16 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток08 2раза,таккакостаток22 раза, так как остаток 22раза,таккакостаток29 0раз,таккакостаток00 раз, так как остаток 00раз,таккакостаток0Теперь у нас есть следующие цифры и их количество:
Цифра 1 — 1 разЦифра 4 — 1 разЦифра 8 — 2 разаТаким образом, числовая последовательность будет состоять из: 1, 4, 8, 8.
Теперь подсчитаем количество различных перестановок чиселчиселчисел, которые можно составить из этих цифр.
Общее количество перестановок можно вычислить с использованием формулы для перестановок с повторениями:
Количество перестановок=n!n1!⋅n2!⋅n3! \text{Количество перестановок} = \frac{n!}{n_1! \cdot n_2! \cdot n_3!}
Количество перестановок=n1 !⋅n2 !⋅n3 !n!
где nnn — общее количество элементов, а n1,n2,n3n_1, n_2, n_3n1 ,n2 ,n3 — количество повторяющихся элементов.
Здесь:
n=4n = 4n=4 всегоцифр:1,4,8,8всего цифр: 1, 4, 8, 8всегоцифр:1,4,8,8n1=1n_1 = 1n1 =1 число1число 1число1n2=1n_2 = 1n2 =1 число4число 4число4n3=2n_3 = 2n3 =2 число8число 8число8Таким образом:
Количество перестановок=4!1!⋅1!⋅2!=241⋅1⋅2=242=12 \text{Количество перестановок} = \frac{4!}{1! \cdot 1! \cdot 2!} = \frac{24}{1 \cdot 1 \cdot 2} = \frac{24}{2} = 12
Количество перестановок=1!⋅1!⋅2!4! =1⋅1⋅224 =224 =12
Итак, существует 12 различных чисел, которые можно составить из цифр 1, 4, 8, 8, при этом соблюдая условия задачи.
Ответ: 12.