卡特兰数源于比利时数学家卡特兰在研究n+2边型的部分时得到的数列在组合数,信息学,计算机编程等方面都有广泛的应用.
问题:将m个红球n个白球排成一排,要求任意位置及其左边的红球数不少于白球数,共有多少张排法?
等价于存在一个m+n元数组(其中ai∈{0,1},i=1,2,3……m+n)且有m个1和n个0(m≥n)记Ai={k|a1,a2,……ai中有k个1},Bi={k|a1,a2,……ai中有k个0},且Ai≥Bi,对于i=1,2……m+n都成立,这样的数组有多少个?
我们列举几例,看看如何解决这些问题:
1. 2016全国3卷第12题.定义“规范01数列”{an}如下:{an}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,ak中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有( )
A.18个 B.16个 C.14个 D.12个
解:由题意,必有a1=0,a8=1,只需要直接列举中间6项,按第2,3项分类.
第一类:第二项为1,第三项为0,有:100011,100101,100110,101001,101010,共5个“规范01数列”;
第二类:第二项为0,第三项为0,有:000111,001011,001101,001110,共4个“规范01数列”;
第三类:第二项为0,第三项为1,有:010011,010101,010110,011010,011100共5个“规范01数列”.
所以不同的“规范01数列”共有14个.
故选:C.
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