组合数学|置换群乘法|Polya定理例题【解题思路】

  最近在准备组合数学的期末考试,复习到群这章的时候理解的不是很透彻,记录一下有关群的解题方法。

  群的定义就不一一介绍了,直接切入主题。

目录

一 置换乘法

【置换乘法解题思路】

二 Pólya定理 的应用

(1)等边三角形的3个顶点用红,兰,绿3着色,有多少种方案?

 【解题思路】

(2)有3种不同颜色的珠子,串成4颗珠子的项链,有哪些方案? 

【解题思路】


一 置换乘法

已知群P1、P2,求P1P2和P2P1,先上课件:

 博主在看到这的时候百思不得其解,经过查阅资料才恍然大悟。

【置换乘法解题思路】

首先P1与P2两个群的第一行可以理解为初始序列,而第二行则是置换后的序列。

而P1P2则是先对P1进行置换,再在P1的基础上对P2进行置换。P2P1则恰恰相反。画张图让我们更形象地理解一下。

这样就更好理解了,动笔试一下P2P1吧~

二 Pólya定理 的应用

做两道题熟悉一下polya定理

(1)等边三角形的3个顶点用红,兰,绿3着色,有多少种方案?

还是先看一下课件的答案

 【解题思路】

通过读题我们可以发现,这是一种n=3(三个顶点),m=3(三种颜色)的情况。使等边三角形重合运动有6种情况,分别是0°、60°(课件里是240°,但是我感觉60°和240°是一个意思)、120°和过三个顶点中线翻转(也就是3种情况),所以一共有6种情况。

下面具体分析这6种情况:

①0°,每个顶点各不相同,互相不能置换,所以是(v1)(v2)(v3).

②60°,每个顶点的位置变成右边顶点的位置,3个点进行互换,v1变成v3,v3变成v2,因此在一个置换关系里,就是(v1v3v2).【这个对应课件中240°的情况就是(v3v2v1)】

③120°,每个顶点的位置变成左边顶点的位置,3个点进行互换,v1变成v2,v2变成v3,因此在一个置换关系里,就是(v1v2v3).

④延v1中线翻转,v1不动,v2和v3置换,因此有2个置换关系,就是(v1)(v2v3)。

⑤延v2中线翻转,v2不动,v1和v3置换,因此有2个置换关系,就是(v2)(v1v3)。

⑥延v3中线翻转,v3不动,v1和2置换,因此有2个置换关系,就是(v3)(v1v2)。

上述6种情况都讨论完毕,开始计算方案数。

前面系数之所以是六分之一是因为有6种情况,有点加权平均的感觉。中括号内就是每种情况具体计算。因为有3种颜色可以算,所以就在3的基础上进行幂运算。因为0°的时候有3个括号(可以理解为3个置换关系)所以就是3的3次方。60°和120°都是一个括号所以就是两个3,④⑤⑥的情况都是两个括号,所以就是三个3的平方。

(2)有3种不同颜色的珠子,串成4颗珠子的项链,有哪些方案? 

还是先看一下课件的答案

 但是博主感觉这个ppt有些叙述问题,根据在网上查阅的资料,就不按照他这个进行讲解了,直接上我手写的答案~~~

【解题思路】

 完结撒花*★,°*:.☆( ̄▽ ̄)/$:*.°★* 有木有学会哇~~

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