来自三个 CCA(课外活动组织)的 12 名学生组织了一次去上海的海外学习之旅。其中包含 5 名网球社的学生、4 名保龄球社的学生和 3 名垒球社的学生。他们可选择的航班空余座位如下图所示:

  1. (a)

    如果有一位特定的学生必须坐在最靠近紧急出口的位置,那么学生们有多少种不同的座位安排方式?

  2. (b)

    如果两位特定的学生不想坐在任何靠走道的座位上,求他们有多少种不同的座位安排方式。

  3. (c)

    求他们的排座方法数,如果来自同一 CCA 的学生必须坐在一起(无论是前后相邻还是左右相邻),且不能被过道隔开。例如,来自垒球队(Softball)的三名学生可以坐在第 56 排 G、H 座和第 57 排 G 座,但不能坐在第 56 排 H、I 座和第 57 排 G 座。

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完整解法

7(a)

1. Assign the particular student to the fixed seat

The particular student is assigned to the fixed seat nearest to the emergency exit (Row 55 Seat I). There is 11 way to do this, leaving 1111 students and 1111 available seats.

2. Arrange the remaining students in the remaining seats

The remaining 1111 students can be arranged in the remaining 1111 available seats in 11!11! ways.
Total number of ways=1×11!=39 916 800\text{Total number of ways} = 1 \times 11! = 39\,916\,800

答案

39 916 80039\,916\,800

7(b)

1. Identify the available non-aisle seats

Aisle seats are columns C, D, F, G. The non‑aisle seats lie in columns E, H, I. The available (un‑crossed) non‑aisle seats are:

Row 55 E, Row 57 E, Row 55 H, Row 56 H, Row 55 I, Row 56 I\text{Row }55\,E,\ \text{Row }57\,E,\ \text{Row }55\,H,\ \text{Row }56\,H,\ \text{Row }55\,I,\ \text{Row }56\,I

This gives 66 non‑aisle seats available for the two restricted students.

2. Seat the two restricted students first

The two particular students must take 22 of the 66 non‑aisle seats, and order matters (different students in different seats):

6P2=6×5=30 ways.^6P_2 = 6 \times 5 = 30 \text{ ways.}

3. Seat the remaining students and combine

After seating the two students, 1010 seats remain for the other 1010 students:

10!=3 628 800 ways.10! = 3\,628\,800 \text{ ways.}

By the multiplication principle:

6P2×10!=30×3 628 800=108 864 000.^6P_2 \times 10! = 30 \times 3\,628\,800 = 108\,864\,000.

答案

6P2×10!=30×3 628 800=108 864 000^6P_2 \times 10! = 30 \times 3\,628\,800 = 108\,864\,000 ways

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