在某一年,一家公司从 nn 名申请者中向 4 名申请者颁发奖学金。若不考虑选择的顺序,选择这 4 名奖学金获得者的方法数为 7315。

  1. (i)

    若考虑选择的顺序,求选择这 4 名奖学金获得者的方法数。

  2. (ii)

    求 nn 的值。

  3. 在 2012 年,有 13 名奖学金申请者。这 13 名申请者(包括最终获得奖学金的 4 名获得者 Ann、Belle、Connie 和 Don)被要求参加一个简报会。申请者们将按照如下所示坐在 2 排座位上:

    如果所有 4 名奖学金获得者在简报会期间必须坐在一起,求这 13 名申请者的就座方法数。

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完整解法

7(i)

1. Relate the number of combinations to the number of permutations and evaluate

Number of ways=7315×4!=175 560\text{Number of ways} = 7315 \times 4! = 175\,560

答案

175,560

7(ii)

1. Formulate an equation for the number of ways to choose 4 recipients from $n$ applicants.

(n4)=7315\binom{n}{4} = 7315

2. Solve for $n$ by testing integer values or using a graphing calculator.

Estimating nn since n4≈7315×24=175560n^4 \approx 7315 \times 24 = 175560, we expect n≈1755604≈20.4n \approx \sqrt[4]{175560} \approx 20.4.
Testing integer values:
When n=21n = 21, (214)=5985\binom{21}{4} = 5985
When n=22n = 22, (224)=7315\binom{22}{4} = 7315

Hence, n=22n = 22.

答案

n=22n = 22

7[2]

1. Find the number of ways to position a contiguous block of 4 seats within the two rows.

The 4 scholarship recipients must sit together, so they must occupy 4 consecutive seats in the same row.
Number of valid blocks of 4 seats in the top row (6 seats) =6−4+1=3= 6 - 4 + 1 = 3
Number of valid blocks of 4 seats in the bottom row (7 seats) =7−4+1=4= 7 - 4 + 1 = 4
Total valid positions for the block =3+4=7= 3 + 4 = 7

2. Formulate the total number of seating arrangements.

For each valid block position, the 4 scholarship recipients can be arranged among themselves in 4!4! ways.
The remaining 9 applicants can be arranged in the remaining 9 seats in 9!9! ways.
Total number of seating arrangements =7×4!×9!= 7 \times 4! \times 9!

3. Calculate the final value.

=7×24×362 880= 7 \times 24 \times 362\,880
=60 963 840= 60\,963\,840

答案

60 963 84060\,963\,840

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