一家冰淇淋咖啡馆销售一种巨无霸圣代,顾客可以点 5 球冰淇淋。服务员会将这 5 球冰淇淋在盘子上排成圆形或排成一排。该咖啡馆每天提供恰好 10 种不同的冰淇淋口味。

  1. (a)

    如果选择 5 种不同的冰淇淋口味,求将巨无霸圣代排成圆形的方式有多少种。

  2. (b)

    一位顾客决定在所有 5 球冰淇淋中选择香草、巧克力和香蕉口味,但没有指定每种口味的球数,即某些口味的冰淇淋可以有 2 球或更多球。
    求服务员将巨无霸圣代排成一排的方式有多少种。

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完整解法

9(a)

1. Find the number of ways to choose 5 distinct flavours from the 10 available.

Number of ways to choose 5 flavours = 10C5=252^{10}C_5 = 252

2. Multiply by the number of ways to arrange the 5 chosen flavours in a circle to find the total arrangements.

Number of circular arrangements for 5 items = (5−1)!=4!=24(5-1)! = 4! = 24

Total number of ways=252×24=6048\text{Total number of ways} = 252 \times 24 = 6048

答案

60486048

9(b)

1. Determine the possible distributions of the 5 scoops among the 3 chosen flavours.

Since exactly 3 flavours (vanilla, chocolate, banana) are chosen for all 5 scoops and each flavour must be present at least once, the possible combinations of scoop counts are:

  • 33 of one flavour, and 11 of each of the other two (i.e. 3−1−13-1-1)
  • 22 of two flavours, and 11 of the third (i.e. 2−2−12-2-1)

2. Calculate the number of row arrangements for the 3-1-1 distribution.

There are (31)=3\binom{3}{1} = 3 ways to choose which of the 33 flavours gets 33 scoops.
For each choice, the number of ways to arrange the 5 scoops in a row (with 3 identical items) is 5!3!1!1!=20\frac{5!}{3!1!1!} = 20.
Number of arrangements = 3×20=603 \times 20 = 60.

3. Calculate the number of row arrangements for the 2-2-1 distribution.

There are (31)=3\binom{3}{1} = 3 ways to choose which of the 33 flavours gets exactly 11 scoop.
For each choice, the number of ways to arrange the 5 scoops in a row (with two sets of 2 identical items) is 5!2!2!1!=30\frac{5!}{2!2!1!} = 30.
Number of arrangements = 3×30=903 \times 30 = 90.

4. Find the total number of arrangements by adding the possibilities from both cases.

Total number of arrangements = 60+90=15060 + 90 = 150.

答案

150150

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