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免费的午餐

时间:2023-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:中学毕业了,10位年轻人打算去餐馆聚餐以示庆祝。大家对这个提议都很满意,于是决定每天都在这家餐馆相聚并尝试各种不同的座次,以期更快能享用到一顿免费的午餐。然而,他们却等不到这一天的到来。这样的座次数目不多不少,恰好是3628800种。为了吃上一顿免费的午餐,需要等待的时间实在是太长了……为方便起见,我们先来数数3个物体的排列顺序。这就意味着,所有男士可能的就坐方式一共是10×24=240种。

中学毕业了,10位年轻人打算去餐馆聚餐以示庆祝。所有人都到齐之后,服务员端上了第一道菜,这时,这些年轻人就座次问题发生了争吵。一些人认为应该根据姓名的字母顺序就坐,另外一些人觉得应该按照年龄大小安排座位,而其他人却认为座次应该根据学业成绩来编排,剩下的人则觉得应该根据身高就坐……大家就这样争持着,汤都已经凉了,可谁也没有坐下来就餐。

最后服务员的一番话化解了大家的矛盾:

“我年轻的朋友们,请不要再争吵了。大家就近坐下,听我把话说完。”

所有的人都随便找个位子坐下了。服务员继续说:

“请你们中的一位记住大家现在的座位号。明天各位继续到此就餐,并按照另外的座次就坐,后天则按照其他新的方式就坐,依此类推,直到大家尝试完所有可能的座次为止。等到某一天又重新回到今天的座次的时候,那么——我郑重地向大家承诺——我就请大家免费享用一顿最可口的午餐!”

大家对这个提议都很满意,于是决定每天都在这家餐馆相聚并尝试各种不同的座次,以期更快能享用到一顿免费的午餐。

然而,他们却等不到这一天的到来。这并不是因为服务员没有遵守承诺,而是因为所有可能的座次实在太多了。这样的座次数目不多不少,恰好是3628800种。

不难算出,将这么多天换算成年差不多是9942年,差不多就是10000年。为了吃上一顿免费的午餐,需要等待的时间实在是太长了……

也许,大家觉得10个人不可能有那么多种就坐的方式?那就请大家自己来检验一下这个结果吧。但首先需要弄清楚的是,怎样来确定座位次序的变化。为方便起见,我们先来数数3个物体的排列顺序。我们将这三个物体分别叫做ABC

我们需要知道的是,用什么样的方法可以将它们互换位置。我们这样来推断:如果先将C放在一边,那剩下的两个物体的摆放方式就只有两种:

现在我们将C分别放进这两组队列中。我们有三种方式:

1)将C放在每一列之后;

2)将C放在每一列之前;

3)将C放在两个物体之间。

显然,对物体C而言,除了这三种方式之外,没有其他的摆放方法了。由于我们一共两种排列方式,即ACCA,所以这三个物体的摆放方式一共为2×3=6种。具体方式如下:

我们继续往下看:现在来计算排放4个物体的方法。假设我们有4样东西,分别为ABCD。同样我们先将其中的一个,比如说D放在一边;我们来计算一下ABC三个物体之间可能存在的排列方式。我们已经知道,这三个物体的排列方式一种有6种。那么,有多少种方法可以将物体D分别放进这6种排列中的一种去呢?显然,有4种方法:

1)将D放在每一列物体的后面;

2)将D放在每一列物体的前面;

3)将D放在AB之间;

4)将D放在BC之间。

由此,我们一共得到的结果是:

6×4=24种;

因为6=2×3,2=1×2,所以这个结果我们可以用乘法表示出来:

1×2×3×4=24。

用同样的方法我们也可以计算出,如果需要对5种物体进行排列的话,那么排列方式一共为:

1×2×3×4×5=120。

对于6种物体而言,可能的方式为:

1×2×3×4×5×6=720。

依此类推。

现在来看看10位就餐者的情况。

如果我们计算出以下乘法算式的结果,就可以轻易得出所有可能的座次方法:

1×2×3×4×5×6×7×8×9×10

这样就得出前面已经给出的数字:3628800。

如果这10位就餐者中有5位姑娘,并且她们希望能和男士交替着坐的话,计算就会更加复杂。虽然在这种情况下,可能的就坐方式会少很多,但是要计算出结果却困难不少。如果我们假设,其中的1位男士随意坐下。那么剩下的4位男士,如果要求每两人之间留一个空位给一位姑娘的话,那么座次的方式就应该是1×2×3×4=24种不同的方法。因为一共有10把椅子,因此第一位男士就有10种就坐方式。这就意味着,所有男士可能的就坐方式一共是10×24=240种。那么有多少种方式可以让这5位姑娘坐到剩下的空位上去呢?显然有1×2×3×4×5=120种。将可供男士选择的240种座次方法同可供姑娘们选择的120种方法相乘,我们就可以得到最终的结果为:240×120=28800种。

这个数字比我们之前得出的数字要小很多,按照这种方式一共需要大约79年的时间——因此,如果这些年轻的就餐者能活到100岁,他们就有可能等到这顿免费的午餐——到那个时候,估计不是这位服务员本人来招待他们,而是他的继任者了。

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