大乐透有几种排列组合?
这个题目有意思,我本来打算用程序模拟出答案,然后手动算一遍,看看哪个数字出现的次数最多,以次来推测出现概率最高的前五大奖号。但是仔细一想,这个问题其实有点不对,因为问题里说的“组合”是未包含重复号码的5个数的组合(也就是30种),而题目最后问的是含有重复号码的可能的组合数量,这两个问题的答案显然是不一致的。
因此这里把问题分解一下,先考虑不含有重复号码的情况,然后再考虑含有重复号码的,情况。 大乐透中不含有重复号码的5个数共有A(5, 5)=210种情况,每种情况的奖号相同时视为一种组号方式。
那么含重复号码的情况就分两种来看,第一种是前区含重复号码,第二种是前后区都含重复号码。对于前者,因后区只有两个号码,所以只要确定一个重复号码在后面的位置即可。这种情况比较简单,一共有C(2, 1)=2种情况。
后者比较难,需要分类讨论。首先确定前面的中奖号码,由于只要求讨论含有重复号码的情况,所以前面已经确定了5个奖号,接下来要讨论的就是这5个奖号是否包含重复号码以及重复号码的位置。根据定义,这种情形下,后区所有的排布方式都是可行的,故一共C(2, 6)=20种情况。
而前面5个奖号确定之后,后面有两个区域,分别讨论每个区域包含重复号码的可能性。 ①前区不含重复号码,后区含重复号码。此时后区的重复号码在前区已确定的奖号之中,因前区已确定了5个奖号,所以此区域的讨论结束,共D(5, 4)=5种情况。
②前区含重复号码,后区不含重复号码。这种情况相对复杂,因不确定重复号码在前后区中的位置,需对各种可能进行讨论。
(ii)第一个区域含4个相同号码,第二个区域只有一个非相同号码 由上面的分析可知,共E(5, 4)=8种情况。 (iii)第一个区域含2个相同号码,第二个区域含2个相同号码 此种情形下,前区的排列组合与上面完全一样,故有F(5, 4)=8种情况;而后区只有一种排布形式,即全部相同的号码。
总共可能的情况数为 由此得出结论:在大乐透中,前区5个奖项全不同的号码出现的可能性最大,其次是前区4个奖项相同的号码,而最小的是前后区都相同的号码。 附:这里采用的计算方法为,将每一类问题进行划分,并尽可能多地计算出每一类问题的解,然后求这类问题的解取值总数的和。