Se deben dividir 10 personas en 3 comités, de tal manera que cada comité debe tener al menos un miembro, y ninguna persona puede servir en los tres comités. (Tenga en cuenta que no exigimos que todos participen en al menos un comité). ¿De cuántas maneras se puede hacer esto?

Para contar el número de combinaciones totales, representemos la asignación de una persona a un comité con un 1 y la ausencia de asignación con un cero, como se muestra a continuación.


Por ejemplo, la columna 1 muestra un 1 si la persona 1 está asignada al comité. Contar el número de posibles asignaciones es equivalente a contar desde
[matemática] 2 ^ 0 [/ matemática] a [matemática] 2 ^ {10} [/ matemática]

Número de asignaciones de 10 personas a un comité = [matemáticas] 2 ^ {10} [/ matemáticas]

Necesitamos eliminar el caso de todos los 0 porque eso viola la restricción de que cada comité debe tener al menos un miembro.

Número de asignaciones de 10 personas a un comité = [matemáticas] 2 ^ {10} -1 [/ matemáticas]

Número de asignaciones de 10 personas a 3 comités = [matemáticas] (2 ^ {10} -1) ^ 3 [/ matemáticas]

Este número incluye la asignación de una persona a los 3 comités, por ejemplo, todas las combinaciones que involucran un 1 en la columna 1, que viola una restricción.

Para averiguar el número de tales asignaciones,

Representemos la asignación de cada persona a 3 comités diferentes de la siguiente manera


(1,0,0) significa que la persona está asignada al comité 1, pero no a los comités 2 y 3.

A partir de esto, número de asignaciones de 10 personas a 3 comités = [matemática] 8 ^ {10} [/ matemática]

Las combinaciones que involucran (1,1,1) representan la asignación de una persona a los 3 comités, por lo que debemos eliminarlas.

Número de asignaciones de 10 personas a 3 comités, excluyendo el (1,1,1) = [matemáticas] 7 ^ {10} [/ matemáticas]

Entonces, el número de combinaciones que incluyen (1,1,1) y, por lo tanto, violan la restricción de que ninguna persona puede ser asignada a los 3 comités = [matemáticas] 8 ^ {10} -7 ^ {10} [/ matemáticas]

Finalmente, número de combinaciones que no violan las restricciones =
[matemáticas] (2 ^ {10} -1) ^ 3 – (8 ^ {10} -7 ^ {10}) [/ matemáticas]

= 279,332,592

La fecha límite de PROMYS 2015 ya pasó, así que mi respuesta es 279,332,592.

Cada persona puede estar en cero, uno o dos comités de una, tres y tres formas. Esas son las combinaciones totales [matemáticas] 7 ^ {10} [/ matemáticas], pero debemos eliminar las combinaciones donde ningún comité tiene personas.

Dado un comité sin personas, los otros dos comités pueden tener cada persona en el comité o no, por lo que las combinaciones [matemáticas] (2 ^ {10}) ^ 2 [/ matemáticas], multiplicadas por tres, pero debemos agregar nuevamente las situaciones de doble conteo donde dos comités están vacíos, y restar la situación de triple conteo donde los tres están vacíos.

La solución final es por lo tanto:

[matemáticas] 7 ^ {10} -3 \ veces (2 ^ {20} -2 ^ {10}) – 1 = 279,332,592 [/ matemáticas]

Es un interesante problema combinatorio.
Para cada persona, hay 3 formas en que podrían estar en 2 comités, 10 formas en que podrían estar en 1 comité y 1 forma en que podrían estar en ningún comité. Eso te da 140 combinaciones. Ahora debe restar el número de combinaciones que conducen a 0 miembros en cualquiera de los 3 comités.

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