格路计数
这是一个经典的组合数学问题。在平面直角坐标系中,横坐标和纵坐标都是整数的点称为平面格点,平面格路是指在所有的平面格点中,从一点到另一点只走格点的路,格路的长度是指其所走的路的步数。
基本信息
- 中文名
格路计数
- 外文名
Price channel clock number
- 应用学科
数学
- 适用领域范围
排列组合
基本内容
为了研究方便我们规定:从原点开始,水平向右走一个单位距离记为(1,0),垂直向上走一个单位距离记为(0,1),沿单位正方形对角线斜向上的步伐记为(1,1),沿对角线斜向下的步伐记为(1,-1)。格路V0V1V2…Vm+n5 ,Vi+1-Vi属于{(1,0),(0,1)}为从原点(0,0)到格点P(m, n)的一条非降格路。
半长为n的路是指在平面直角坐标系的第一象限内从原点(0,0)到点(2n,0)的格路,并且允许的步伐只能为(1,1), (1, -1)分别记为(U ,D)。
半长为nde Schroder格路是指在平面直角坐标系的第一象限内,从原点(0,0)到点(2n, 0)的格路,并且允许的步伐集合只能为{ (1,1),(1,-1),(2,0)}(分别记为U,D,E)。
长度为n的Motzkin路路是指在平面直角坐标系的第一象限内,从原点(0,0)到点(n,0)的格路,并且允许的步伐只能为{(1,1),(1,0),(1,-1) }(分别记为U,F,D)。
问题分析
(0,0)→(m,n)的每一条路径可表示为m个x与n个y的一个有重排列。将每一个有重排列的x与y分别编号,可得m!n!个m+n元的无重全排列。问题的解即为C(m+n,m)。1
推广
如果从(a,b)走到(c,d),其中c
a,d
b。,则由(a,b)到(c,d)的简单格路数为|(a,b)(c,d)|=C((c-a)+(d-b),c-a)。
参考资料
- 1卢开澄,卢华明组合数学(第四版)清华大学出版社2006