(2013•朝阳区一模)设τ=(x1,x2,…,x10)是数1,2,3,4,5,6,7,8,9,10的任意一个全排列,定

(2013•朝阳区一模)设τ=(x1,x2,…,x10)是数1,2,3,4,5,6,7,8,9,10的任意一个全排列,定义S(τ)=
10
k=1
|2xk−3xk+1|
,其中x11=x1
(Ⅰ)若τ=(10,9,8,7,6,5,4,3,2,1),求S(τ)的值;
(Ⅱ)求S(τ)的最大值;
(Ⅲ)求使S(τ)达到最大值的所有排列τ的个数.
辉辉不逃课 1年前 已收到1个回答 举报

zhezhengzhe 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)依题意,τ=(x1,x2,…,x10)=(10,9,8,7,6,5,4,3,2,1),代入S(τ)=
10
k=1
|2xk-3xk+1|计算即可求得S(τ)的值;
(Ⅱ)可求得数10,9,8,7,6,5,4,3,2,1的2倍与3倍,从而可求得其中较大的十个数之和与较小的十个数之和的差,从而可得S(τ)的最大值;
(Ⅲ)利用数1,2,3,4所产生的8个数都是较小的数,而数7,8,9,10所产生的8个数都是较大的数,从而使S(τ)取最大值的排列中,必须保证数1,2,3,4互不相邻,数7,8,9,10也互不相邻;而数5和6既不能排在7,8,9,10之一的后面,又不能排在1,2,3,4之一的前面,利用排列组合知识即可求得答案.

(Ⅰ)∵τ=(10,9,8,7,6,5,4,3,2,1),x11=x1
依题意,S(τ)=
10

k=1|2xk-3xk+1|,
∴S(T)=
10

k=1|2xk-3xk+1|=7+6+5+4+3+2+1+0+1+28=57,.…(3分)
(Ⅱ)数10,9,8,7,6,5,4,3,2,1的2倍与3倍分别如下:20,18,16,14,12,10,8,6,4,2,30,27,24,21,18,15,12,9,6,3
其中较大的十个数之和与较小的十个数之和的差为203-72=131,所以S(τ)≤131.
对于排列τ0=(1,5,6,7,2,8,3,9,4,10),此时S(τ0)=131,
所以S(τ)的最大值为131.…(8分)
(Ⅲ)由于数1,2,3,4所产生的8个数都是较小的数,而数7,8,9,10所产生的8个数都是较大的数,所以使S(τ)取最大值的排列中,必须保证数1,2,3,4互不相邻,数7,8,9,10也互不相邻;而数5和6既不能排在7,8,9,10之一的后面,又不能排在1,2,3,4之一的前面.设x1=1,并参照下面的符号排列1△○□△○□△○□△○
其中2,3,4任意填入3个□中,有6种不同的填法;7,8,9,10任意填入4个圆圈○中,共有24种不同的填法;5填入4个△之一中,有4种不同的填法;6填入4个△中,且当与5在同一个△时,既可以在5之前又可在5之后,共有5种不同的填法,所以当x1=1时,使S(τ)达到最大值的所有排列τ的个数为6×24×4×5=2880,由轮换性知,使S(τ)达到最大值的所有排列τ的个数为28800.…(13分)

点评:
本题考点: 排列及排列数公式;数列的求和.

考点点评: 本题考查排列及排列数公式,考查抽象思维与综合分析能力,考查运算能力,属于难题.

1年前

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