n دستگاه پخش کنندهی موسیقی یکسان و n هندزفری یکسان داریم. به هر کدام از دستگاهها یک هندزفری وصل کردهایم. هر هندزفری نیز دو گوشی دارد که یکی مخصوص گوش راست و یکی مخصوص گوش چپ است.
n نفر در یک گروه هستند و میخواهند از طریق این دستگاهها و هندزفریها موسیقی گوش کنند. هر کس میتواند یک گوشی چپ و یک گوشی راست برداشته و آهنگ گوش کند. دو گوشیای که یک فرد برمیدارد میتوانند از یک هندزفری نباشند، اما باید آهنگ یکسانی را پخش کنند.
در انتها تأکید میکنیم دستگاههای پخش کننده و هندزفریها را یکسان در نظر بگیرید.
فرض کنید n=4 است. دو تا از دستگاهها در حال پخش موسیقی M1 و دو تای دیگر در حال پخش موسیقی M2 هستند. افراد به چند طریق میتوانند هندزفریها را استفاده کرده و موسیقیها را گوش کنند؟
پاسخ
گزینهی ۲ درست است.
انتخاب دو نفری که در حال گوش کردن به موسیقی M1 هستند \binom{4}{2} حالت دارد. دو نفر دیگر باید موسیقی M_2 را گوش کنند. حال برای دو نفر هر موسیقی دو حالت برای گوش کردن با هندزفریها داریم (یا هر کدام به طور کامل هندزفری یک دستگاه را برمیدارند و یا از هر دستگاه یک گوشی هندزفری را برمیدارند). پس پاسخ برابر \binom{4}{2} \times 2 \times 2 = 24 است.
دو نفر با نامهای A و B را دوست گوییم، اگر هندزفریای وجود داشته باشد که یک گوشی آن در اختیار A و گوشی دیگر در اختیار B باشد. دو نفر با نامهای A و B را آشنا گوییم، اگر دنبالهی \langle C_1, C_2, \ldots, C_k \rangle از افراد وجود داشته باشد که k \ge 2 و C_1 خود A باشد، C_1 با C_2 دوست باشد، C_2 با C_3 دوست باشد و \ldots\ و C_{k-1} با C_k دوست باشد و C_k خود B باشد. واضح هست که دو دوست، آشنا نیز هستند.
فرض کنید n=10 است. پنج تا از دستگاهها در حال پخش موسیقی M_1 و پنج تای دیگر در حال پخش موسیقی M_2 هستند. به حالتی از گوش کردن موسیقیها سلطانی گوییم، اگر هیچ دو نفر غیر آشنایی، موسیقی یکسانی گوش نکنند. افراد به چند حالت سلطانی میتوانند هندزفریها را استفاده کرده و موسیقیها را گوش کنند؟
پاسخ
گزینهی ۳ درست است.
\binom{10}{5} حالت برای انتخاب پنج نفر موسیقی M_1 داریم. بقیه باید موسیقی M_2 را گوش کنند. پنج نفر هر موسیقی یک جایگشت دوری با هندزفریها میسازند که 4! حالت دارد. پس پاسخ برابر \binom{10}{5} \times 4! \times 4! = \frac{10!}{25} است.