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97 指考數學乙 第 8 題
📅 97 年 📝 指考數學乙 第 8 題 題型:選填 課綱:99課綱
趙氏與錢氏兩對夫婦、以及孫先生、李先生圍坐一個六人座圓桌吃飯,其中趙先生和孫先生已在兩個相鄰的位子坐定。若限定夫妻不得相鄰,則其他四人就座的方法共有 ____ 種。
環狀排列相鄰與不相鄰問題排容原理排列組合排列、組合與二項式定理
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

$10$

詳解
設圓桌共有 $6$ 個座位,依順時針順序編號為 $1, 2, 3, 4, 5, 6$。 因為趙先生和孫先生已在相鄰位置坐定,在旋轉對稱性下,我們可固定設: - 趙先生坐 $1$ 號座位。 - 孫先生坐 $2$ 號座位。 此時剩下四個空位為 $3, 4, 5, 6$。 待就座的四人為:趙太太、錢先生、錢太太、李先生。其限制條件為: 1. **趙太太不得與趙先生相鄰**: 因為趙先生在 $1$ 號,相鄰的座位為 $2$ 號與 $6$ 號(其中 $2$ 號已由孫先生就座)。因此趙太太**不能坐 $6$ 號位**,只能選擇 $3, 4, 5$ 號位之一。 2. **錢氏夫婦不得相鄰**: 錢先生與錢太太不能坐在相鄰的座位上。 我們依「趙太太」的座位進行分類討論: - **情況一:趙太太坐 $3$ 號位**: 剩下空位為 $4, 5, 6$。此時相鄰的空位對為 $(4, 5)$ 與 $(5, 6)$。 要安插錢先生、錢太太與李先生三人,利用排容原理: - 總排法為 $3! = 6$ 種。 - 錢氏夫婦相鄰(在 $4, 5$ 或 $5, 6$)的情況為: $2! + 2! = 4$ 種。 - 因此,錢氏夫婦不相鄰的排法有: $6 - 4 = 2$ 種。 - **情況二:趙太太坐 $4$ 號位**: 剩下空位為 $3, 5, 6$。此時相鄰的空位對僅有 $(5, 6)$。 - 總排法為 $3! = 6$ 種。 - 錢氏夫婦相鄰(在 $5, 6$)的情況為: $2! = 2$ 種。 - 因此,錢氏夫婦不相鄰的排法有: $6 - 2 = 4$ 種。 - **情況三:趙太太坐 $5$ 號位**: 剩下空位為 $3, 4, 6$。此時相鄰的空位對僅有 $(3, 4)$。 - 總排法為 $3! = 6$ 種。 - 錢氏夫婦相鄰(在 $3, 4$)的情況為: $2! = 2$ 種。 - 因此,錢氏夫婦不相鄰的排法有: $6 - 2 = 4$ 種。 綜合以上三種情況,其他四人就座的可能方法數總共有: $$2 + 4 + 4 = 10\text{ 種}$$

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。