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:
$$2 + 4 + 4 = 10\text{ 種}$$