Autor Tema: Ejercicio de combinatoria 3

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25 Septiembre, 2015, 11:09 pm
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galm

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Hola. Podrían ayudarme con este ejercicio.

Encuentre el numero de soluciones en los naturales de la ecuación \( x_1+x_2+x_3+x_4=20 \) tal que satisfagan que: \( 1\le x_1\le 6, 1\le x_2\le 7,3\le x_3\le 9 , 4\le x_4\le 11 \)

Gracias de antemano.

26 Septiembre, 2015, 12:01 am
Respuesta #1

Von Damian

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Te voy a dar una pista,

Escribe las inecuaciones de las \( {x_i}_ {i=1,..,4} \) como \( x_{i}-n\geq{0} \) (\( n \in \mathbb{N} \)), representa gráficamente estas rectas, el espacio que queda en la intersección de todas ellas es donde se pueden hallar las soluciones, intenta pensar como continuar ahora ;) Un saludo

28 Septiembre, 2015, 01:02 pm
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

Te voy a dar una pista,

Escribe las inecuaciones de las \( {x_i}_ {i=1,..,4} \) como \( x_{i}-n\geq{0} \) (\( n \in \mathbb{N} \)), representa gráficamente estas rectas, el espacio que queda en la intersección de todas ellas es donde se pueden hallar las soluciones, intenta pensar como continuar ahora ;) Un saludo

No acabo de entender muy bien la sugerencia. ¿Exactamente qué rectas? ¿Quien juega el papel de abcisas y quien de ordenadas?.

Encuentre el numero de soluciones en los naturales de la ecuación \( x_1+x_2+x_3+x_4=20 \) tal que satisfagan que: \( 1\le x_1\le 6, 1\le x_2\le 7,3\le x_3\le 9 , 4\le x_4\le 11 \)

Para resolver este tipo de ejercicios tienes que saber que el número de soluciones enteras no negativas de una ecuación:

\( x_1+x_2+\ldots+x_k=N \)

es

\( CR_{k,N}=\displaystyle\binom{N+k-1}{N} \)

Si añades una restricción del tipo \( x_1\geq a \), haces el cambio \( y_1=x_1-a \) y el problema equivale a hallar el número de soluciones enteras no negativas de la ecuación:

\( y_1+x_2+\ldots+x_k=N-a \)

En tu caso, comienza haciendo el cambio:

\( y_1=x_1-1,\quad x_2=y_2-1,\quad x_3=y_3-3,\quad x_4=x_4-4 \)

Con lo cual el problem equivale a hallar las soluciones enteras de la ecuación:

\( y_1+y_2+y_3+y_4=20-1-1-3-4=11 \)

con las restricciones \( y_1\leq 5,\quad y_2\leq 6,\quad x_3\leq 6,\quad x_4\leq 11 \).

Ahora para ello halla todas las soluciones enteras no negativa y réstales aquellas en las que la variable \( y_1\geq 6 \); luego aquellas en las que \( y_2\geq 7 \); luego aqueelas en las que \( y_3\geq 7 \) y finalmente aquellas en las que \( y_4\geq 12 \).

Tendrás que tener en cuenta el principio de inclusión-exclusión y probablemente todavía añadir o restar aquellos casos en los que se den varias de esas condiciones combinadas.

Saludos.