Question

Сколько различных перестановок (неосмысленных слов) можно получить, переставляя буквы в слове «ФЗФТШМФТИ», чтобы в полученном слове не встретилось подслово: а) (3) «ТШ» (т. е. чтобы буква «Ш» не шла непосредственно ни за одной из букв за буквой «Т»); б) (5) «ФЗ» (т. е. чтобы буква «З» не шла непосредственно за буквой «Ф») в) (7) «ФТ» (т. е. чтобы ни какая из букв «Т» не шла непосредственно ни за одной из двух букв «Ф»)

Answer 1

ФЗФТШМФТИ - 3 Ф, 2 Т, 1 З, 1 Ш, 1 М, 1 И. 9 букв

Сначала расставим 3. Это можно сделать $C_9^3$ Для остальных букв остается 6 мест. Теперь на них расставим 2 Т. Это можно сделать $C_6^2$ Для остальных букв остается 4 места. И т.д. Тогда общее количество различных перестановок равно $C_9^3*C_6^2*C_4^1*C_3^1*C_2^1*C_1^1=\dfrac{9*8*7}{2*3}*\dfrac{6*5}{2}*4*3*2=9*8*7*6*5*2=30240$

a) В любой перестановке будет не более одного подслова «ТШ».

Подсчитаем все перестановки, его содержащие. Ш может стоять на любом месте со2 по 9ое => вариантов расстановки 8. Автоматически на предшествующее место ставим одну Т. Осталось расставить 3 Ф, 1 Т, 1 З, 1 М, 1 И. По аналогии с общим случаем, получаем общее число перестановок $8*C_7^3*C_4^1*C_3^1*C_2^1*C_1^1=8*\dfrac{7*6*5}{2*3}*4*3*2=8*7*6*5*4=6720$

Тогда ответ на этот пункт - $30240-6720=23520$

b) В любой перестановке будет не более одного подслова «ФЗ».

Подсчитаем все перестановки, его содержащие. З может стоять на любом месте со2 по 9ое => вариантов расстановки 8. Автоматически на предшествующее место ставим одну Ф. Осталось расставить 2 Ф, 2 Т, 1 Ш, 1 М, 1 И. По аналогии получаем общее число перестановок  $8*C_7^2*C_5^2*C_3^1*C_2^1*C_1^1=8*\dfrac{7*6}{2}*\dfrac{5*4}{2}*3*2=8*7*6*5*3*2=10080$

Тогда ответ на этот пункт - $30240-10080=20160$

c)  В любой перестановке будет не более двух подслов «ФТ».

В данном случае при аналогичном подходе мы будем учитывать слова с двумя «ФТ» 2 раза: один раз для "правого" подслова, и один для левого. Потому нужно будет отдельно найти число слов, содержащих 2 подслова.

Подсчитаем все перестановки. T может стоять на любом месте со2 по 9ое => вариантов расстановки 8. Автоматически на предшествующее место ставим одну Ф. Осталось расставить 2 Ф, 1 Т, 1 З, 1 Ш, 1 М, 1 И. По аналогии получаем общее число перестановок  $8*C_7^2*C_5^1*C_4^1*C_3^1*C_2^1*C_1^1=8*\dfrac{7*6}{2}*5*4*3*2=20160$

Теперь для 2 подслов:

Сначала выставим "левое" подслово. Если справа осталось k>1 мест, то расставить на них подслово можно, очевидно Тогда общее число расстановки двух подслов равно

$6+5+4+3+2+1=21$ . Осталось расставить 1 Ф, 1 З, 1 Ш, 1 М, 1 И Тогда  общее число перестановок $21*5*4*3*2*1=2520$

Тогда ответ $30240-20160+2520=12600$