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题 每一位数字都比左边数字小的正整数,称为“降序数”。将所有五位数中的降序数,按照从小到大
次序排列,求排列中的第 109 个数。
解 一般来说,首位数不大于 m 的 n 位的所有降序数的总数,等于从 0,1,…,m 这 m+1 个数中取 n 个
作组合的组合种数 C(m+1,n) 。
当 m=7 ,n=5 时,C(7+1,5)=C(8,5)=56<109 ;当 m=8 ,n=5 时,C(8+1,5)=C(9,5)=126>109 。
可见,第 109 个数的首位数,也就是万位数,必定大于 7 ,但不会大于 8 ,所以万位必定是 8 。
万位不大于 7 的五位数有 56 个,剩下 109-56=53 个数的万位数都是 8 。再看万位后面的四位数:
当 m=6 ,n=4 时,C(6+1,4)=C(7,4)=35<53 ;当 m=7 ,n=4 时,C(7+1,4)=C(8,4)=70>53 。
可见,第 109 个数的第二位数,也就是千位数,必定大于 6 ,但不会大于 7 ,所以千位必定是 7 。
千位不大于 6 的四位数有 35 个,剩下 53-35=18 个数的千位数都是 7 。再看千位后面的三位数:
当 m=4 ,n=3 时,C(4+1,3)=C(5,3)=10<18 ;当 m=5 ,n=3 时,C(5+1,3)=C(6,3)=20>18 。
可见,第 109 个数的第三位数,也就是百位数,必定大于 4 ,但不会大于 5 ,所以百位必定是 5 。
百位不大于 4 的三位数有 10 个,剩下 18-10=8 个数的百位数都是 5 。再看百位后面的二位数:
当 m=3 ,n=2 时,C(3+1,2)=C(4,2)=6<8 ;当 m=4 ,n=2 时,C(4+1,2)=C(5,2)=10>8 。
可见,第 109 个数的第四位数,也就是十位数,必定大于 3 ,但不会大于 4 ,所以十位必定是 4 。
十位不大于 3 的二位数有 6 个,剩下 8-6=2 个数的十位数都是 4 ,再看十位后面的个位数:
当 m=0 ,n=1 时,C(0+1,1)=C(1,1)=1<2 ;当 m=1 ,n=1 时,C(1+1,1)=C(2,1)=2 。
可见,第 109 个数的第五位数,也就是个位数,必定大于 0 ,但不会大于 1 ,所以个位必定是 1 。
综合以上分析,可知排列中的第 109 个数,是 87541 。
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