673 : ベッドと机

オイラー大学では、1から nn までの番号が付けられた nn 人の学生が、それぞれ寮のベッドと教室の机を割り当てられる。

ベッドには、学生が1人で占有する個室にあるものと、2人の学生がルームメイトとして入っている二人部屋にあるものとがある。同様に、各々の机は、1人の学生のみが使用するシングルデスクか、2人の学生がデスクパートナーとして一緒に座るツインデスクのいずれかである。

ベッドとデスクの共有の取り決めは、それぞれ学生番号のペアのリストで表される。たとえば、n=4n=4で、(2,3)(2,3)がベッドのペアを表し、(1,3)(2,4)(1,3)(2,4)がデスクのペアを表す場合、学生2と3はルームメイトであり、1と4は個室を持ち、学生1と3はデスクパートナーであり、学生2と4も同様である。

大学の新しい学長は、ベッドと机の構成を変更することを決定した。すなわち、数1,2,,n1, 2, \dots, nの順列σ\sigmaが選択され、各学生kkには、以前は学生番号σ(k)\sigma(k)が使っていたベッドと机の両方が与えられる。

学生は、次の条件の下で、この変更に同意する。

  1. 現在部屋を共有している2人の学生は、引き続きルームメイトになる。

  2. 現在デスクを共有している2人の学生は、引き続きデスクパートナーになる。

上記の例では、これらの条件を満たす方法は2つしかない。何もしない(σ\sigma恒等置換)、または学生の順序を逆にするものである。

n=6n=6の場合、ベッドペア(1,2)(3,4)(5,6)(1, 2)(3, 4)(5, 6)とデスクペア(3,6)(4,5)(3, 6)(4, 5)には、条件を満たす8つの順列がある。1つの例は、写像(1,2,3,4,5,6)(1,2,5,6,3,4)(1, 2, 3, 4, 5, 6)\mapsto(1, 2, 5, 6, 3, 4)である。

n=36n=36の場合、次のベッドペアがあり、 (2,13)(4,30)(5,27)(6,16)(10,18)(12,35)(14,19)(15,20)(17,26)(21,32)(22,33)(24,34)(25,28)(2,13)(4,30)(5,27)(6,16)(10,18)(12,35)(14,19)(15,20)(17,26)(21,32)(22,33)(24,34)(25,28)またデスクペアは次とすると、 (1,35)(2,22)(3,36)(4,28)(5,25)(7,18)(9,23)(13,19)(14,33)(15,34)(20,24)(26,29)(27,30)(1,35)(2,22)(3,36)(4,28)(5,25)(7,18)(9,23)(13,19)(14,33)(15,34)(20,24)(26,29)(27,30) 36!36!の可能な順列(恒等順列を含む)のうち、663552個が学生によって規定された条件を満たす。

ダウンロード可能なテキストファイルbeds.txtおよびdesks.txtn=500n=500のペアが入っている。各ペアは、2人のルームメイト(またはデスクパートナー)の学生番号をカンマで区切って、一行に記述される。たとえば、前述のn=4n=4の例のデスクペアはをこのファイル形式で表すと次のようになる:

1,3
2,4

これらの組み合わせで、受講者の条件を満たす順列の個数を見つけよ。999999937999\,999\,937を法として答えよ。

最終更新

役に立ちましたか?