Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
Thingoln
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 133
Rejestracja: 27 lip 2019, o 22:19
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 52 razy
Pomógł: 15 razy

Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Post autor: Thingoln »

Witajcie. Natrafiłem na zadanie, które brzmiało mniej więcej:
Ile jest takich liczb 19-cyfrowych, których suma cyfr jest równa 5.
Da się to zrobić na piechotę, rozpatrując wszystkie możliwości, ale usłyszałem wtedy też, że istnieje pewien wzór na liczbę takich liczb (masło maślane :?). Jeśli dobrze pamiętam, wyglądał tak: \(\displaystyle{ {n+k-2 \choose k-1}}\), gdzie \(\displaystyle{ n}\) jest sumą cyfr, a \(\displaystyle{ k}\) liczbą cyfr danej liczby. Czy ktoś ma jakiś pomysł, jak dojść w szybszy sposób do rozwiązania takich zadań, np. poprzez udowodnienie tego wzoru (o ile oczywiście jest prawdziwy). Będę wdzięczny. :)
Awatar użytkownika
kerajs
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 8585
Rejestracja: 17 maja 2013, o 10:23
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 307 razy
Pomógł: 3351 razy

Re: Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Post autor: kerajs »

Szukana ilość to także liczba rozwiązań równania:
\(\displaystyle{ (x_1+1) +x_2+x_3....+x_{19}=5}\) w zbiorze cyfr. Na miejscu \(\displaystyle{ 10^{18}}\) jest liczba w nawiasie która nie może być zerem
Daje to:
\(\displaystyle{ {5-1+19-1 \choose 19-1} }\) liczb 19 cyfrowych.

Wyjaśnienie wzoru w (klik) podaje FasolkaBernoulliego oraz ja w post scriptum z 8 marca .
Thingoln
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 133
Rejestracja: 27 lip 2019, o 22:19
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 52 razy
Pomógł: 15 razy

Re: Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Post autor: Thingoln »

Przeczytałem, myślę, że rozumiem rozwiązanie. Zastanawiam się tylko, co gdy liczba po prawej stronie takiego równania jest większa od \(\displaystyle{ 10}\), np. gdy suma cyfr dziesięciocyfrowej liczby jest równa 19. Mamy wówczas równanie dla całkowitych naturalnych (wliczając zero) liczb \(\displaystyle{ x_1, x_2, \dots, x_{10}}\)
\(\displaystyle{ (x_1 + 1) + x_2 + x_3 + \dots + x_{10} = 19}\), jednak czy nie zliczamy wtedy także możliwości, gdy np. \(\displaystyle{ x_3}\) jest równe 10, co jest niemożliwe (bo to cyfra)?
Awatar użytkownika
kerajs
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 8585
Rejestracja: 17 maja 2013, o 10:23
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 307 razy
Pomógł: 3351 razy

Re: Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Post autor: kerajs »

Nigdzie nie napisałem, że wzór jest poprawny dla dowolnej sumy cyfr . Pokazałem jedynie dlaczego dla sumy równej 5 liczbę liczb 19 cyfrowych można zapisać (i wyliczyć) współczynnikiem dwumianowym Newtona.

PS
Moim zdaniem, nie warto zawracać sobie głowy powyższym wzorkiem. Lepiej poćwiczyć znajdowanie ilości całkowitoliczbowych rozwiązań równań typu \(\displaystyle{ x_1+x_2+..+x_n=m}\), a wtedy takie wzorki sam będziesz wymyślał.
Thingoln
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 133
Rejestracja: 27 lip 2019, o 22:19
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 52 razy
Pomógł: 15 razy

Re: Ile liczb, których suma cyfr jest równa k

Post autor: Thingoln »

Tak też zrozumiałem, byłem jedynie ciekawy, czy można to w jakiś sposób rozwinąć, ale podejrzewam, że rozpatrywanie dowolnego przypadku byłoby w tym wypadku, o ile możliwe, czasochłonne. Skorzystam jednak z rady i rzeczywiście zostawię ten temat w spokoju, a zajmę się innymi, bardziej użytecznymi zagadnieniami (jak chociażby to równanie, które pojawia się zapewne dosyć często). :)
Zapomniałbym, bardzo dziękuję za całą pomoc w tym temacie. Wiele mi się rozjaśniło i przy okazji poznałem ciekawą metodę badania ilości rozwiązań takich równań. :)
ODPOWIEDZ