每日一题[1424]圆排列

$m$ 个女孩和 $n$($n\geqslant 2m$)个男孩围成一圈,任意两个女孩之间至少站两个男孩,共有_______种不同的排列方法.(将旋转后重合的排法认为是同一种)

答案    $\mathop{\rm C}\nolimits_{n-m-1}^{m-1}\cdot (m-1)!\cdot n!$.

解析    先不考虑旋转后重合的排法:

① 画 $n-m$ 个空心圈排成一排;

② 把第 $1$ 个圈染成实心圈;

③ 从剩下的 $n-m-1$ 个空心圈中选出 $m-1$ 个染成实心圈;

④ 在每个实心圈后面补两个空心圈,得到 $n$ 个空心圈和 $m$ 个实心圈;

⑤ 把 $m$ 个女孩安排在实心圈中,$n$ 个男孩安排在空心圈中.

排法总数为\[\mathop{\rm C}\nolimits_{n-m-1}^{m-1}\cdot m!\cdot n!.\] 考虑到将题中的排法在每个女生前面“剪开”并拉直,可得 $m$ 个如上得到的排列,因此所求排法总数为\[\dfrac{\mathop{\rm C}\nolimits_{n-m-1}^{m-1}\cdot m!\cdot n!}{m}=\mathop{\rm C}\nolimits_{n-m-1}^{m-1}\cdot (m-1)!\cdot n!.\]

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