每周一题:书本的排列和德国坦克问题(附上周答案)

本期题目: 书本的排列
署名“安博”的读者提供了此题:

书架上有六本数学书,六本语文书,四本英语书。每种科目的书都是一样的。问:把他们从左到右排成一排,共有多少种不一样的排法?
请直接留言作答。

加餐题:德国坦克问题

二战中,英军情报人员得知,德国人生产某一批次坦克时,会对每一辆坦克进行标号,编号范围从1到N。
某次,前线人员俘获德国某同一批次坦克四辆,其编号分别为:19,40,42,60。为这一批次,德国人最可能生产了多少量坦克?
提示:此题用数学语言描述是:从1到N个数字中,进行4次随机(不重复)采样,得到19,40,42和60这四个数字,问:如何估计N的大小?
请直接留言或发邮件至:dalaoliliaoshuxue @ gmail.com 解答
上周题目:独轮车的胎痕
在数学家的独轮车商店里,有些独轮车的轮子形状是正多边型, 多边形的边长相等(原题遗漏此条件,抱歉...):某天早上,店门口留下了这两条独轮车的胎痕:

请问,以上胎痕是哪两种独轮车留下的?
答案:A与B或B与C,但不可能是A和C的组合。
首先观察这两种胎痕都是间断且等距离的,因此只可能是独轮车车轮某些条边留下的胎痕(可能是一条胎边脏了或湿了,而其他边则不留下胎痕)。
因上排胎痕间距是每段胎痕长度两倍,因此车轮边数必为3的倍数,因此不可能是B。
下排胎痕间距与胎痕长度相等,因此车轮边数必为偶数,因此不可能是A。
因此剩下的组合(括号内左边为上排车轮)有:(A, B),(C,B) 和(A,C)。
如是(A, C)组合,则上排车轮转3又三分之一时的周长应恰好等于下排车轮转1周半,这与轮子的边长相等矛盾。
而(A, B)与(C,B)组合都是合理的。
上期加餐题:圆周上的随机点
在一个圆周上随机取N个点,这些点位于某条直径的同一侧的概率是多少?
答案:N/2^(N-1)
一种思考方法如下,设想圆周上有一个任意点 ,连接该点与圆心的直线将圆弧分为两半。不妨考虑改点沿顺时针方向的延伸的半圆弧。则此后某一点落在该半圆弧上的概率是1/2。有N-1个点都落在此半圆弧上的概率为:1/2^(N-1)
但问题中,我们可以取任何一点为起始点,因此总的概率为:N/2^(N-1)。
另外,署名“徐乐乐”的读者发来了他/她的精彩解答:

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