2025 AIME I 第 7 题
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7.
十二个字母 、、、、、、、、、、, 和 被随机分成六对。每一对中的两个字母按字母顺序相邻放置,形成六个两个字母的“单词”,然后这六个单词再按字母顺序排列。 例如,一种可能的结果是 、、、、、。最后列出的单词含有 的概率为 ,其中 和 为互质正整数。求 。
The twelve letters and are randomly grouped into six pairs of letters. The two letters in each pair are placed next to each other in alphabetical order to form six two-letter words, and then those six words are listed alphabetically. For example, a possible result is The probability that the last word listed contains is where and are relatively prime positive integers. Find
答案:821
解答:
分配这些字母成对共有 种方式。每个单词以该对中较小的字母开头, 所以按字母顺序最后的单词,就是较小字母最大的那一对。
情况一: 是最后一个单词中的较小字母。则 与 中的一个配对( 种),而剩下四个靠后的字母中任意两个不能互相配对,否则会产生首字母在 之后的单词。这四个字母必须从 中选取不同搭档,共 种方式,剩下两个较早字母彼此配对。因此得到 种配对。情况二: 是较大字母,与某个排在 之前的 配对。那么 中不能有两者互相配对,所以它们五个都要与另外五个较早字母配对;此时六个较小字母恰好是 到 ,其中最大的是 。要使最后一个单词包含 其较小字母必须是 所以最后一个单词是 ,且 与 配对有 种方式。
所求概率为 ,所以 。
There are ways to pair the letters. Each word begins with the smaller letter of its pair, so the last word alphabetically is the pair whose smaller letter is largest.
Case 1: is the smaller letter of the last word. Then pairs with one of ( ways), and no two of the remaining four late letters may pair together (such a pair would start with a letter after ). Those four letters must take distinct partners from in ways, and the two leftover early letters pair with each other. That gives pairings. Case 2: is the larger letter, paired with some before Then none of may pair together, so all five take partners among the other five early letters; the six smaller letters are then exactly through and the largest is For the last word to contain its smaller letter must therefore be so the last word is and match with in ways.
The probability is so
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