Question Number 117281 by mr W last updated on 10/Oct/20
$${In}\:{how}\:{many}\:{different}\:{ways}\:{can}\:{we} \\ $$$${select}\:\mathrm{5}\:{numbers}\:{from}\:\mathrm{9}\:{numbers} \\ $$$$\left\{\mathrm{1},\mathrm{2},\mathrm{3},…,\mathrm{9}\right\}?\: \\ $$$${A}\:{number}\:{may}\:{be}\:{selected}\:{more}\:{than} \\ $$$${one}\:{time}. \\ $$
Answered by PRITHWISH SEN 2 last updated on 10/Oct/20
$$\mathrm{think}\:\mathrm{as}\:\mathrm{all}\:\mathrm{the}\:\mathrm{latice}\:\mathrm{point}\:\mathrm{in}\:\mathrm{a}\:\mathrm{5}^{\mathrm{th}} \:\mathrm{dimensional} \\ $$$$\mathrm{coordinate}\:\mathrm{systems}\:\mathrm{with}\:\mathrm{only}\:\mathrm{9}\:\mathrm{points}\:\mathrm{in}\:\mathrm{each} \\ $$$$\mathrm{axes} \\ $$$$\mathrm{that}\:\mathrm{is}\:\mathrm{in}\:\mathrm{9}^{\mathrm{5}} \mathrm{ways} \\ $$
Commented by mr W last updated on 10/Oct/20
$${this}\:{is}\:{also}\:{my}\:{answer}. \\ $$$${we}\:{can}\:{arrange}\:{each}\:{group}\:{of}\:\mathrm{5}\:{digits} \\ $$$${in}\:{increasing}\:{order}\:{to}\:{form}\:{a}\:\mathrm{5}\:{digit} \\ $$$${number}\:{x}_{\mathrm{1}} {x}_{\mathrm{2}} {x}_{\mathrm{3}} {x}_{\mathrm{4}} {x}_{\mathrm{5}} \:{with} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} \leqslant{x}_{\mathrm{2}} \leqslant{x}_{\mathrm{3}} \leqslant{x}_{\mathrm{4}} \leqslant{x}_{\mathrm{5}} \\ $$$${in}\:{this}\:{way}\:{i}\:{got}\:{the}\:{answer}\:\mathrm{9}^{\mathrm{5}} =\mathrm{59049} \\ $$$${to}\:{Q}\mathrm{117061}. \\ $$$${what}\:{is}\:{wrong}\:{in}\:{my}\:{thinking}? \\ $$
Commented by PRITHWISH SEN 2 last updated on 10/Oct/20
$$\mathrm{no}\:\mathrm{sir}\:\mathrm{yours}\:\mathrm{is}\:\mathrm{fine}.\:\mathrm{I}\:\mathrm{just}\:\mathrm{want}\:\mathrm{to}\:\mathrm{visualize}. \\ $$$$\mathrm{Is}\:\mathrm{it}\:\mathrm{ok}\:? \\ $$
Commented by mr W last updated on 10/Oct/20
$${thanks}\:{sir}! \\ $$
Commented by MJS_new last updated on 11/Oct/20
$$\mathrm{if}\:\mathrm{you}\:\mathrm{were}\:\mathrm{right}\:\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{case}\:\mathrm{with}\:\mathrm{5}\:\mathrm{digits} \\ $$$$\mathrm{then}\:\mathrm{what}\:\mathrm{would}\:\mathrm{be}\:\mathrm{the}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{for}\:\mathrm{2},\:\mathrm{3},\:\mathrm{4},\:{n} \\ $$$$\mathrm{digits}?\:\mathrm{9}^{{n}} \:\mathrm{is}\:\mathrm{wrong}\:\mathrm{for}\:\mathrm{2}\:\mathrm{digits}: \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} {x}_{\mathrm{2}} \:\mathrm{with}\:{x}_{\mathrm{1}} \leqslant{x}_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{11}\:\mathrm{12}\:\mathrm{13}\:\mathrm{14}\:\mathrm{15}\:\mathrm{16}\:\mathrm{17}\:\mathrm{18}\:\mathrm{19} \\ $$$$\mathrm{22}\:\mathrm{23}\:\mathrm{24}\:\mathrm{25}\:\mathrm{26}\:\mathrm{27}\:\mathrm{28}\:\mathrm{29} \\ $$$$\mathrm{33}\:\mathrm{34}\:\mathrm{35}\:\mathrm{36}\:\mathrm{37}\:\mathrm{38}\:\mathrm{39} \\ $$$$\mathrm{44}\:\mathrm{45}\:\mathrm{46}\:\mathrm{47}\:\mathrm{48}\:\mathrm{49} \\ $$$$\mathrm{55}\:\mathrm{56}\:\mathrm{57}\:\mathrm{58}\:\mathrm{59} \\ $$$$\mathrm{66}\:\mathrm{67}\:\mathrm{68}\:\mathrm{69} \\ $$$$\mathrm{77}\:\mathrm{78}\:\mathrm{79} \\ $$$$\mathrm{88}\:\mathrm{89} \\ $$$$\mathrm{99} \\ $$$$\mathrm{9}+\mathrm{8}+\mathrm{7}+\mathrm{6}+\mathrm{5}+\mathrm{4}+\mathrm{3}+\mathrm{2}+\mathrm{1}=\mathrm{45}\:\neq\:\mathrm{9}^{\mathrm{2}} \\ $$
Commented by mr W last updated on 11/Oct/20
$${i}\:{also}\:{realised}\:{that}\:{it}\:{is}\:{not}\:{correct}. \\ $$$${but}\:{i}\:{don}'{t}\:{see}\:{where}\:{is}\:{wrong}\:{in}\:{my} \\ $$$${thinking}: \\ $$$${from}\:\mathrm{9}\:{digits}\:{we}\:{have}\:\mathrm{9}^{{n}} \:{ways}\:{to} \\ $$$${select}\:{n}\:{digits},\:{in}\:{each}\:{of}\:{these}\:{ways} \\ $$$${we}\:{can}\:{form}\:{a}\:{valid}\:{number}\:{fulfilling} \\ $$$${x}_{\mathrm{1}} \leqslant{x}_{\mathrm{2}} \leqslant…\leqslant{x}_{{n}} .\:{that}\:{means}\:{there} \\ $$$${should}\:{be}\:\mathrm{9}^{{n}} \:{such}\:{numbers}. \\ $$
Commented by MJS_new last updated on 11/Oct/20
$$\mathrm{staying}\:\mathrm{with}\:\mathrm{2}\:\mathrm{digits} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{pairs}\:\left({x}_{\mathrm{1}} ,\:{x}_{\mathrm{2}} \right)\:\mathrm{and}\:\left({x}_{\mathrm{2}} ,\:{x}_{\mathrm{1}} \right)\:\mathrm{with}\:{x}_{\mathrm{1}} <{x}_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{form}\:\mathrm{the}\:\mathrm{same}\:\mathrm{number}\:{x}_{\mathrm{1}} {x}_{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{with}\:\mathrm{more}\:\mathrm{digits}\:\mathrm{it}'\mathrm{s}\:\mathrm{getting}\:\mathrm{more}\:\mathrm{complicated} \\ $$$$\mathrm{3}\:\mathrm{digits}\:\mathrm{i}.\mathrm{e}. \\ $$$$\left(\mathrm{1},\:\mathrm{2},\:\mathrm{3}\right)\:\mathrm{has}\:\mathrm{5}\:“\mathrm{siblings}''\mathrm{but}\:\left(\mathrm{1},\:\mathrm{1},\:\mathrm{2}\right)\:\mathrm{only}\:\mathrm{3} \\ $$$$… \\ $$
Commented by mr W last updated on 11/Oct/20
$$\left({x}_{\mathrm{1}} ,\:{x}_{\mathrm{2}} \right)\:\mathrm{and}\:\left({x}_{\mathrm{2}} ,\:{x}_{\mathrm{1}} \right)\:{should}\:{be}\:{seen}\:{as} \\ $$$${the}\:{same}\:{selection}. \\ $$
Commented by mr W last updated on 11/Oct/20
$${now}\:{i}\:{see}\:{the}\:{answer}\:\mathrm{9}^{{n}} \:{is}\:{wrong}. \\ $$$${we}\:{have}\:\mathrm{9}\:{digits}.\:{each}\:{of}\:{them}\:{may} \\ $$$${be}\:{selected}\:\mathrm{0},\mathrm{1},\mathrm{2},…\:{times}.\:{totally} \\ $$$${n}\:{digits}\:{should}\:{be}\:{selected}.\:{the}\:{number} \\ $$$${of}\:{ways}\:{to}\:{do}\:{this}\:{is}\:{the}\:{coefficient} \\ $$$${of}\:{x}^{{n}} \:{term}\:{in}\:\frac{\mathrm{1}}{\left(\mathrm{1}−{x}\right)^{\mathrm{9}} }.\:{that}\:{is}\:{C}_{\mathrm{8}} ^{{n}+\mathrm{8}} . \\ $$$${so}\:{the}\:{correct}\:{answer}\:{is}\:{C}_{\mathrm{8}} ^{{n}+\mathrm{8}} . \\ $$$${C}_{\mathrm{8}} ^{{n}+\mathrm{8}} =\frac{\left({n}+\mathrm{8}\right)!}{\mathrm{8}!{n}!} \\ $$
Commented by mr W last updated on 11/Oct/20
Commented by PRITHWISH SEN 2 last updated on 11/Oct/20
$$\mathrm{no}\:\mathrm{such}\:\mathrm{condition}\:\mathrm{as}\:\mathrm{x}_{\mathrm{1}} \leqslant\mathrm{x}_{\mathrm{2}} …\:\mathrm{is}\:\mathrm{given}\:\mathrm{for}\:\mathrm{this}\:\mathrm{sum}. \\ $$$$\mathrm{so}\:\mathrm{i}\:\mathrm{think}\:\mathrm{in}\:\mathrm{this}\:\mathrm{case}\:\mathrm{9}^{\mathrm{5}} \:\mathrm{is}\:\mathrm{correct}\:\mathrm{answer}. \\ $$
Commented by mr W last updated on 11/Oct/20
$${i}\:{think}\:\mathrm{9}^{\mathrm{5}} \:{is}\:{not}\:{correct},\:{for}\:{example}, \\ $$$$\mathrm{12345} \\ $$$$\mathrm{13452} \\ $$$$\mathrm{54321} \\ $$$${are}\:{treated}\:{as}\:{different}\:{ways}, \\ $$$${but}\:{in}\:{fact}\:{they}\:{are}\:{the}\:{same}\:{way}. \\ $$