Introduction
कई permutation problems में extra rules होते हैं - जैसे कि लोग एक साथ बैठना चाहिए, कुछ items साथ नहीं आ सकते, positions fixed हों, या alternating patterns हों। ये conditional permutations स्पष्ट case-work में टूटकर हल करने पड़ते हैं और हर case में बुनियादी permutation नियम लागू करने होते हैं।
यह pattern महत्वपूर्ण है क्योंकि असली exam questions अक्सर restrictions डालकर counting को जटिल बनाते हैं; systematic case-work और reductions सीखने से गलतियाँ कम होती हैं।
Pattern: Conditional Permutations (With/Without Restrictions)
Pattern
मुख्य विचार: restriction को किसी समतुल्य counting step में बदल दें (किसी block को एक item मान लेना, forbidden arrangements को total से subtract करना, positions को fix करना, या independent choices का multiplication)।
आम approaches:
- Together: जो items साथ होना चाहिए उन्हें एक single block मानें, block के अंदर के arrangements गिनें, फिर block को बाकी items के साथ arrange करें।
- Not together: पहले total arrangements निकालें और उन arrangements को subtract करें जहाँ items साथ हैं (Total - Together)।
- Fixed positions: constrained items को पहले place करें (anchor), फिर बाकी slots permute करें।
- Alternating arrangement: पहले एक type (जैसे women) को चुने हुए slots में रखें, फिर दूसरी type को बाकी slots में permute करें।
Step-by-Step Example
Question
पाँच लोग A, B, C, D, E एक row में बैठे हैं। अगर A और B को साथ बैठना अनिवार्य हो तो कितने arrangements संभव हैं?
Solution
-
Step 1: restriction समझें।
A और B को adjacent होना चाहिए → AB को एक single block मानें (इसे X कहें)। अब X, C, D, E को arrange करें। -
Step 2: blocks arrange करें।
X, C, D, E को arrange करने के तरीके = 4! = 24. -
Step 3: block के अंदर की internal arrangements गिनें।
X के अंदर A और B दो गो तरीकों से होंगे: AB या BA → 2! = 2. -
Step 4: स्वतंत्र counts को multiply करें।
कुल arrangements = blocks के arrangements × internal arrangements = 4! × 2 = 24 × 2 = 48. -
Final Answer:
ऐसे 48 valid arrangements हैं जहाँ A और B साथ बैठते हैं। -
Quick Check:
अगर A और B free होते तो कुल 5! = 120 होते; together-case इससे छोटा होना चाहिए: 48 < 120 ✅
Quick Variations
1. “Never together”: कुल - together. उदाहरण: total = 5! = 120; together = 48 → never together = 72।
2. Three together: तीन को एक block मानें; internal 3! arrangements से multiply करें।
3. Fixed seats: अगर किसी व्यक्ति को कोई particular seat चाहिए, तो उसे पहले fix करें और बाकी (n - 1)! तरीके से permute करें।
4. Alternate men & women: छोटी group को पहले alternate slots में रखें, फिर दूसरी group को बाकी में arrange करें - उदाहरण: 3 men और 3 women के लिए row या table में placements इस तरह गिने जाते हैं।
Trick to Always Use
- Step 1 → restriction को translate करें: block बनाना है, exclusion करना है, fixed slot है या alternating slots चाहिए।
- Step 2 → transformed problem के arrangements गिनें (factorials या permutations उपयोग करें)।
- Step 3 → अंदर के arrangements (blocks के internal order) और उस block/people के लिए position choices से multiply करें।
- Step 4 → quick sanity check करें: परिणाम unconstrained total (n!) से ≤ होना चाहिए।
Summary
Summary
Conditional permutations को नीचे दिए ट्रांसफ़ॉर्म्स में से किसी एक से सरल counting में बदला जा सकता है:
- Together: grouped items को block मानें → arrange blocks × internal permutations।
- Not together: Total - Together।
- Fixed positions: constrained items पहले place करें, फिर बाकी permute करें।
- Alternating: एक group को चुने हुए slots में रखें, फिर दूसरी group को बाकी में arrange करें।
हमेशा छोटा case-work स्पष्ट लिखें और unconstrained total के साथ quick check करें।
