Думаю тут есть два варианта решения задачи, перое без повторяющихся, а второе с ним. В обоих случаях если не ошибаюсь можно воспользоватся формулами выборки с дескретной математики
Я не знаю дЕскретной математики, но знаком с дискретной. И задача не такая простая как вы думаете.