Задача скорее не по ТВ, а по комбинаторике.
Я правильно понимаю задачу: сначала случайно выбирается набор длин

из наборов, удовлетворяющих выписанному ограничению, а затем для каждой длины

случайно выбирается слово такой длины?
Если так, то задача довольно-таки убойная. На красивый ответ никакой надежды, разве что могу выписать производящую функцию, но тоже приятного мало (там будет фигурировать экспонента Пойя).