Тема: Основні правила комбінаторики
https://youtu.be/89hUMPho62c
Комбінаторика – розділ математики, присвячений розв’язуванню задач вибору та розташування
елементів деякої скінченної множини відповідно до заданих правил.
Розглянемо два основних правила, за допомогою яких розв’язується багато
задач із комбінаторики.Приклад
1. У місті N є два університети – політехнічний і
економічний. Абітурієнту подобаються три факультети в політехнічному
університеті і два – в економічному. Скільки можливостей має абітурієнт для
вступу в університет?
Розв’язання. Позначимо
буквою А множину факультетів, які обрав абітурієнт в політехнічному
університеті, а буквою В – в економічному. Тоді А = {т, n, k},
В = {p, s}. Оскільки ці множини не мають спільних елементів, то
загалом абітурієнт має 3 + 2 = 5 можливостей вступати до університету.
Описану ситуацію можна узагальнити у вигляді твердження, яке називається правилом
суми.
Якщо
елемент деякої множини А можна вибрати m способами, а елемент
множини В – n способами, то елемент із множини А або ж із множини
В можна вибрати m + n способами.Правило суми поширюється і на більшу кількість множин.
Приклад 2. Від пункту А до пункту В ведуть три стежки, а від В до С – дві. Скількома маршрутами можна пройти від пункту А
до пункту С?Розв’язання. Щоб пройти від пункту А
до пункту В, треба вибрати
одну з трьох стежок: 1, 2 або 3.
Після того слід вибрати одну з двох інших стежок: 4 чи 5.Усього від пункту А до пункту С ведуть 6 маршрутів, бо 3 ∙
2 = 6.Усі ці маршрути можна позначити за
допомогою пар: (1; 4), (1; 5), (2; 4), (2; 5), (3; 4), (3; 5).
Узагальнимо описану ситуацію.Якщо перший компонент пари можна вибрати т способами, а
другий – п способами, то таку пару можна вибрати тп способами.Це – правило
добутку, його часто називають основним правилом комбінаторики.
Зверніть увагу: ідеться про впорядковані пари, складені з різних компонентів.Приклад 3. Скільки різних поїздів можна
скласти з 6 вагонів, якщо кожний з вагонів можна поставити на будь-якому
місці?Розв’язання. Першим
можна поставити будь-який із 6 вагонів. Маємо 6 виборів. Другий вагон можна
вибрати з решти 5 вагонів. Тому за правилом множення два перших вагони можна
вибрати 6 · 5 способами. Третій вагон можна вибрати з 4 вагонів, що залишились.
Тому три перших вагони можна вибрати 6 · 5 · 4 способами. Продовжуючи подібні
міркування, приходимо до відповіді: усього можна скласти 6 · 5 · 4 · 3 · 2 · 1
= 720 різних поїздів.
Добуток усіх натуральних чисел від 1 до n називають
n-факторіалом і позначають п!Домовились вважати, що 1! = 1
і 0! = 1. ІV. Формування вміньВиконання
усних вправ1. Є дві цифри: 1 і 9.
Скількома способами з цих цифр можна скласти:
а)
одноцифрове число;
б)
двоцифрове число, щоб цифри у числі не повторювались;
в)
двоцифрове число, якщо цифри у числі можуть
повторюватися?
2. У класі 11 хлопців і
10 дівчат. Скількома способами можна делегувати одного учня в шкільний комітет
самоврядування?
3. У класі 11 хлопців і
10 дівчат. Скількома способами можна делегувати двох учнів у шкільний комітет
самоврядування?
4. У класі 11 хлопців і
10 дівчат. Скількома способами можна делегувати одну дівчину і одного хлопця в
шкільний комітет самоврядування?
Виконання
письмових вправ1. У магазині є три види
печива і десять видів цукерок. Сергій хоче купити сестрі печиво чи цукерки.
Скількома способами він може це зробити?
2. Скількома способами
можна посадити чотирьох дітей на лавці?
3. На вершину гори ведуть
4 стежки. Скількома маршрутами турист може піднятись на гору і спуститися з
неї, обираючи для спуску і підйому різні стежки?
4. Їдальня приготувала на
сніданок 3 другі страви (А, В, С) і два напої (М, K).
Скільки різних наборів із таких страв і напоїв можна вибрати на сніданок?
Складіть відповідну діаграму-дерево.
5.
Скількома способами 5 осіб можуть утворити чергу до
каси?
6. Скільки різних «кортежів» може створити
хлопчик з чотирьох іграшкових автомобілів: білого, жовтого, синього і
червоного? Складіть відповідну діаграму-дерево.
7.
На пошті є три види конвертів, два види марок до них і чотири види
поздоровних листівок, що вкладаються в ці конверти. Скільки існує різних
способів оформлення одного привітання?
8. У вівторок за розкладом в 11-Б класі є 7 різних уроків, серед яких – фізика і астрономія. Скількома способами можна скласти розклад так, щоб:а) фізика і астрономія стояли поруч;б) фізика і астрономія не стояли поруч?
9.
Скільки:
а) парних чотирицифрових чисел можна
скласти з цифр 0, 1, 2, З, 4, 5, якщо цифри не можуть повторюватися.б) непарних чотирицифрових чисел
можна скласти з цифр 0, 1, 2, З, 4, 5, якщо цифри не можуть повторюватися?10.
Обчисліть:
а) 10! : 5!; б) 13! : 10!; в) 20! : 25!; г) 100! :
97!.
11.
Спростіть вираз:
а) n! : (n – 1); б) (n – 1)! : n!; в) (n + 1)! : (n – 1)!.
Прочитати п. 21, вправи №21.1-21-20 виконати в зошиті до 6 травня
- Завдання відправляти на адресу mikula2103@ukr.net