Typy zadań kombinatorycznych:

Podobne dokumenty
ELEMENTY KOMBINATORYKI

Moneta 1 Moneta 2 Kostka O, R O,R 1,2,3,4,5, Moneta 1 Moneta 2 Kostka O O ( )

Kombinatoryka. Reguła dodawania. Reguła dodawania

Kombinatoryka. Jerzy Rutkowski. Teoria. P n = n!. (1) Zadania obowiązkowe

Wprowadzenie do kombinatoryki

Doświadczenie i zdarzenie losowe

liczb naturalnych czterocyfrowych. Mamy do dyspozycji następujące cyfry: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. g) Ile jest liczb czterocyfrowych parzystych?

= 10 9 = Ile jest wszystkich dwucyfrowych liczb naturalnych podzielnych przez 3? A. 12 B. 24 C. 29 D. 30. Sposób I = 30.

1. Elementy kombinatoryki - zadania do wyboru

ĆWICZENIA nr 1 - KOMBINATORYKA - czyli sztuka liczenia autor: mgr inż. Agnieszka Herczak

Do rozwiązania większości zadań często wystarcza reguła mnożenia i wzór na kombinację.

PRAWDOPODOBIEŃSTWO I KOMBINATORYKA

Zadania należy samodzielnie rozwiązać, a następnie sprawdzić poprawność wyniku!

Z4. Ankieta złożona ma być z trzech pytań: A, B i C. Na ile sposobów można ją ułożyć zmieniając tylko kolejność pytań? ODP. Jest 6 możliwych sposobów.

Rozwiązania zadań dla Czytelników TRUDNE WYRAZY

Matematyka dyskretna zestaw II ( )

Spotkanie olimpijskie nr lutego 2013 Kombinatoryka i rachunek prawdopodobieństwa

W. Guzicki Zadanie 41 z Informatora Maturalnego poziom podstawowy 1

W. Guzicki Próbna matura, grudzień 2014 r. poziom rozszerzony 1

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I KOMBINATORYKA

Rachunek prawdopodobieństwa i kombinatoryka. Rachunek prawdopodobieństwa. Podstawowe pojęcia rachunku prawdopodobieństwa

Ćw,1. Wypisz wszystkie k-wyrazowe wariacje bez powtórzeń zbioru A = {1, 2,3 }, gdy: a) k = l, b) k = 2, c) k = 3. Wariacje 1 z 6

Kombinatoryka i rachunek prawdopodobieństwa (rozszerzenie)

Lista zadania nr 2 Metody probabilistyczne i statystyka studia I stopnia informatyka (rok 2) Wydziału Ekonomiczno-Informatycznego Filia UwB w Wilnie

Rachunek prawdopodobieństwa

Przykładowe zadania na kółko matematyczne dla uczniów gimnazjum

P r a w d o p o d o b i eństwo Lekcja 1 Temat: Lekcja organizacyjna. Program. Kontrakt.

Statystyka z elementami rachunku prawdopodobieństwa

KOMBINATORYKA. Problem przydziału prac

Zadanie 1. Na diagramie Venna dla 3 zbiorów zaznacz:

Jak odróżnić wariację z powtórzeniami od wariacji bez powtórzeń, kombinacji?

Mapowanie i obróbka numerów (Digit Map)

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów szkół podstawowych od klas IV województwa pomorskiego, rok szkolny 2017/2018 Etap III - wojewódzki

KURS PRAWDOPODOBIEŃSTWO

Metody probabilistyczne

SPRAWDZIAN KOMBINATORYKA

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 14 Zadania statystyka, prawdopodobieństwo i kombinatoryka

Elementy statystyki opisowej, teoria prawdopodobieństwa i kombinatoryka

R_PRACA KLASOWA 1 Statystyka i prawdopodobieństwo.

Statystyka matematyczna

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, A/14

ELEMENTY KOMBINATORYKI

Wykład 2. Prawdopodobieństwo i elementy kombinatoryki

Zdarzenie losowe (zdarzenie)

Statystyka matematyczna

=, wariacje bez powtorzen. (n k)! = n k, wariacje z powtorzeniami.

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Mini komputer Papy'ego

Marian Maciocha. Żelazny skład rozwiązanie zadania dla Czytelników

MIĘDZYSZKOLNA LIGA PRZEDMIOTOWA EDUKACJA MATEMATYCZNA klasa III PŁOCK 2014

01DRAP - klasyczna definicja prawdopodobieństwa

Rachunek prawdopodobieństwa - ćwiczenia pierwsze Kombinatoryka. kierunek: informatyka i ekonometria I

Przykładowe zadania z teorii liczb

Instrukcja poruszania się po katalogu on-line

KOMBINATORYKA OBIEKTY KOMBINATORYCZNE MATEMATYKA DYSKRETNA (2014/2015)

Zadania do samodzielnego rozwiązania

Zagadnienia na powtórzenie

MATURA Przygotowanie do matury z matematyki

STATYSTYKA wykład 1. Wanda Olech. Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) PRAWDOPODOBIEŃSTWO ZAJŚCIA ZDARZENIA A POD WARUNKIEM, ŻE ZASZŁO ZDARZENIE B

STATYSTYKA wykład 1. Wanda Olech. Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt

{( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( RRR)

KURS PRAWDOPODOBIEŃSTWO

01DRAP - klasyczna definicja prawdopodobieństwa

01DRAP - klasyczna definicja prawdopodobieństwa

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, A/15

Kombinatoryka i rachunek prawdopodobieństwa

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA ZADANIA Z ROZWIĄZANIAMI. Uwaga! Dla określenia liczebności zbioru (mocy zbioru) użyto zamiennie symboli: Ω lub

Rachunek prawdopodobieństwa Rozdział 1. Wstęp

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /10

Prawdopodobieństwo

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z MATEMATYKI dla uczniów szkół podstawowych województwa lubuskiego 23 lutego 2013 r. zawody III stopnia (wojewódzkie)

Ciągi Podzbiory Symbol Newtona Zasada szufladkowa Dirichleta Zasada włączania i wyłączania. Ilość najkrótszych dróg. Kombinatoryka. Magdalena Lemańska

Wykład 4. Elementy kombinatoryki

Matematyczne Podstawy Kognitywistyki

PŁOCKA MIĘDZYSZKOLNA LIGA PRZEDMIOTOWA MATEMATYKA klasa III szkoła podstawowa marzec 2015

GRUPA ĆWICZENIOWA (ZAKREŚL ODPOWIEDNIĄ): MG8 MG13 MB13 MD13 BT13

KURS PRAWDOPODOBIEŃSTWO

1. Mamy do wyboru 2 mieszkania i 3 auta. Na ile sposobów można dokonać wyboru, jeśli

escobar funkcje urządzenia.

P o w o d z e n i a!

SCENARIUSZ ZAJĘĆ W KLASACH ŁĄCZONYCH I i II

KOMBINATORYKA I P-WO CZ.1 PODSTAWA

Algorytmy przeszukiwania

WOJEWÓDZKI KONKURS MATEMATYCZNY DLA SZKÓŁ PODSTAWOWYCH W ROKU SZKOLNYM 2014/2015

c) Zaszły oba zdarzenia A i B; d) Zaszło zdarzenie A i nie zaszło zdarzenie B;

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, zima 2014/15

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /14


ZASADY GRY NAJCZĘSCIEJ GRYWANA GRA LICZBOWA NA ŚWIECIE DLA CAŁEJ RODZINY

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, B/14

i=7 X i. Zachodzi EX i = P(X i = 1) = 1 2, i {1, 2,..., 11} oraz EX ix j = P(X i = 1, X j = 1) = 1 7 VarS 2 2 = 14 3 ( 5 2 =

WOJEWÓDZKI KONKURS MATEMATYCZNY ROK SZKOLNY 2017/2018

DZIELENIE SIĘ WIEDZĄ I POMYSŁAMI SPOTKANIE ZESPOŁU SAMOKSZTAŁCENIOWEGO

Kombinatoryka i rachunek prawdopodobieństwa

Instrukcje dla zawodników

SZKOLNA LIGA ZADANIOWA

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /14

SCENARIUSZE ZAJĘĆ SZKOŁY W RUCHU. Cel lekcji w języku ucznia: Na dzisiejszej lekcji będziecie doskonalili elementy gry w dwa ognie i cztery ognie.

Transkrypt:

Typy zadań kombinatorycznych: I. Ustawianie wszystkich elementów zbioru w pewnej kolejności Przestawieniem nazywamy ustawienie elementów danego zbioru w pewnej kolejności. Liczba przestawień określa na ile sposobów możemy ustawić elementy zbioru w kolejce. Powiedzmy, że mamy zbiór A, który ma n elementów i chcemy wyznaczyć liczbę wszystkich możliwych ustawień tych elementów w kolejce. Musimy więc podjąć n wyborów dotyczących tego, jaki element ustawić na kolejnym miejscu. I wybór na pierwszym miejscu w kolejce możemy ustawić każdy z n elementów II wybór na drugim miejscu w kolejce możemy ustawić już tylko n-1 elementów (bo jeden został już wykorzystany) III wybór na trzecim miejscu w kolejce można ustawić już tylko n-2 elementy (bo 2 elementy są już wykorzystane), itd. (n-1)-wszy wybór na przedostatnim miejscu w tej kolejce możemy ustawić już tylko 2 elementy, n-ty wybór- na ostatnim miejscu możemy ustawić już tylko jeden element Zatem zgodnie z regułą mnożenia liczba możliwych wyborów kolejności to: n (n-1) (n-2)... 2 1 1. Na ile sposobów można ustawić w kolejce do kasy biletowej 5 osób? Mamy wyznaczyć liczbę wszystkich możliwych ustawień 5 osób w kolejce. Musimy więc podjąć 5 wyborów dotyczących tego, jaką osobę ustawić na kolejnym miejscu. I wybór na pierwszym miejscu w kolejce możemy ustawić każdą z 5 osób; II wybór na drugim miejscu w kolejce możemy ustawić już tylko 4 osoby (bo jedna osoba został już ustawiona) III wybór na trzecim miejscu w kolejce można ustawić już tylko 3 osoby (bo 2 już są wykorzystane), IV wybór na czwartym miejscu w tej kolejce możemy ustawić już tylko 2 osoby, 5-ty wybór- na ostatnim miejscu możemy ustawić już tylko jedną osobę. Zgodnie z regułą mnożenia liczba możliwych wyborów kolejności to: sposobów 2. Na ile sposobów można ustawić na półce 3 różne książki? Oznaczamy książki numerami: 1, 2, 3 i wypisujemy wszystkie możliwe ustawienia: 123, 132, 213, 231, 312, 321; jest ich 6. lub Stosujemy regułę mnożenia: 1-szą książkę możemy ustawić na 3 sposoby, drugą na 2 sposoby, trzecią na 1 sposób; zatem mamy sposobów 3. Na ile sposobów można rozdzielić 3różne czekolady pomiędzy 3 osoby? I osoba ma 3 możliwości otrzymania czekolady:. Załóżmy, że dostała 1

II osoba ma już tylko 2 możliwości; w tym przypadku: Załóżmy, że dostała III osoba pozostała tylko jedna czekolada jedna możliwość.. Wszystkich możliwości (sposobów) jest: ; zatem mamy 6 sposobów rozdzielenia tych czekolad pomiędzy 3 osoby. 4. Mamy 7 książek o różnokolorowych okładkach na półce. Ile jest możliwości ustawienia tych książek na półce? Mamy możliwości (zgodnie z regułą mnożenia) 5. Na ile sposobów można ustawić 8 zawodników na 8 pasach startowych bieżni? Wszystkich możliwości (sposobów) jest: 6. Ile jest możliwych kolejności w jakiej dobiegnie na metę 5 zawodników? Wszystkich możliwości (sposobów) jest: 7. Na ile sposobów można ustawić w kolejce do kasy biletowej 5 panów i 4 panie, jeżeli: a) panowie są dżentelmenami i przepuszczają panie przodem? b) panowie nie byli grzeczni i wepchnęli się przed panie? c) kolejność nie zależy od płci? Rozwiązanie a) Panie można ustawić w obrębie czterech pierwszych miejsc w kolejce na 4 3 2 1 = 24 sposoby, panów natomiast na kolejnych pięciu miejscach na 5 4 3 2 1 = 120 sposobów. Każde ustawienie pań może wystąpić z każdym ze 120 ustawień panów. Wyboru kolejności pań i panów dokonujemy niezależnie, więc (korzystając z reguły iloczynu) mamy 24 120 = 2880 takich możliwych ustawień. b) Możliwych ustawień jest tyle samo. c) Ustawiamy w kolejce dziewięcioro ludzi niezależnie od płci, co można zrobić na 9 8... 3 2 1 czyli na aż 362 880 sposobów. II. Wybieranie elementów ze zbioru elementowego Doświadczenie polega na k- krotnym wybieraniu pojedynczych elementów z pośród n elementów, jakie mamy do dyspozycji. Elementy wybierane są po kolei, a nie wszystkie na 2

raz. Wyróżniamy dwa rodzaje zadań, w zależności od tego, czy po wybraniu danego elementu może on być użyty jeszcze raz i wybrany ponownie (z powtórzeniami), czy też raz wybrany element nie może być wybrany ponownie (bez powtórzeń). 1. Wybrane elementy nie mogą się powtarzać i koleność wyranych elementów jest istotna Tworzenie wyrazowych ciągów utworzonych z różnych elementów elementowego zbioru dla. Liczba wszystkich możliwości wyboru: ( ), ( )- Bez powtórzeń oznacza, że żaden element tworzonego ciągu nie może się powtarzać; np. w przypadku losowania kolejnych elementów ciągu, element wylosowany nie wraca do puli (losowanie bez zwracania). Wybieramy kolejno k elementów spośród n, które mamy do dyspozycji. Wybrany element nie wraca do pozostałych i zatem nie może być wybrany ponownie. Musimy więc podjąć k decyzji: I decyzja - na pierwszym miejscu możemy ustawić dowolny z n elementów, II decyzja - na drugim miejscu możemy ustawić dowolny z n-1 elementów, itd. k- ta decyzja - na ostatnim miejscu możemy ustawić dowolny z n-k elementów. Na podstawie reguły mnożenia wszystkich możliwych ustawień k elementów wybieranych spośród n elementów (jeśli wybierane elementy nie mogą się powtarzać) jest: ( ), ( )- 1. Pewien kod tworzymy z 3 liter wybranych spośród następujących liter: przy czym litery nie mogą się powtarzać. Ile jest takich kodów? Tworzymy 3 elementowe ciągi ze zbioru 8 elementowego (wybieramy 3 spośród 8 liter; ). Na I miejscu można wpisać jedną z 8 liter, na II miejscu jedną z pozostałych 7 liter, na III miejscu jedną z pozostałych 6 liter. Mamy zatem: takich kodów 2. Z cyfr wybieramy dwie cyfry i tworzymy z nich liczbę 2 cyfrową. Ile można utworzyć takich liczb? Tworzymy 2 elementowe ciągi ze zbioru 5 elementowego (wybieramy 2 spośród 5 cyfr; ). 3

Cyfrę jedności można wybrać spośród 5 cyfr na 5 sposobów; załóżmy, że wybrano 1. Cyfrę dziesiątek można wybrać z 4 pozostałych cyfr: 2, 3, 4, 5 cztery sposoby. Wszystkich możliwości jest: 3. Spośród 25 zawodników zostanie wybranych 3 medalistów. Jaka jest liczba możliwych wyników? Tworzymy 3 elementowe ciągi ze zbioru 25 elementowego (wybieramy 3 spośród 25 zawodników; ). Wszystkich możliwości jest: 4. Pewien kod jest czterocyfrowy i składa się z cyfr 1 do 9, przy czym żadna cyra nie może się powtarzać. Ile jest takich kodów? Tworzymy 4 elementowe ciągi ze zbioru 9 elementowego (wybieramy 4 spośród 9 cyfr; ). Liczba elementów zbioru, z którego losujemy wynosi 9 (cyfry 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 bez 0). Liczba elementów ciągu wynosi 4 kod zawiera 4 cyfry; Wszystkich możliwości jest: 5. W sali lekcyjnej jest 30 miejsc. Na ile sposobów 5 uczniów może zająć miejsca, jeżeli każdy z nich siada gdzie chce? Rozwiązanie. Wszystkich możliwych rozmieszczeń będzie dokładnie: 2. Wybrane elementy mogą się powtarzać i koleność wyranych elementów jest istotna Tworzenie wyrazowych ciągów utworzonych z elementów elementowego zbioru. Liczba wszystkich możliwości wyboru: ( ) Wybieramy kolejno k elementów spośród n, które mamy do dyspozycji. Za każdym razem wybrany element wraca do pozostałych i może być wybrany ponownie. Zatem musimy podjąć k decyzji: I decyzja - na pierwszym miejscu możemy ustawić dowolny z n elementów, II decyzja - na drugim miejscu możemy ustawić znowu dowolny z n elementów, itd. k- ta decyzja - na ostatnim miejscu możemy ustawić dowolny z n elementów. Na podstawie reguły 4

mnożenia wszystkich możliwych ustawień k elementów wybieranych spośród n elementów (jeśli wybierane elementy mogą się powtarzać) jest: 1. Ile różnych liczb 4-cyfrowych można utworzyć z cyfr 6, 7, 8? Tworzymy 4 elementowe ciągi ze zbioru 3 elementowego (wybieramy 4 spośród 3 cyfr; ) i cyfry muszą się powtarzać. Cyfrę jedności można wybrać z cyfr 6, 7, 8 na 3 sposoby są 3 możliwości, Cyfrę dziesiątek można wybrać spośród cyfr 6, 7, 8 są więc też 3 możliwości (cyfry mogą się powtarzać), Cyfrę setek można wybrać spośród cyfr 6, 7, 8, są więc też 3 możliwości, Cyfrę tysięcy można wybrać spośród cyfr 6, 7, 8, są więc też 3 możliwości. Wszystkich możliwości jest: 2. Ile jest wszystkich liczb 3 cyfrowych, w których zapisie występują tylko cyfry 1 i 2? Tworzymy 3 elementowe ciągi ze zbioru 2 elementowego (wybieramy 3 spośród 2 cyfr; ) i cyfry muszą się powtarzać. Na każdej pozycji mogą być 2 cyfry: 1, 2. Każdą z 3 cyfr można wybrać na 2 sposoby; zatem jest takich liczb Oto one: * +. 3. Ile jest wszystkich liczb 3-cyfrowych, w których zapisie występują tylko cyfry 1, 2, 3, 4, 5 i cyfry mogą się powtórzać? Tworzymy 3 elementowe ciągi ze zbioru 5 elementowego (wybieramy 3 spośród 5 cyfr; ) i cyfry muszą się powtarzać. Na każdej pozycji mogą występować cyfry: 1, 2, 3, 4, 5 pięć cyfr. takich liczb 4. Ile pięcioliterowych kodów można utworzyć z liter jeśli ltery mogą się powtórzać? Tworzymy 5 elementowe ciągi ze zbioru 8 elementowego (wybieramy 5 spośród 8 liter; ). Takich kodów jest : 5

5. W sklepie są 3 rodzaje czekolad Na ile sposobów mogą wybrać te czekolady 2 osoby? Tworzymy 2 elementowe ciągi ze zbioru 3 elementowego (wybieramy 2 spośród 3 czekolad; ) Mamy zatem możliwości wyboru. Zobacz drzewko tego doświadczenia: ( ) ( ) Zatem mają 9 możliwości wyboru : 6. Ile stacjonarnych numerów telefonicznych jest dostępnych w poznańskiej centrali? Wszystkie numery są dziewięciocyfrowe i zaczynają się numerem kierunkowym 61. Rozwiązanie Ponieważ dwie pierwsze cyfry są już ustalone 61, pozostało nam do rozważenia siedem pozostałych pozycji. Cyfry mogą się na nich powtarzać, a kolejność występowania cyfr w numerze też jest istotna. Wybieramy zatem jedną z 10 cyfr na III miejsce, jedną z 10 na IV miejsce itd. aż jedną z 10 cyfr wybierzemy na ostatnim IX miejscu. Wyborów kolejnych cyfr dokonujemy niezależnie, zatem jest ich tyle, ile siedmioelementowych wariacji z powtórzeniami ze zbioru dziesięcioelementowego, czyli: 6

3. Wybrane elementy nie mogą się powtarzać i koleność wyranych elementów nie jest istotna ( ) Tworzenie elementowych podzbiorów zbioru elementowego zbioru ( ). Wybieramy kolejno k elementów spośród n, które mamy do dyspozycji, ale raz wybrane elementy nie mogą zostać użyte ponownie. Zatem musimy podjąć k decyzji: I decyzja - na pierwszym miejscu możemy ustawić dowolny z n elementów, II decyzja - na drugim miejscu możemy ustawić znowu dowolny z pozostałych n-1 elementów, itd. (za każdym razem mamy do dyspozycji o 1 element mniej niż poprzednio) k- ta decyzja - na ostatnim miejscu możemy ustawić dowolny z pozostałych n-k+1 elementów. Zatem na podstawie reguły mnożenia liczba wszystkich możliwości wyboru wynosi * ( ), ( )-+ Ale kolejność wyboru nie jest istotna, zatem otrzymany wynik musimy podzielić przez ilość ustawień tych elementów wobec siebie (patrz zadania poniżej). 1. Na ile sposobów można wybrać dwóch graczy spośród 10 zawodników? 1-ego gracza możemy wybrać na 10 sposobów; 2-ego na 9 sposobów. Ale kolejność wyboru nie jest istotna, więc przykładowo para ( Jan; Adam) i (Adam, Jan) to ta sama para. Zatem otrzymany wynik musimy podzielić przez 2 (ilość ustawień tych osób wobec siebie). Mamy więc: 2. Na ile sposobów można wybrać trzech graczy spośród 10 zawodników? 1-ego gracza możemy wybrać na 10 sposobów; 2-ego na 9 sposobów,; 3-ego na 8 sposobów. Ale kolejność wyboru nie jest istotna, zatem otrzymany wynik musimy podzielić przez 6 (ilość ustawień tych osób wobec siebie : ). Mamy więc: 3. Na ile sposobów można wybrać spośród 6 osób delegację 3 osobową? 1-szą osobę można wybrać spośród 6 osób 6 możliwości, 7

2-gą osobę możemy wybrać spośród 5 pozostałych osób 5 możliwości, 3-cią osobę można wybrać spośród 4 pozostałych osób 4 możliwości. Osoby można wybrać na sposobów. Ponieważ kolejność wybieranych osób nie jest istotna, wszystkich możliwości jest: 4. Na ile sposobów można z grupy 20 osób ( ) wybrać delegację składającą się z: a) 2 osób; : b) 3 osób : c) 4 osób; : 5. Klasa liczy 25 osób. Na ile sposobów można wybrać 3-osobową delegację spośród uczniów tej klasy. Rozwiązanie. Ważne są dwie rzeczy: nie jest istotna kolejność, w jakiej dokonujemy wyboru uczniów i uczeń może zostać wybrany do delegacji tylko raz. Nie jest istotna kolejność elementów, jakie wybierzemy, i żaden nie może być wybrany dwukrotnie. Wobec tego wystarczy zastosować wzór na liczbę możliwych wyborów 3 elementów spośród 25: Mamy zatem: 8