Элементы комбинаторики — презентация онлайн
1. Элементы комбинаторики
1 . ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯКОМБИНАТОРИКИ.
2 . ФОРМУЛА БИНОМА НЬЮТОНА.
3 . ТРЕУГОЛЬНИК ПАСКАЛЯ .
1. Основные понятия
комбинаторики
Комбинаторика – это раздел
математики, в котором изучаются
вопросы выбора или расположения
элементов множества в
соответствии с заданными
правилами.
Т.е. в комбинаторике изучаются задачи,
связанные с рассмотрением конечных множеств
и составлением различных комбинаций из
элементов этих множеств.
3. Пример 1.
Из цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 можно составитьследующие комбинации чисел: 123, 321, 312,
213, 516, 59, 4901…
Т.о., полученные комбинации удовлетворяют
различным условиям.
В зависимости от правил составления можно
выделить 3 типа комбинаций:
1. перестановки;
2. размещения;
3. сочетания.
1.1. Метод перебора вариантов
Пример 2
Из чисел 1, 5, 9 составить трёхзначное
число без повторяющихся цифр.
Дерево
Организованный
возможных вариантов!
перебор!
1
159
5
195
2 комбинации
519
9
591
2 комбинации
915
951
2 комбинации
Всего 2•3=6 комбинаций.
Методы перебора
(дерево возможных вариантов)
Пример 3
Из цифр 2, 4, 7 составить трёхзначное число, в котором
ни одна цифра не может повторяться более двух раз.
а)Сколько таких чисел начинается с 2?
б) Сколько всего таких чисел можно составить?
2 способ:
1способ: построим дерево
2 возможных вариантов,
274
1)Числа без повторений: 247
если первая цифра числа 2
224 227 242 272
24
27
22
3)Числ0, в котором повторяется 4: 244
224 227
242 244277247 272 274 277
4)Числ0, в котором повторяется 7:
2)Числа, в которых повторяется 2:
а)Ответ: 8 чисел. б)Ответ: 24 числа.
Дерево возможных вариантов
Пример 4.
«Этот вечер свободный можно так провести…» (А. Кушнер):
пойти прогуляться к реке, на площадь или в парк и потом
пойти в гости к Вите или к Вике. А можно остаться дома,
сначала посмотреть телевизор или почитать книжку,
потом поиграть с братом или разобраться наконец у себя на
столе. Нарисовать дерево возможных вариантов.
Вечер
Прогулка
Река
Витя
Вика
Площадь
Витя
Вика
Дом
Парк
Витя
ТВ
Вика
Брат
Стол
Книжка
Брат
Стол
7. На завтрак можно выбрать булочку, кекс, пряники или печенье, запить можно чаем, соком или кефиром. Сколько вариантов завтрака
есть?1.2. Правило умножения
(произведения)
х/б
изд.
булочка
кекс
пряники
печенье
Для того, чтобы найти число
чай всех возможных исходов
(вариантов) независимого
проведения двух испытаний
сок
А и В, надо перемножить число
всех исходов испытания А на
число всех исходов испытания В
кефир
напитки
Испытание
Выбор напиткаА имеет
испытание
3 варианта
А (исхода),
Выбор
а испытание
хл./бул. изделия.В-4, всего
испытание
вариантовВ
независимых испытаний А и В 3•4=12.
8. Пример 5. Сколько различных двузначных чисел можно записать с помощью цифр 0, 1, 2, 3?
Решение.В качестве первой цифры может быть выбрана
любая из цифр 1, 2, 3, т.е. п=3.
Второй цифрой может быть выбрана любая из
четырех данных цифр 0, 1, 2, 3, т.е. т = 4.
Согласно
правилу
произведения
число
всевозможных двузначных чисел, составленных с
помощью предложенных цифр, равно
п*т = 3*4=12.
Ответ: 12.
Семейный ужин.
Пример 6.
В семье 6 человек, а за столом в кухне 6 стульев. Было решено
каждый вечер перед ужином рассаживаться на эти 6
стульев по-новому. Сколько дней члены семьи смогут делать
это без повторений?
6•5•4•3•2•1=720дн. -почти 2 года
6
5
4
№1
№2
№3
3
2
1
№4
№5
№6
1.3. Понятие факториала
Произведение всех натуральных чисел от
1 до п включительно называют
п-факториал и обозначают:
n! = 1•2•3•…•(n-1)•n.
0! = 1
1! = 1
Удобные формулы:
2! = 1•2 = 2
n!=(n-1)!•n
3! = 1•2•3 = 6
(n+1)!=п!•(n+1)
4! = 1•2•3•4 = 3!•4 = 24
5! = 1•2•3•4•5 = 4!•5 = 24•5 = 120
6! = 1•2•3•4•5•6 = 5!•6 = 120•6 = 720
7! = 1•2•3•4•5•6•7 = 6!•7 = 720•7 = 5040
11.
Пример 7.Их разыскивает полиция…Пример 8.
Сколькими способами 4 вора могут по одному разбежаться
на все 4 стороны.
N
4
1
W
2
1
3
3
1•2•3•4=4!=24
Банк
4
2
S
O
Расписание уроков.
Пример 9.
В 9 классе в среду 7 уроков: алгебра, геометрия, литература,
русский язык, английский язык, биология и физкультура.
Сколько вариантов расписания можно составить?
Расставляем предметы по порядку
Предмет
Число вариантов
Алгебра
7
Геометрия
6
Литература
5
Русский язык
4
Английский язык
3
Биология
2
Физкультура
1
Всего вариантов расписания
1•2•3•4•5•6•7= 7!=
=5040
1.4. Перестановки
Задача. Пусть даны три буквы: А, В, С.
Составить все возможные комбинации
из этих букв.
А
АВС
АСВ
В
ВАС
ВСА
С
САВ
СВА
Ответ: 6 комбинаций.
1.4. Перестановки
Перестановками из п элементов
называются соединения, которые состоят из
одних и тех же n элементов и отличаются одно
от другого только порядком их расположения.
Комбинации из п элементов, которые
отличаются друг от друга только порядком
элементов называются перестановками.
Число перестановок из п элементов обозначают
Рп и читают «пэ энное»
Рn п п 1 п 2 … 3 2 1 n!
16. Задача
Сколькими способами можно поставитьрядом на полке 4 различные книги?
Решение. На первое место можно
поставить любую из четырех книг, на
второе – любую из трех оставшихся книг,
на третье – любую из двух оставшихся
книг и на четвертое место – последнюю
оставшуюся книгу.
Применяя формулу Р4 = 4·3·2·1=24
Ответ: книги можно поставить 24 способами.
17. Задача
Сколькими способами можно положить 6различных открыток в 6 имеющихся
конвертов (по одной открытке в конверт)?
Решение. Задача сводится к нахождению
числа перестановок из 6 элементов.
Применяя формулу, получим
Р6 = 6! = 1·2·3·4·5·6 = 720
Ответ: 720 способами.
18. Пример.
Даны три числа 1, 5, 9. Посчитать числоперестановок.
Решение. Р3 = 3!=6
159, 195, 519, 591, 915, 951.
Ответ: 6 комбинаций.
19. Пример. Даны числа 1, 2, 3, 4. Посчитать и записать число перестановок.
Решение. Р4 = 4!= 241
2
1234
2134
1243
2143
1324
2413
1342
2431
1423
2314
1432
2341
Ответ: 24 комбинации.
3
4
3124
3142
3241
3214
3314
3341
4123
4132
4231
4213
4312
4321
20. Задание.
1.5. РазмещенияЗадача.
Сколько различных двузначных чисел можно составить с
помощью цифр 1, 2, 3, 4 при условии, что в каждой записи нет
одинаковых цифр?
Решение. Перебором убедимся в том, что из четырех цифр 1,
2, 3, 4 можно составить 12 двузначных чисел,
удовлетворяющих условию:
12, 13, 14,
21, 23, 24,
31, 32, 34,
41, 42, 43.
В записи двузначного числа на первом месте может стоять
любая из данных четырех цифр, а на втором – любая из
оставшихся. По правилу произведения таких двузначных
чисел 4*3=12. Ответ: 12.
1.5. Размещения
Размещениями из т элементов по п
элементов (п≤т) называются такие
соединения, каждое из которых содержит п
элементов, взятых из данных т разных элементов,
и которые отличаются одно от другого либо
самими элементами, либо порядком их
расположения.
Число размещений из т элементов по п элементов
обозначают Атп и читают «А из эм по эн»
А т т 1 т 2 … т п 1
п
т
23. Примеры.
А 4 3 12;2
4
А 4 3 2 24;
3
4
А 5 4 3 60.
3
5
А п п 1 п 2 2 1 Рп
п
п
Т.е. число размещений из п элементов по п равно
числу перестановок из этих элементов.
24. Формула для нахождения числа размещений
т!А
т п !
п
т
Примеры.
1)
5!
5! 1 2 3 4 5
А
60
5 3 ! 2!
1 2
3
5
20 ! 20 !
7
6
А20 А20 13! 14! 15! 15!
2)
5
20 !
А20
13! 14!
15!
15 14 15 15 14 1 225
25. Задания.
Сколько существует вариантов распределения трехпризовых мест, если в розыгрыше участвуют 7
команд?
2. Сколько различных четырехзначных чисел можно
составить из цифр 0, 1, 2, …, 9?
3. Сколько вариантов расписания можно составить на
один день, если всего имеется 8 учебных предметов, а
в расписание на день могут быть включены только 3
из них?
4. Сколько вариантов распределения трех путевок в
санатории различного профиля можно составить для
пяти претендентов?
Ответы: 210; 5040; 336; 60.
1.
26. Задания.
5. Сколько существует способов для обозначения спомощью букв A, B, C, D, E, F вершин данного
треугольника?
(ответ: 120)
6. В группе 20 человек. Сколькими способами из
их числа можно сделать назначение: физорга и
культорга? Физорга, культорга и казначея?
(6840)
7. Найти значение выражения:
1)
À159 À158
; 2)
7
À15
10
11
À18
À18
; 3)
9
À18
À94 À44
6
À8
1. 5. Сочетания и их свойства
Сочетаниями из т элементов по п
в каждом (n≤m) называются соединения,
каждое из которых содержит n элементов,
взятых из данных т разных элементов, и
которые отличаются одно от другого по
крайней мере одним элементом.
Число всевозможных сочетаний из т
различных элементов по п элементов
обозначают С тп и читают «С из эм по эн»
п
А
Стп т
Рп
Например,
Если
т п,
(1)
3
А
5 4 3
3
5
С5
10.
Р3
1 2 3
п
А
Рп
п
п
Сп
1.
Рп
Рп
то
т!
Учитывая, что А
при т п и Рп п!,
т п !
п
т
т!
можно записать С
.
т п ! п !
п
т
( 2)
7!
5 6 7
Например, С
35.
7 4 ! 4! 1 2 3
4
7
29. Задача. Сколько существует способов выбора двух карт из колоды в 36 карт?
Изымаемые из колоды всевозможные пары картбез учета порядка их расположения в наборе
образуют сочетания из 36 по 2. По формуле (2)
находим:
С
2
36
36 !
36!
35 36
35 18 630.
36 2 ! 2 ! 34 ! 2 !
2
Ответ : 630 способов.
30. Свойства сочетаний
Свойство1. С Сп
т
т п
т
Свойство 2 (рекурентное свойство)
С С
п
т
п 1
т
С
п 1
т 1
.
Пример. Найти значение выражения
21!
20 21
С С С
210.
21 19 ! 19!
2
18
20
19
20
19
21
31. Задания.
№ 1. Вычислить :С ; С; С ; С ; С ; С ;
1
7
1
6
2
7
3
7
3
8
8
10
С ; С ; С ; С ; С ; С
8
9
9
10
15
15
0
30
38
40
2
60
№ 2. Найти значение выражения :
1) С С ; 2) С С ; 3) С С ;
10
13
11
13
12
14
13
14
4
19
4
18
4) С С ; 5) С С ; 6) С С .
3
21
3
20
3
61
№ 3. Найти х, если С
2
60
2
х 2
21.
№ 4. Найти х, если С 153.
2
х
3
71
2
70
32. Задачи.
Сколькими способами для участия в конференции из9 членов научного общества можно выбрать четверых
студентов?
(126)
2. Сколько различных аккордов, содержащих 3 звука,
можно образовать из 12 клавиш одной октавы? (220)
3. В помещении 16 ламп. Сколько существует вариантов
его освещения, если одновременно должны светиться
14 ламп?
(120)
4. На окружности отмечено 12 точек. Сколько
различных треугольников с вершинами в этих точках
можно построить?
(220)
1.
2. Формула бинома Ньютона
В теории многочленов часто двучлены называют
биномами.
Рассмотрим целые неотрицательные степени
бинома (a+b) (при условии a+b≠0):
Формула бинома Ньютона для натуральных m
имеет вид
a b
m
C a C a
… C a
n
m
где числа
0
m
m n
m
1
m
b … C
n
m 1
m 1
m
b C a
m 2
m 1
m
m
ab
2
m
b
2
C b
m!
С
m n ! n !
n
m
— биномиальные коэффициенты, которые легко
находить из треугольника Паскаля.
m
3. Треугольник Паскаля
C nm , составленная на
— это таблица значений
основании рекурентного свойства числа сочетаний.
37. Свойства биномиальных коэффициентов
Для коэффициентов бинома Ньютона справедливыследующие свойства:
1) коэффициенты, равноудаленные от начала и конца
разложения, равны между собой
где p=0,1,2,…,n;
2)
3) сумма биномиальных коэффициентов равна числу 2,
возведенному в степень, равную показателю степени
бинома Ньютона:
сумма биномиальных коэффициентов, стоящих на
четных местах, равна сумме биномиальных
коэффициентов, стоящих на нечетных местах.
38. Пример. Записать разложение бинома
х 26
х 2 х 2
2
3
0 6
1 5
2 4
3 3
С6 х С6 х 2 С6 х 2 С6 х 2
4
5
6
4 2
5
6
С6 х 2 С6 х 2 С6 2
6
5
4
3
х 6 х 2 15 х 4 20 х 8
2
15 х 16 6 х 32 64
6
6
х 12 х 60 х 160 х 240 х 192 х 64
6
5
4
3
2
39.
Упражнения. Записать разложение бинома:1 х7
х 1
9
а 1
10
y 1
6
х 2
8
1 2
1 3
2 х 1
6
х 2
4
3х 2
6
5
5
1
2а
2
1
3х
3
5
6
1
а
3а
7
1
b
2b
6
Пример 3. Сколько трехзначных чисел можно составить из цифр 1, 3, 5 и 7, используя в записи числа каждую из них не более одного раза?
Ответ: 24.
Однако многие задачи можно решить быстрее и легче. Для этого надо знать простейшие комбинации, которые можно составлять из элементов конечного множества.
И одна из первых таких комбинаций — перестановки.
Рассмотрим пример.
Имеются три книги. Обозначим их буквами a ,b и c.Эти книги нужно расставить на полке по-разному:
а b с, а с b, b а с, b с а, с а b, с b а.
Каждое из этих расположений и называют перестановкой из трех элементов.
Обозначают: Рn = n!
(n
n! =.
Например: 3! = , 1! = 1.
Поэтому задачу с книгами можно решить так:
Р3=.
Задача №1.
Сколькими способами 4 человека могут разместиться на четырехместной скамейке?
Решение:
Р4 =
Ответ: 24.
Задача №2.
Сколько различных четырехзначных чисел, в которых цифры не повторяются, можно составить из чисел 0,2, 4.6?
Решение: из цифр 0,2.4.6 можно составить Р4 перестановок. Из этого числа нужно исключить те перестановки, которые начинаются с 0.
Число таких перестановок Р3. Значит искомое число четырехзначных чисел, которые можно составить из цифр 0,2,4,6 равно:
Р4 – Р3= 4!-3!=Ответ: 18.
Задача №3.
Имеются 9 различных книг, четыре из которых учебники.
Сколькими способами можно расставить книги на полке так, чтобы все учебники стояли рядом?
Решение: сначала будем рассматривать учебники как одну книгу. Тогда на полке надо расставить не 9, а 6 книг. Это можно сделать Р6 способами.
И в каждой из полученных комбинаций можно выполнить Р4 перестановок учебников. Значит, искомое число способов расположения книг равно произведению: Р6*Р4=
Задача № 4.
В расписании на понедельник шесть уроков: алгебра, геометрия, биология, история, физкультура, химия.
Сколькими способами можно расставить расписание уроков на этот день так, чтобы два урока математики стояли рядом?
Решение: Р6* Р2=
Ответ: 1440.
Вторым видом комбинаций являются размещения.
Пусть имеются 4 шара и 3 пустых ячейки. Обозначим шары буквами a, b, c, d.
В пустые ячейки можно по-разному разместить три шара из этого набора.
a | b | c | a | c | b | b | a | c |
и т.д. Каждую упорядоченную тройку, которую можно составить из четырех элементов, называют размещениями из четырех элементов по три и обозначают А
abc | abd | acb | acd | adb | adc |
bac | bad | bca | bcd | bda | bdc |
cab | cad | cba | cbd | cdb | |
dab | dac | dba | dbc | dca | dcb |
Из составленной таблицы видно, что таких комбинаций 24.
Размещением из n элементов по k (nk) называется любое множество, состоящее из k элементов, взятых в определенном порядке из данных n элементов и обозначается А.
И необязательно каждый раз составлять схемы или таблицы. Достаточно знать формулу:
А
Если размещения составляются из n элементов по n, то А
Задача 5.Сколько комбинаций из 3-х чисел возможно? – Обзоры Wiki
Существует ровно 1000 возможных комбинаций для 3-значного кода. Для 4-значного кода возможно 10 000 комбинаций.
Как решить 10 факториалов? равно 362 880. Попробуйте посчитать 10! 10! = 10 × 9!
Сколько существует комбинаций из 6 чисел? Сколько существует различных комбинаций из 6 чисел? Для любой группы из 6 цифр и букв возможно 720 различных перестановок или комбинаций, которые можно составить.
Дополнительно Сколько комбинаций из 4 предметов можно составить из 6 предметов? – 6 предметов образуют одну и только одну комбинацию. – 6 элементов, взятых по 2 или 4 за раз, образуют: C(6, 2) = C(6, 4) = 6!/(2!* 4!) = 15 комбинаций .
Сколько существует комбинаций из 8 чисел? Количество возможных комбинаций с 8 числами составляет 255 .
Что означает n в математике?
Натуральные числа , Подсчет чисел. Буква (N) — это символ, используемый для обозначения натуральных чисел. Натуральные числа также известны как счетные числа, и они начинаются с цифры 1 и продолжаются до бесконечности (никогда не заканчиваются), что обозначается тремя точками (…).
Отменяются ли факториалы? Вы можете отменить , но будьте осторожны. Например: к! (к+1)! можно уменьшить до 1k+1, отменив часть факториала сверху, но вы НЕ МОЖЕТЕ отменить, например: k! (к+1)!
Как делать факториалы в Python? Использование встроенной функции
- # Программа Python для поиска.
- # факториал заданного числа.
- импорт мат.
- def fact(n):
- return(math.factorial(n))
- num = int(input(«Введите число:»))
- f = fact(num)
- print(«Факториал », num, «is», f)
Сколько существует перестановок 5 чисел?
(Для k = n, н Р к = н! Таким образом, на 5 объектов приходится 5! = 120 аранжировок .)
Также Сколько существует комбинаций из 9 чисел? Следовательно, общее количество возможностей равно 9×9! = 3265920 . Следовательно, 3265920 способов можно составить 9-значные числа из разных цифр.
Сколько существует комбинаций из 10 чисел?
Количество возможных комбинаций с 10 номерами: 1,023 .
Сколькими способами можно расположить 7 предметов? Это можно сделать `7! = 94, что составляет 90 000 различных комбинаций .
Сколько существует комбинаций из 8 цифр с повторами?
Примечание: 8 предметов имеют в общей сложности 40 320 различных комбинаций .
Сколько комбинаций может состоять из 9 цифр? Таким образом, путем умножения вариантов мы получаем общее количество возможностей, равное 9×9×8×7×6×5×4×3×2= 3265920 . Следовательно, 3265920 способов можно составить 9-значные числа из разных цифр.
Сколько существует комбинаций из 12 чисел? Количество возможных комбинаций с 12-значным числом равно 9.0003 4 095 .
Является ли ноль действительным числом?
На самом деле действительные числа — это практически любые числа, которые только можно придумать. … Действительные числа могут быть положительными или отрицательными, и включают число ноль . Их называют действительными числами, потому что они не мнимые, а это другая система чисел.
Пи действительное число? Вкратце, пи, которое записывается как греческая буква р или π, представляет собой отношение длины окружности любого круга к диаметру этого круга. … Но pi — это иррациональное число , что означает, что его десятичная форма не заканчивается (например, 1/4 = 0,25) и не повторяется (например, 1/6 = 0,166666…).
Что такое R* в математике?
В математике обозначение R* имеет два разных значения. В системе счисления R* определяет множество всех ненулевых действительных чисел , которые образуют группу при операции умножения. В функциях R* определяет рефлексивно-транзитивное замыкание бинарного отношения «R» в множестве. 4 (4)
Зачем придумали факториал? Использование ! была начата Кристианом Крампом в 1808 году . Хотя они могут показаться очень простыми, использование факториальной записи для неотрицательных целых чисел и дробей немного сложно. Приложения варьируются от простой алгебры до исчисления, и он также используется для определения вероятностей.
Что такое заглавная гамма в математике?
В математике гамма-функция (обозначаемая буквой Γ, заглавной буквой гамма из греческого алфавита) является одним из широко используемых расширений факториальная функция для комплексных чисел . Гамма-функция определена для всех комплексных чисел, кроме неположительных целых чисел.
Сколько различных комбинаций можно использовать для кодового замка с 60 цифрами.
Математическая алгебра 1 Алгебра 2 Преалгебра Предварительное исчисление Алгебра Математика
Лия К.
спросил 01.05.21- Сколько различных комбинаций можно использовать для кодового замка с 60 цифрами.
(а) если для открытия замка требуется три цифры?
(б) должны ли эти три числа быть уникальными?
(c) должны ли последовательные числа в комбинации быть уникальными?
Я запутался с этим вопросом, пожалуйста, дайте объяснение + шаги, если можете, спасибо.
Подписаться І 1
Подробнее
Отчет
2 ответа от опытных наставников
Лучший Новейшие Самый старыйАвтор: ЛучшиеНовыеСамыеСтарые
Пол М.
Репетитор
5 (22)
Бакалавр математики, MD
Об этом репетиторе ›
Об этом репетиторе ›
Я хочу добавить свои 2 цента к ответу Майкла М.,
Если есть 60 номеров на выбор и 3 номера в комбинации,
, то в первом сценарии можно получить 60 3 способов, потому что разрешены повторы.
Во втором сценарии, как сказал Майкл, у вас может быть 60*59*58 возможных комбинаций,
Если в сценарии 3 вы имеете в виду 3 конкретных числа в определенной последовательности, то только в одну сторону.
Голосовать за 1 Понизить
Еще
Отчет
Майкл М. ответил 01.05.21Репетитор
4. 9 (216)
Математика, химия, физика, репетиторство с Майклом («800» SAT математика)
Смотрите таких репетиторов
Смотрите таких репетиторов
Итак, имеется 60 чисел. Из 60 номеров вы назначаете один номер первым в комбинации, один вторым, один третьим, а остальные 57 нулевыми.
Первый: 1
Второй: 1
Третий: 1
Нулевой: 57
Различное количество способов, которыми вы можете присвоить это, равно общему факториалу, деленному на каждую из частей факториала
Итак: 60! / (1! * 1! * 1! * 57!) = 60 P 3 = 205320
В третьем сценарии первым числом может быть любое из 60 чисел. Второе число не может совпадать с первым, значит, существует 59 возможных способов выбора второго числа. Допустим, первое число было 10. Второе число может быть любым из остальных 59.числа. Третье число не может совпадать со вторым числом. Следовательно, существует 59 способов выбора третьего числа.