Слайд 1
Тема 3
ЭЛЕМЕНТЫ КОМБИНАТОРИКИ
Слайд 2КОМБИНАТОРИКА
РАЗДЕЛ МАТЕМАТИКИ, В КОТОРОМ ИЗУЧАЮТСЯ ВОПРОСЫ О ТОМ, СКОЛЬКО РАЗЛИЧНЫХ
КОМБИНАЦИЙ, ПОДЧИНЕННЫХ РАЗЛИЧНЫМ УСЛОВИЯМ, МОЖНО СОСТАВИТЬ ИЗ ЗАДАННЫХ ОБЪЕКТОВ.
Слайд 3ВЫБОРКА
Выборкой объемом k из множества называется всякая последовательность из k
элементов множества .
Если элементы в выборке не повторяются, то
выборка называется бесповторной, иначе – выборкой с повторениями .
При бесповторной выборке все равно, каким образом осуществляется выбор: берутся все элементы сразу, или же поочередно (по одному).
Слайд 4Упорядочение
Расположение элементов выборки в определенном порядке называется упорядочением ,
при этом выборка называется упорядоченной, в противном случае – неупорядоченной.
Слайд 6Пример. Из пункта А в пункт В можно добраться самолетом,
поездом, автобусом. При этом есть 2 авиамаршрута, 1 железнодорожный и
3 автобусных. Сколькими способами можно добраться из А в В?
Решение: n=2+1+3=6 способов.
Слайд 8Пример. Пусть требуется составить набор из ручки, карандаша и линейки.
Имеется:
5 различных ручек,
7 различных карандашей,
10 различных линеек.
Сколькими
способами можно составить требуемый набор?
Слайд 9Решение. Выбрать ручку – можно 5 способами, выбрать карандаш –
7 способами, выбрать линейку – можно 10 способами. Тогда все
действие можно выполнить
N= 5∙7∙10 =350 способами.
Т.е. возможно 350 вариантов такого набора.
Слайд 10Факториал числа n
(factorialis — действующий, производящий, умножающий) — произведение всех натуральных чисел от 1
до n включительно:
Слайд 12Рекуррентная формула для факториала
Слайд 13Выборки без повторений
Перестановки
Размещения
Сочетания
Слайд 14Расположение n различных элементов в определенном порядке называется перестановкой без
повторений из n элементов.
Например, на множестве из трех элементов
{a,b,c} возможны следующие перестановки: abc, acb, bca, bac, cab, cba.
Число различных перестановок без повторений из элементов обозначается Pn и равно n!, т.е.
Слайд 16Пример.
Флаг можно составить из 3 горизонтальных полос синего, красного и
белого цветов. Сколько разных флагов можно составить?
Слайд 17Таблица вариантов
Дерево вариантов
Правило умножения
1 полоса 3 способа
2 полоса 2 способа
3
полоса 1 способ
3 ∙ 2 ∙ 1 = 6
Ответ: 6
способов
Подсчет перестановок
Слайд 20Пример. В чемпионате по футболу участвуют десять команд. Сколько существует
различных возможностей занять командам первые три места?
Слайд 22Сочетанием
без повторений из n элементов по k называется неупорядоченное k-элементное
подмножество n-элементного множества. Число сочетаний без повторений из n элементов
по k :
Слайд 24Пример. Сколькими способами можно составить бригаду из трех человек для
дежурства в группе из 30 человек?
Поскольку порядок расположения людей в
бригаде не фиксируется и люди не повторяются, то мы имеем случай сочетаний из 30 элементов по 3 без повторений:
Слайд 25Выборки с повторениями
Перестановки с повторениями
Размещения с повторениями
Сочетания с повторениями
Слайд 26Выборки с повторениями
Пусть имеется выборка из n элементов, причем элементы
могут повторятся.
Из такой выборки можно составить перестановки с повторениями,
размещения с повторениями, сочетания с повторениями.
Слайд 27Перестановки с повторениями
Число различных перестановок на выборке из n элементов,
из которых k одинаковые -
число перестановок с k повторениями
на множестве из n элементов
Слайд 29Пример. Сколько различных 4-символьных паролей можно составить из символов 0,0,a,b?
Решение.
Другими словами, требуется найти число перестановок с повторениями на 4
элементах выборки, в которой два элемента одинаковы:
Слайд 30Размещения с повторениями
упорядоченный набор из k элементов, которые могут повторяться, выбираемый некоторого множества n элементов.
Число различных
размещений с повторениями:
Слайд 32Пример. Шифр сейфа состоит только из 6 цифр, которые должны
набираться последовательно и могут повторяться. Чему в этом случае равно
общее число всех возможных комбинаций шифра?
Слайд 34Сочетания с повторениями
Сочетанием с повторениями называются неупорядоченные наборы, в которых каждый
элемент может участвовать несколько раз.
Слайд 37ВЫБОР ФОРМУЛ КОМБИНАТОРИКИ
ПОРЯДОК ВАЖЕН?
ДА
ПОВТОРЕНИЯ ЕСТЬ?
СОЧЕТАНИЯ
СОЧЕТАНИЯ С ПОВТОРЕНИЯМИ
ДА
НЕТ
Число элементов в выборке
равно числу элементов в исходном наборе?
НЕТ
ДА
ПОВТОРЕНИЯ ЕСТЬ?
РАЗМЕЩЕНИЯ
РАЗМЕЩЕНИЯ
С ПОВТОРЕНИЯМИ
ПОВТОРЕНИЯ ЕСТЬ?
НЕТ
ДА
ПЕРЕСТАНОВКИ
ПЕРЕСТАНОВКИ С
ПОВТОРЕНИЯМИ
НЕТ
ДА
НЕТ