Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 21. Основні правила комбіна- торики
Завдання 1132
Переставлення намистин
Скількома способами дівчинка може нанизати на нитку 8 різних намистин?
Розв’язання
Для першого місця на нитці можна взяти будь-який із 8 намистин (8 варіантів).
Для другого місця залишається 7 намистин (7 варіантів).
Продовжуючи так, для останнього місця залишиться лише 1 намистин.
За правилом добутку кількість способів дорівнює добутку кількості варіантів на кожному кроці: 8⋅7⋅6⋅5⋅4⋅3⋅2⋅1.
Відповідь:
8!=40320 способів.
Завдання 1133
Турнір з шашок
Вісім друзів вирішили провести турнір з шашок так, щоб кожний зіграв з кожним одну партію. Скільки партій буде зіграно?
Розв’язання
Перший гравець може зіграти з будь-яким із 7 інших друзів (7 партій).
Другий гравець може зіграти з рештою 6 друзів (оскільки гра з першим вже була врахована).
Третій — з 5 друзів і так далі до останнього, у кого немає можливості зіграти нову гру.
Сума партій: 7+6+5+4+3+2+1=28⋅7.
Відповідь:
C82=28⋅7=28 партій.
Завдання 1134
Утворення трицифрових чисел
Скільки трицифрових чисел можна утворити з цифр 0,1,2,3,4,5, якщо: а) цифри не можуть повторюватися; б) цифри можуть повторюватися?
Розв’язання
Варіант а) без повторень: - Перший розряд (сотні): можна вибрати будь-яку цифру крім 0 (цифри 1,2,3,4,5), тобто 5 варіантів. - Другий розряд (десятки): можна вибрати будь-яку з решти 5 цифр (6−1=5). - Третій розряд (одиниці): можна вибрати будь-яку з решти 4 цифр. - За правилом добутку: 5⋅5⋅4=100.
Варіант б) з повтореннями: - Перший розряд (сотні): 5 варіантів (1,2,3,4,5). - Другий розряд: можна вибрати будь-яку з 6 цифр. - Третій розряд: також можна вибрати будь-яку з 6 цифр. - За правилом добутку: 5⋅6⋅6=180.
Відповідь:
а) 100 чисел; б) 180 чисел.
Завдання 1135
Трицифрові числа з цифр 0–5
Скільки трицифрових чисел можна утворити з цифр 0,1,2,3,4,5, якщо цифри не повторюються і число має бути: а) непарним; б) парним?
Розв’язання
Загальна кількість трицифрових чисел без обмежень на парність (цифри не повторюються): Перша цифра має 5 варіантів (1,2,3,4,5), друга — 5, третя — 4. Разом: 5⋅5⋅4=100.
а) Непарні числа: Остання цифра може бути 1,3,5 (3 варіанти). Перша цифра не може бути 0, тому з 5 доступних цифр (0,1,2,3,4,5) віднімаємо обрану останню та сам нуль, якщо він ще не використаний. Простіше: фіксуємо останню цифру (3 варіанти). Першу цифру можна обрати з решти 4 непарних плюс парних (0 виключається), тобто 5−1=4 варіантів? Ні, краще так: Остання — 3 варіанти. Перша — не може бути 0, тому з решти 5 цифр віднімаємо 0, залишається 4. Друга — з решти 4 цифр. Разом: 3⋅4⋅4=48. Перевірка: Непарні цифри: {1,3,5}. Парні: {0,2,4}. Якщо остання 1: перша може бути 2,3,4,5 (4 вар), друга — решта. Складніше. Давайте рахувати за загальним правилом з урахуванням нуля. Кращий спосіб: Загальна кількість чисел без обмежень на парність = 100. Парні числа: Остання цифра {0,2,4}. Якщо остання 0: перша 5 варіантів (1..5), друга 4. Разом 5⋅4=20. Якщо остання 2 або 4: 2 варіанти. Перша цифра не може бути 0 і не може дорівнювати останній. Доступні цифри для першої: {1,3,5} (3 вар) + інший парний (1 вар). Разом 4. Друга: решта 4. Отже, для фіксованої непарної останньої: 4⋅4=16. Для двох таких випадків: 2⋅16=32. Всього парних: 20+32=52. Непарні числа: Загальна (100) - Парні (52) = 48. Або безпосередньо: Остання {1,3,5} (3 вар). Перша не може бути 0. З решти 5 цифр віднімаємо обрану останню та 0, залишається 4. Друга — з решти 4. Разом: 3⋅4⋅4=48.
б) Парні числа: Остання цифра {0,2,4}. Якщо остання 0: перша цифра може бути будь-якою з {1,2,3,4,5} (5 варіантів), друга — з решти 4 (4⋅5=20). Якщо остання 2 або 4: 2 варіанти. Перша цифра не може бути 0 і не дорівнює останній. Доступні для першої: {1,3,5} (3 непарні) + інший парний (1). Разом 4. Друга — з решти 4. Кількість: 2⋅(4⋅4)=32. Всього парних: 20+32=52.
Відповідь:
а) 48; б) 52.
Завдання 1136
Чотирицифрові числа з цифр 0–5
Скільки чотирицифрових чисел можна скласти з цифр 0,1,2,3,4,5, якщо цифри не повторюються і число має бути: а) парним; б) непарним?
Розв’язання
Загальна кількість чотирицифрових чисел без обмежень на парність: Перша цифра має 5 варіантів (1..5). Друга — 5. Третя — 4. Четверта — 3. Разом: 5⋅5⋅4⋅3=300.
а) Парні числа: Остання цифра {0,2,4}. Випадок 1: Остання 0. Перша цифра має 5 варіантів (1..5). Друга — 4, Третя — 3. Разом: 5⋅4⋅3=60. Випадок 2: Остання 2 або 4 (2 варіанти). Перша цифра не може бути 0 і не дорівнює останній. Доступні для першої: {1,3,5} (3) + інший парний (1). Разом 4. Друга — з решти 4, Третя — з решти 3. Кількість: 2⋅(4⋅4⋅3)=96. Всього парних: 60+96=156.
б) Непарні числа: Остання цифра {1,3,5} (3 варіанти). Перша цифра не може бути 0 і не дорівнює останній. Доступні для першої: {2,4} (2) + дві інші непарні (2). Разом 4. Друга — з решти 4, Третя — з решти 3. Кількість: 3⋅(4⋅4⋅3)=144.
Відповідь:
а) 156; б) 144.
Завдання 1137
П'ятицифрові числа з цифр 0, 1, 3, 5, 7
Скільки всього різних п'ятицифрових чисел можна утворити з цифр 0,1,3,5,7, якщо цифри не повинні повторюватися? (Варіанти відповідей: А 5, Б 24, В 25, Г 96, Д 120).
Розв’язання
Перша цифра (десятки тисяч): не може бути 0. Доступні цифри: {1,3,5,7} — всього 4 варіанти.
Друга цифра (тисячі): може бути будь-якою з решти 4 цифр (5−1=4).
Третя цифра (сотні): з решти 3 цифр.
Четверта цифра (десятки): з решти 2 цифр.
П'ята цифра (одиниці): залишається 1 цифра.
Загальна кількість: 4⋅4⋅3⋅2⋅1=96.
Відповідь:
Г 96
Завдання 1138
Комбінації страв
Їдальня приготувала на обід 3 перші страви (A,B,C), 3 другі (a,b,c) і 2 треті (x,y). Потрібно знайти кількість різних наборів із трьох позицій та скласти діаграму-дерево.
Розв’язання
Перша страва може бути 3 варіантами (A,B,C).
Друга страва може бути 3 варіантами (a,b,c).
Третя страва може бути 2 варіантами (x,y).
Загальна кількість наборів дорівнює добутку: 3×3×2=18.
Відповідь:
18 наборів; діаграма-дерево має три рівні розгалужень з відповідними літерами.
Завдання 1139
Комбінації страв (англійською)
The canteen has prepared 3 first courses (A,B,C), 3 second courses (a,b,c) and 2 third courses (x,y) for lunch. How many different sets of two position can be chosen for lunch? (Скільки різних наборів із двох позицій можна обрати на обід?)
Розв’язання
Кількість варіантів перших страв — 3 (A,B,C).
Кількість варіантів других страв — 3 (a,b,c).
Загальна кількість наборів із двох страв дорівнює: 3×3=9.
Відповідь:
9 different sets.
Завдання 1140
Смайлики в повідомленні
Олег пише смс-повідомлення з трьох речень. У кінці кожного з них він прикріплює один із п'ятнадцяти веселих смайликів. Скільки всього є способів вибору таких смайликів для прикріплення, якщо всі смайлики в повідомленні мають бути різними?
Розв’язання
Для першого речення є 15 варіантів вибору смайлика.
Для другого речення залишається 14 варіантів (оскільки смайлики мають бути різними).
Для третього речення залишається 13 варіантів.
Загальна кількість способів дорівнює добутку: 15×14×13=2730.
Відповідь:
2730 способів.
Завдання 1141
Привітання листівками з двома подругами
У Олесі є 10 різних листівок. Вона вирішила привітати двох своїх подруг зі святом. Потрібно знайти кількість способів це зробити. Також потрібно розглянути випадок, коли одну конкретну листівку (із засніженим лісом) вона вирішила подарувати бабусі.
Розв’язання
Щоб привітати двох подруг, треба вибрати 2 листівки із 10-ти. Оскільки порядок дарування не важливий (просто набір), використовуємо формулу комбінацій: C102=2⋅110⋅9=45.
Для другого випадку фіксуємо одну листівку для бабусі. Залишається 9 листівок, з яких треба вибрати 2 для подруг: C92=2⋅19⋅8=36.
Відповідь:
Для двох подруг — 45 способів; якщо одну листівку подарувати бабусі, то для подруг залишається 36 способів.
Завдання 1142
Способи оформлення привітання конвертом
На пошті є три види конвертів, два види марок і чотири види привітальних листівок. Потрібно знайти кількість різних способів оформити одне привітання (вибрати один конверт, одну марку та одну листівку).
Розв’язання
Кількість способів вибрати конверт — 3.
Кількість способів вибрати марку — 2.
Кількість способів вибрати листівку — 4.
Загальна кількість способів оформлення привітання: 3⋅2⋅4=24.