9.1.6 Permutace I. Předpoklady: 9101, 9102, 9104



Podobné dokumenty
( n) ( ) ( ) Kombinatorické úlohy bez opakování. Předpoklady: 9109

( ) ( 1) Permutace II. Předpoklady: c) ( n ) Př. 1: Rozepiš faktoriály. a) 6! b)! ( n + ) a) 6! = = 720

9.1.8 Kombinace I. Předpoklady: 9107

9.1.1 Základní kombinatorická pravidla I

1. KOMBINATORIKA. Příklad 1.1: Mějme množinu A a. f) uspořádaných pětic množiny B a. Řešení: a)

KOMBINATORIKA (4.ročník I.pololetí DE, 2.ročník I.pololetí NS)

{ 3;4;5;6 } pravděpodobnost je zřejmě 4 = 2.

Další vlastnosti kombinačních čísel

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Při určování počtu výběrů skupin daných vlastností velmi často používáme vztahy, ve kterých figuruje číslo zvané faktoriál.

( ) ( ) Binomické rozdělení. Předpoklady: 9209

Základním pojmem v kombinatorice je pojem (k-prvková) skupina, nebo také k-tice prvků, kde k je přirozené číslo.

Teorie. Kombinatorika

KOMBINATORIKA. 1. cvičení

Kombinatorika. Kopírování a jakékoliv další využití výukového materiálu je povoleno pouze s uvedením odkazu na

( ) ( ) Binomické rozdělení. Předpoklady: 9209

KOMBINATORIKA - SLOVNÍ ÚLOHY (BEZ OPAKOVÁNÍ) Variace

Kombinace s opakováním

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9 Projekt MŠMT ČR: EU PENÍZE ŠKOLÁM

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

a) 7! 5! b) 12! b) 6! 2! d) 3! Kombinatorika

KOMBINATORIKA. 1. cvičení

Kombinace s opakováním

Komplexní čísla, Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

0 KOMBINATORIKA OPAKOVÁNÍ UČIVA ZE SŠ. Čas ke studiu kapitoly: 30 minut. Cíl: Po prostudování této kapitoly budete umět použít

Pravděpodobnost a statistika

Motivační úloha: Určete počet přirozených dvojciferných čísel, v jejichž dekadickém zápisu se každá, vyskytuje nejvýše jednou.

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Variace, permutace, kombinace, faktoriál, kombinační čísla 1. Vypočítejte:

kombinatorika září, 2015 Kombinatorika Opakovací kurz 2015 Radka Hájková

( ) ( ) Nezávislé jevy I. Předpoklady: 9204

Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

Kombinatorika. 1. Variace. 2. Permutace. 3. Kombinace. Název: I 1 9:11 (1 z 24)

Základním pojmem v kombinatorice je pojem (k-prvková) skupina, nebo také k-tice prvků, kde k je přirozené číslo.

Napsali: Mgr. Michaela Jedličková; RNDr. Peter Krupka, Ph.D.; RNDr. Jana Nechvátalová Recenzenti:

IB112 Základy matematiky

VARIACE BEZ OPAKOVÁNÍ

( ) ( ) ( ) ( ) Skalární součin II. Předpoklady: 7207

Digitální učební materiál

Pracovní list č. 4 Počítáme s pravděpodobností

( + ) ( ) f x x f x. x bude zmenšovat nekonečně přesný. = derivace funkce f v bodě x. nazýváme ji derivací funkce f v bodě x. - náš základní zápis

Jevy A a B jsou nezávislé, jestliže uskutečnění jednoho jevu nemá vliv na uskutečnění nebo neuskutečnění jevu druhého

Nepřijde a nedám 100 Kč měl jsem pravdu, o této

Pravděpodobnost a statistika, Biostatistika pro kombinované studium. Jan Kracík

Determinanty. Obsah. Aplikovaná matematika I. Pierre Simon de Laplace. Definice determinantu. Laplaceův rozvoj Vlastnosti determinantu.

Kolika způsoby může při hodu dvěma kostkami padnout součet ok: a) roven 7 b) nejvýše 5 řešení

1.5.7 Znaky dělitelnosti

Kombinatorika. November 12, 2008

Dělitelnost čísel, nejmenší společný násobek, největší společný dělitel

2. Elementární kombinatorika

4.3.8 Vzorce pro součet goniometrických funkcí. π π. π π π π. π π. π π. Předpoklady: 4306

1.4.3 Složené výroky implikace a ekvivalence

Řešení 1. série. Řešení S-I-1-1 Nejdříve si uvědomme, že platí následující vztahy. h = 1 2 v d, h = 1 2 s k,

Cykly a pole

2.5.1 Opakování - úměrnosti se zlomky

( ) ( )( ) ( x )( ) ( )( ) Nerovnice v součinovém tvaru II. Předpoklady: Př.

Kombinatorika. Irina Perfilieva. 19. února logo

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9 Projekt MŠMT ČR: EU PENÍZE ŠKOLÁM

2.8.8 Výpočty s odmocninami II

Matematika PRŮŘEZOVÁ TÉMATA

Vektory a matice. Obsah. Aplikovaná matematika I. Carl Friedrich Gauss. Základní pojmy a operace

2.6.5 Další použití lineárních lomených funkcí

Hledání mocnin a odmocnin v tabulkách

SEZNAM VZDĚLÁVACÍCH MATERIÁLŮ - ANOTACE

1. KOMBINATORIKA - PŘÍKLADY

Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok

Kombinatorika, základy teorie pravděpodobnosti a statistiky

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

M - Příprava na 1. zápočtový test - třída 3SA

2.7.6 Rovnice vyšších řádů

A 2.C. Datum:

Dělitelnost šesti

7.2.1 Vektory. Předpoklady: 7104

1.3.3 Množinové operace

Slovní úlohy vedoucí na soustavy rovnic I

goniometrickém tvaru z 1 = z 1 (cosα 1 +isinα 1 ), z 2 = z 2 (cosα 2 +isinα 2 ) Jejich součin = z 1 ( z 2 z 2 Jejich podíl: n-tá mocnina:

[ 0,2 ] b = 2 y = ax + 2, [ 1;0 ] dosadíme do předpisu Soustavy lineárních nerovnic. Předpoklady: 2206

Přepočet přes jednotku - podruhé I

( ) ( ) Vzorce pro dvojnásobný úhel. π z hodnot goniometrických funkcí. Předpoklady: Začneme příkladem.

2.7.6 Rovnice vyšších řádů

DIGITÁLNÍ ARCHIV VZDĚLÁVACÍCH MATERIÁLŮ

OPERACE S KOMBINAČNÍMI ČÍSLY A S FAKTORIÁLY, KOMBINACE

Programy na PODMÍNĚNÝ příkaz IF a CASE

Absolutní hodnota I. π = π. Předpoklady: = 0 S nezápornými čísly absolutní hodnota nic nedělá.

Permutace s opakováním

Tomáš Karel LS 2012/2013

Lomené algebraické výrazy

S T A T I S T I K A. Jan Melichar Josef Svoboda. U n iverzita Jan a Evangelist y P u rk yn ě v Ústí nad La b em

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Soustavy rovnic obsahující kvadratickou rovnici II

2.3.7 Lineární rovnice s více neznámými I

Kombinatorika. Michael Krbek. 1. Základní pojmy. Kombinatorika pracuje se spočitatelnými (tedy obvykle

Matematika 1 MA1. 2 Determinant. 3 Adjungovaná matice. 4 Cramerovo pravidlo. 11. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 29

M - Příprava na pololetní písemku č. 1

soubor dat uspořádaných do řádků a sloupců

P 1 = P 1 1 = P 1, P 1 2 =

( x) ( ) ( ) { } Vzorce pro dvojnásobný úhel II. Předpoklady: Urči definiční obor výrazů a zjednoduš je. 2. x x x

0.1 Úvod do lineární algebry

2.7.6 Rovnice vyšších řádů (separace kořenů)

Grafy funkcí s druhou odmocninou

Transkript:

9.1.6 Permutace I Předpoklady: 9101, 9102, 9104 Pedagogická poznámka: První tři příklady jsou opakování, je možné je přeskočit, nebo použít na zkoušení. Př. 1: Vyřeš slovní úlohy. a) Na plese se losuje 5 různých nejskvělejších cen z 300 lístků. Kolika způsoby může losování dopadnout? b) Do závodu odstartovalo 23 závodníků. Kolika způsoby se mohou závodníci umístit na prvních šesti bodovaných místech? a) Na plese se losuje 5 různých nejskvělejších cen z 300 lístků. Kolika způsoby může losování dopadnout? 12 Vybíráme 5 z 300, záleží na pořadí V 5 ( 300) = 300 299 298 297 296 2,35 10 b) Do závodu odstartovalo 23 závodníků. Kolika způsoby se mohou závodníci umístit na prvních šesti bodovaných místech? V = = Vybíráme 6 z 23, záleží na pořadí 6 ( 23) 23 22 21 20 19 18 72 681840 Př. 2: Rozepiš. a) V3 ( n + 1) b) V2 ( k 1) a) V3 ( n + 1) = ( n + 1) n ( n 1) b) V ( k ) = ( k )( k ) 2 1 1 2 Př. 3: Z množiny dnů v týdnu vytvoř: a) jednu trojčlennou variaci, b) dvě dvojčlenné variace. a) jedna trojčlenná variace Jakákoliv uspořádaná trojice dnů: {,, } b) dvě dvojčlenné variace neděle pátek úterý. Jakékoliv dvě uspořádané dvojice dnů: { pátek, úterý }, {, } neděle středa. Př. 4: Sportovního turnaje se účastní 5 družstev. Kolik existuje možných konečných pořadí? Budeme postupně sestavovat pořadí: 1. místo 5 možností 2. místo 4 možnosti (jeden tým už má určené pořadí) 3. místo 3 možnosti (dva týmy už mají určené pořadí) 4. místo 2 možnosti (tři týmy už mají určené pořadí) 1

5. místo 1 možnost (čtyři týmy už mají určené pořadí) jakoukoliv možnost můžeme kombinovat s ostatními násobíme mezi sebou celkem existuje 5 4 3 2 1 = 120 možností, jak může vypadat konečné pořadí (vlastně jde o vytváření uspořádané pětice z pěti prvků). Př. 5: Kolika způsoby se může seřadit při rozlosování do řady 10 dětí na letním táboře? Děti, které stavíme do řady, budeme postupně vybírat na místa v řadě: 1. místo 10 možností, 2. místo 9 možnosti (jedno dítě už je vybráno), 3. místo 8 možnosti (dvě děti už jsou vybrány), 9. místo 2 možnosti (osm dětí je vybraných), 10. místo 1 možnost (devět dětí už je vybraných). Jakoukoliv možnost můžeme kombinovat s ostatními násobíme mezi sebou celkem existuje 10 9... 2 1 = 3628800 možností, jak může vypadat konečné pořadí (vlastně jde o vytváření uspořádané desetice z deseti prvků). Př. 6: Tři obětovaní studenti losují o pořadí, ve kterém se nechají dobrovolně vyzkoušet. Kolika způsoby může losování skončit? Stejné jako předchozí příklady, vybíráme postupně na jednotlivá místa v pořadí: 1. místo 3 možnosti, 2. místo 2 možnosti (jeden student vybrán), 3. místo 1 možnosti (dva studenti vybráni). Jakoukoliv možnost můžeme kombinovat s ostatními násobíme mezi sebou celkem existuje 3 2 1 = 6 možností, jak může vypadat konečné pořadí (vlastně jde o vytváření uspořádané trojice ze tří prvků). Př. 7: Najdi společné rysy všech předchozích příkladů. Všechny předchozí příklady jsou skoro stejné: máme n prvků, z nich postupně vybíráme n prvků, z prvků sestavujeme n-tici, záleží na pořadí, prvky se neopakují, n-tice, které jsme sestavovali, se nazývají permutace z n prvků. Permutace z n prvků je uspořádaná n-tice sestavená z těchto prvků tak, že každý se v ní vyskytuje právě jednou. Př. 8: Jaký je vztah mezi permutacemi z n prvků a variacemi? Permutace: z n prvků sestavujeme upořádanou n-tici (používáme všechny prvky právě jednou), Variace: z n prvků sestavujeme upořádanou k-tici (používáme některé prvky maximálně jednou), 2

permutace je speciální případ variace (n členné variace z n prvků). Permutace z n prvků je každá n-členná variace z těchto prvků. Př. 9: Urči počet permutací z n prvků. Vytváříme uspořádanou n-tici z n prvků: 1. člen: n možností, 2. člen: n 1 možností, 3. člen: n 2 možností, n 1 -ní člen: 2, ( ) n-tý člen: 1. Možnosti kombinujeme: n ( n )( n ) 1 2... 2 1. Mohli bychom také použít variační číslo: V ( n) n ( n ) ( n n ) n ( n ) Počet permutací z n prvků značíme P ( n ). Součin n ( n 1)( n 2 )... 2 1 n = 1... + 1 = 1... 1. patří v kombinatorice k nejběžnějším zavádíme pro něj speciální symbol n! (čteme n faktoriál). Pro každé přirozené číslo n definujeme n n ( n ) ( n ) Počet P ( n ) všech permutací z n prvků se rovná P ( n) = n!. Hodnota faktoriálu je definována i pro nulu. Platí: 0! = 1.! = 1 2... 3 2 1. Pedagogická poznámka: Hodnota faktoriálu je pro studenty překvapivá, více se dozví příští hodinu. Většina kalkulaček má speciální tlačítko pro faktoriál. Př. 10: Rozepiš a vypočti: 5 1 a) P ( ) b) P ( ) c) ( 3) P d) 4! e) 50! a) P ( 5) = 5 4 3 2 1 = 120 b) P ( 1) = 1 c) P ( 3) = 3 2 1 = 6 d) 4! = 4 3 2 1 = 24 e) 50! = 50 49 48... 3 2 1 = = 30414093201713378043612608166064768844377641568960512000000000000 Faktoriály jsou velmi brzo velmi velká čísla. Př. 11: Vypiš všechny permutace ze tří prvků { a; b; c }. Vypisujeme přehledně podle prvního prvku: 3

( a, b, c ), ( a, c, b ) ( b, a, c ), ( b, c, a ) ( c, a, b ), ( c, b, a ) Počet permutací pomocí vzorce: P ( 3) = 3! = 6 odpovídá. Pedagogická poznámka: Jako nejvýhodnější vidím společné (pomalé a po krocích, ale bez delšího čekání na samostatný nápad studentů) vyřešení příkladu 8 a poté samostatnou práci na příkladu 9. Př. 12: Televizního pořadu, ve kterém diváci kladou politikům nepříjemné otázky, se účastní i občané Nora, Oldřich, Pavlína, Radek, Stanislav, Tamara a Uršula. Každý účastník může položit jednu otázku. Urči počet všech možných pořadí, ve kterých: a) mohou položit své dotazy, b) položí dotazy nejdříve ženy a pak muži, c) položí svůj dotaz Pavlína a hned po ní Radek, d) Nora položí svůj dotaz dřív než Tamara. a) všechna pořadí, ve kterých mohou položit své dotazy P 7 = 7! = 5040. Stejný příklad jako všechny na začátku: ( ) b) všechna pořadí, ve kterých položí dotazy nejdříve ženy a pak muži Otázky pokládají 4 ženy 4! možností, jak je seřadit, otázky pokládají 3 muži 3! možností, jak je seřadit, ke každému pořadí žen můžeme vystřídat všechna pořadí mužů a obráceně počty možností mezi sebou násobíme 4! 3! = 144 c) všechna pořadí, ve kterých položí svůj dotaz Pavlína a hned po ní Radek Pavlínu a Radka můžeme považovat za jediného účastníka diskuse diskuse se účastní 6 tazatelů 6! = 720 d) všechna pořadí, ve kterých Nora položí svůj dotaz dřív než Tamara Každému pořadí, ve kterém položila Nora dotaz před Tamarou, odpovídá jedno pořadí, ve kterém pouze prohodíme tyto dvě ženy a Tamara bude klást dotaz před Norou hledaná pořadí tvoří přesně polovinu všech je jich 7! 2520 2 =. 4

Př. 13: Šíleně smutnou princeznu přišlo rozesmát 20 kejklířů, 35 komiků, 41 šašků, 27 zpěváků, 12 bavičů, Zlatovláska, Kocour v botách a Hloupý Honza. Urči počet všech pořadí, ve kterých mohou před princeznu předstoupit: a) všichni uchazeči, b) pouze kejklíři a šašci, c) pouze komici a po nich zpěváci, d) nejdříve všichni baviči, e) každá skupina uchazečů pohromadě, pohádkové bytosti na konci, f) první Zlatovláska, druhý Kocour v botách a třetí Hloupý Honza, g) všichni uchazeči tak, aby byl Hloupý Honza byl první nebo druhý, h) všichni uchazeči tak, aby Kocour botách nebyl první, i) všichni uchazeči tak, aby Hloupý Honza byl nejhůře desátý, j) Zlatovláska před Hloupým Honzou a Kocourem v botách ostatní libovolně. a) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit všichni uchazeči Celkově uchazečů 20 + 35 + 41+ 27 + 12 + 1+ 1+ 1 = 138. Všech 138 uchazečů se snažíme uspořádat, každého vybíráme pouze jednou na pořadí záleží 236 138! 6,9 10 b) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit pouze kejklíři a šašci Počet kejklířů a šašků: 20 + 41 = 61. 83 Upořádáme 61 uchazečů: 61! 5,1 10 c) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit pouze komici a po nich zpěváci Počet pořadí komiků: 35!, počet pořadí zpěváků: 27!, ke každému pořadí komiků můžeme vyzkoušet všechna pořadí zpěváků násobíme mezi 68 sebou 35! 27! 1,1 10 d) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit nejdříve všichni baviči Počet pořadí bavičů: 12!, 138 12! = 126!, počet pořadí ostatních uchazečů: ( ) ke každému pořadí bavičů můžeme vyzkoušet všechna pořadí ostatních uchazečů 224 násobíme mezi sebou 12! 126! 1,5 10 e) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit každá skupina uchazečů pohromadě, pohádkové bytosti na konci Počet pořadí kejklířů: 20!, počet pořadí komiků: 35!, počet pořadí šašků: 41!, počet pořadí zpěváků: 27!, počet pořadí bavičů: 12!, počet pořadí pohádkových bytostí: 3!, ke každému pořadí jedné skupiny můžeme vyzkoušet všechna pořadí ostatních skupin násobíme mezi sebou 20! 35! 41! 27! 12! 3! možností, máme celkem 5 skupin (pohádkové bytosti jsou poslední, nikam je nepřeřazujeme), jejichž 148 pořadí můžeme měnit 5! způsoby 5! 20! 35! 41! 27! 12! 3! 1,9 10 5

f) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit první Zlatovláska, druhý Kocour v botách a třetí Hloupý Honza Na prvních třech místech nemáme možnost volby, uspořádáváme pouze zbývajících 135 230 uchazečů 135! 2,7 10 g) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit všichni uchazeči tak, aby byl Hloupý Honza byl první nebo druhý Hloupý Honza první uspořádáváme zbývajících 137 uchazečů 137! možností, Hloupý Honza druhý uspořádáváme zbývajících 137 uchazečů (po uspořádání k nim přidáme za prvního Honzu) 137! Honza můžeme být buď první nebo druhý předchozí možnosti sčítáme celkově 235 137! + 137! = 2 137! 1, 0 10 h) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit všichni uchazeči tak, aby Kocour botách nebyl první Všechna pořadí (138! možností) = pořadí, ve kterých je Hloupý Honza první (137! možností) + pořadí, ve kterých Hloupý Honza první není pořadí, ve kterých Hloupý Honza první 236 není: 138! 137! = 137! ( 138 1) = 137 137! 6,9 10 i) počet všech pořadí, ve kterých mohou předstoupit všichni uchazeči tak, aby Hloupý Honza byl nejhůře desátý, Počet možností, ve kterých je Hloupý Honza na libovolném předem určeném místě: 137! možností, Honza může nastoupit na deseti vyhovujících pořadích celkově 235 10 137! 5,0 10 j) počet všech pořadí, ve kterých může předstoupit Zlatovláska před Hloupým Honzou a Kocourem v botách ostatní libovolně Každému pořadí ve kterém je Zlatovláska před Hloupým Honzou, odpovídá jedno pořadí, ve kterém je Hloupý Honza před Zlatovláskou (obě pořadí můžeme zaměnit vzájemným prohozením) Zlatovláska před Honzou 138! 2 Všech zatím vyhovující pořadí můžeme opět rozdělit na dvě stejně velké skupiny, podle toho 138! 138! 236 zda je dříve Zlatovláska nebo Kocour v botách 2 = = 1,7 10 2 4 Př. 14: Petáková: strana 146/cvičení 47 strana 146/cvičení 48 Shrnutí: Pokud tvoříme z n prvků uspořádané n-tice máme n n( n )( n )! = 1 2... 2 1 6