Размещения. Как выбрать формулу комбинаторики
Флеш-карточки к уроку «Размещения. Как выбрать формулу комбинаторики»
Перетаскивайте соответствующие элементы друг на друга, и они будут исчезать с экрана.
Ваше время: 2 минуты.
Размещение
Упорядоченный набор k предметов из n различных
Формула размещений
$A_n^k=n(n-1)\ldots(n-k+1)=\dfrac{n!}{(n-k)!}$: произведение $k$ убывающих множителей
Размещения и перестановки
При $k=n$: $A_n^n=n!=P_n$ — дерево идет до последнего яруса
Связь A и C
$A_n^k=C_n^k\cdot k!$: каждая группа дает $k!$ порядков, листья склеивают
Выбор формулы
Спросите: важен ли порядок и берут ли все элементы? Для различных предметов без повторений: порядок важен и берут всех — перестановки; порядок важен и берут k из n — размещения; порядок не важен — сочетания, в том числе C(n, n) = 1
Ограничения при подсчете
Часто удобно начать с самого строгого шага (например, первая цифра не ноль), затем проверить, одинаково ли число продолжений у всех ветвей; если нет — разбить на случаи и сложить
Двое рядом
Двоих «склеивают» в блок: $2\cdot(n-1)!$ — множитель 2 дает порядок внутри блока
Дерево выборов
Ярус — шаг выбора, путь от корня до листа — способ, лист — исход. При выборе без повторений у каждого частичного выбора на $k$ ярусах число продолжений равно $n,n-1,\ldots,n-k+1$; эти числа умножают. Путь длиной $k$ задает размещение; здесь $0\leq k\leq n$.
Выбор без ролей
Поменяйте двух выбранных местами: если результат тот же и важен только состав, порядок не учитывают. Для различных предметов без повторений $C_n^k=\dfrac{A_n^k}{k!}=\dfrac{n!}{k!(n-k)!}$. Если берут все предметы без учета порядка, $C_n^n=1$; перестановки $P_n=n!$ нужны, когда всех расставляют по порядку.
Крайние случаи
$A_n^1=n$ — выбор одного предмета из $n$; $A_n^0=1$ — один способ ничего не выбрать. По определению $0!=1$, поэтому при $k=n$ формула дает $A_n^n=n!$.
Выбор с повторениями
Если на каждом из $k$ шагов можно снова выбрать любой из $n$ предметов и порядок важен, ветви не убывают: число способов равно $n^k$. Формулы $P_n$, $A_n^k$ и $C_n^k$ из урока относятся к различным предметам без повторений.
Угадывание результата
Если все упорядоченные наборы из $k$ различных предметов, выбранных из $n$ без повторений, равновозможны, а нужный набор один, вероятность угадать его с первой попытки равна $\dfrac{1}{A_n^k}$.
Флеш-карточки к уроку «Размещения. Как выбрать формулу комбинаторики»